一种适用于连续油管作业注悬空水泥塞及其应用方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及石油固井技术领域，具体涉及一种废弃油气井固井过程中适用于连续 油管作业注悬空水泥塞及其应用方法。
【背景技术】
[0002] 伴随着油气资源的不断开发，国内外不少井厂已进入开发的中后期，无开采价值 或报废井将大量出现，这些报废井或多或少还残余着一些油气，不少井底还残有H 2S等剧毒 物质，大多井厂配套的设备管线早已损坏，有的甚至长期无人监管，安全风险大，需对其进 行封堵，以阻止残余油气和有毒物质的溢出。这类报废井井底常常积压大量粘土矿物，水泥 浆遇粘土矿物后稠度大大增加，流变性能变差，甚至可能提前凝固，大大增加了施工风险。 其井的配套的设备管线大多早已损坏，一般只能采用连续油管注水泥的方式进行，连续油 管管径小，对水泥浆的流变性能和抗污染能力提出了更高的要求。封堵报废井本身是一件 费用高且没有利润的事情，在有效封堵的前提下降低注水泥塞成本已成为固井工作者一项 重要的研究内容。目前国内外连续油管作业注水泥塞通常为全井整段封闭，费用高，水泥浆 抗污染能力低，前期需对井筒用大量隔离液进行冲洗，低成本抗污染能力强的悬空水泥塞 配方还未见报道。
【发明内容】
[0003] 为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的是提供一种适用于连续油管作业注 悬空水泥塞及其应用方法，该悬空水泥塞成本低，能有效封堵报废井。
[0004] 本发明的技术方案如下所述。
[0005] -种适用于连续油管作业注悬空水泥塞，该水泥塞分三部分，每部分按质量比包 括以下组成： 储层水泥塞:分散剂、降失水剂G、微硅、缓凝剂分别占 G级高抗硫酸盐油井水泥的1%~ 2%、1%~2%、5~10%、0.1%~0.5%、G级高抗硫酸盐油井水泥与水灰比为0.45; 中层隔离液:清水，〇. 5%聚丙烯酰胺的水溶液； 中层隔离液:聚丙烯酰胺占清水〇. 5%; G级高抗硫酸盐油井水泥分别1%、1%、0%~0.2%、G级高抗硫酸盐油井水泥水灰比为 0.45〇
[0006] 所述的悬空水泥塞使用温度为常温至110°C，若温度高于110°C，储层水泥塞配方 将另外多加入30~40%的硅砂。
[0007] 所述的0.5%聚丙烯酰胺的水溶液需提前4h配制。
[0008] 所述的储层水泥塞中分散剂为SXY、降失水剂为BXF-200L、缓凝剂为SN-2。
[0009] 所述的表层水泥塞中分散剂为SXY、降失水剂为SZ1-2、缓凝剂为SN-2。
[0010] -种适用于连续油管作业注悬空水泥塞的应用方法，包括以下步骤： 先将连续油管作业车从探得塞面位置注储层水泥塞封闭储层，上提连续油管至套管 内，关井候凝48小时，然后下放连续油管探塞面，从探得塞面位置，与表层水泥塞接触面向 下500m处开始注中层隔离液，继续上提连续油管，至表层时开始注表层水泥塞封闭表层，起 出连续油管，关井48小时。
[0011] 本发明的有益效果是： 该悬空水泥塞由三段组成，中层隔离液除离表层水泥塞近500m使用0.5%聚丙烯酰胺 外，其余井段均使用清水，0.5%聚丙烯酰胺的水溶液有良好的粘度，能较好的隔离水层和水 泥浆层，避免水泥浆变稀，保证表层水泥的固井质量。中层隔离液取代了价格昂贵的水泥 浆，在保障封固质量的前提下，大大降低了生产成本。此外该储层、表层水泥浆性能良好，抗 污染能力强，流变性好，在20%泥浆污染的情况下，仍能保持良好的综合性能。特别适合在废 弃井的封固中使用。
【具体实施方式】
[0012] 下面结合实例，对本发明进行进一步说明： 实施例1 一种适用于连续油管作业注悬空水泥塞，该水泥塞分三部分，每部分按质量比包括以 下组成： 储层水泥塞配方:G级高抗硫酸盐油井水泥加1.2%分散剂加1.3%降失水剂加6%微硅加 0.15%缓凝剂，水灰比为0.45; 中层隔离液配方:清水，与表层水泥塞接触面向下500m处开始使用0.5%聚丙烯酰胺的 水溶液，0.5%聚丙烯酰胺的水溶液需提前4h配制； 表层水泥塞配方:G级高抗硫酸盐油井水泥加1%分散剂加1%降失水剂加0.05%缓凝剂， 水灰比为0.45。
[0013] 水泥浆及隔离液相关性能按GB/T19139-2003《油井水泥试验方法》和GB10238-2005《油井水泥》的要求进行。
[0014]表1:水泥浆及隔离液综合性能
注:未注明是否污染的参数均为未经历泥浆污染，温度的选择根据地层温度差设置不 同的温度梯度。
[0015] 表1实验结果表明：储层和表层水泥综合性能优良，初始稠度低，流动性好，失水 小，强度大，在20%泥浆污染的情况下，初始稠度和稠化时间均未发生大的变化，在可以接受 的范围内，抗泥浆污染能力强。中层隔离液粘度50°C~80°C温度下均在25mPa. s以上，能满 足隔离水层和水泥浆层的需要。
[0016] 实施例2 一种适用于连续油管作业注悬空水泥塞，该水泥塞分三部分，每部分按质量比包括以 下组成： 储层水泥塞配方:G级高抗硫酸盐油井水泥加1.4%分散剂加1.5%降失水剂加8%微硅加 0.45%缓凝剂，水灰比为0.45; 中层隔离液配方:清水，与表层水泥塞接触面向下500m处开始使用0.5%聚丙烯酰胺的 水溶液，0.5%聚丙烯酰胺的水溶液需提前4h配制； 表层水泥塞配方:G级高抗硫酸盐油井水泥加1%分散剂加1%降失水剂加0.1%缓凝剂，水 灰比为0.45。
[0017] 水泥浆及隔离液相关性能按GB/T19139-2003《油井水泥试验方法》和GB10238-2005《油井水泥》的要求进行。
[0018]表2:水泥浆及隔离液综合性能
注:未注明是否污染的参数均为未经历泥浆污染，温度的选择根据地层温度差设置不 同的温度梯度。
[0019] 表2实验结果表明：储层和表层水泥综合性能优良，初始稠度低，流动性好，失水 小，强度大，在20%泥浆污染的情况下，初始稠度和稠化时间均未发生大的变化，在可以接受 的范围内，抗泥浆污染能力强。中层隔离液粘度50°C~80°C温度下均在25mPa. s以上，能满 足隔离水层和水泥浆层的需要。
[0020] 实施例3 一种适用于连续油管作业注悬空水泥塞，该水泥塞分三部分，每部分按质量比包括以 下组成： 储层水泥塞配方：G级高抗硫酸盐油井水泥加1.5%分散剂加1.6%降失水剂加8%微硅加 0.35%缓凝剂加35%娃砂（120°C时添加），水灰比为0.45; 中层隔离液配方:清水，与表层水泥塞接触面向下500m处开始使用0.5%聚丙烯酰胺的 水溶液，0.5%聚丙烯酰胺的水溶液需提前4h配制； 表层水泥塞配方:G级高抗硫酸盐油井水泥加1%分散剂加1%降失水剂加0.05%缓凝剂， 水灰比为0.45。
[0021] 水泥浆及隔离液相关性能按GB/T19139-2003《油井水泥试验方法》和GB10238-2005《油井水泥》的要求进行。
[0022]表3:水泥浆及隔离液综合性能
注:未注明是否污染的参数均为未经历泥浆污染，温度的选择根据地层温度差设置不 同的温度梯度。
[0023]表3实验结果表明：储层和表层水泥综合性能优良，初始稠度低，流动性好，失水 小，强度大，在20%泥浆污染的情况下，初始稠度有所增加，稠化时间有所延长，但都未发生 大的变化，在可以接受的范围内，表明储层和表层水泥均能抵挡20%泥浆污染。中层隔离液 粘度50°C~80°C温度下均在25mPa.s以上，能满足隔离水层和水泥浆层的需要。
【主权项】
1. 一种适用于连续油管作业注悬空水泥塞，其特征在于，该水泥塞分三部分，每部分按 质量比包括以下组成： 储层水泥塞：分散剂、降失水剂G、微硅、缓凝剂分别占 G级高抗硫酸盐油井水泥的1%~ 2%、1%~2%、5~10%、0.1%~0.5%、G级高抗硫酸盐油井水泥与水灰比为0.45; 中层隔离液:聚丙烯酰胺占清水〇. 5%; 表层水泥塞:分散剂、降失水剂、缓凝剂分别占 G级高抗硫酸盐油井水泥分别1%、1%、0% ~0.2%、G级高抗硫酸盐油井水泥水灰比为0.45。2. 根据权利要求1所述的一种适用于连续油管作业注悬空水泥塞，其特征在于，所述的 悬空水泥塞使用温度为常温至ll〇°C，若温度高于110°C，储层水泥塞配方将另外多加入30 ~40%的硅砂。3. 根据权利要求1所述的一种适用于连续油管作业注悬空水泥塞，其特征在于，所述的 0.5%聚丙烯酰胺的水溶液需提前4h配制。4. 根据权利要求1所述的一种适用于连续油管作业注悬空水泥塞，其特征在于，所述的 储层水泥塞中分散剂为SXY、降失水剂为BXF-200L、缓凝剂为SN-2。5. 根据权利要求1所述的一种适用于连续油管作业注悬空水泥塞，其特征在于，所述的 表层水泥塞中分散剂为SXY、降失水剂为SZ1-2、缓凝剂为SN-2。6. -种适用于连续油管作业注悬空水泥塞的应用方法，其特征在于，包括以下步骤： 先将连续油管作业车从探得塞面位置注储层水泥塞封闭储层，上提连续油管至套管 内，关井候凝48小时，然后下放连续油管探塞面，从探得塞面位置，与表层水泥塞接触面向 下500m处开始注中层隔离液，继续上提连续油管，至表层时开始注表层水泥塞封闭表层，起 出连续油管，关井48小时。
【专利摘要】一种适用于连续油管作业注悬空水泥塞及其应用方法，由下述三种配方组成：储层水泥塞配方：G级高抗硫酸盐油井水泥加1%～2%分散剂加1%～2%降失水剂加5%～10%微硅加0.1%～0.5%缓凝剂，水灰比为0.45；中层隔离液配方：清水，与表层水泥塞接触面向下500m处开始使用0.5%聚丙烯酰胺的水溶液，0.5%聚丙烯酰胺的水溶液需提前4h配制；表层水泥塞配方：G级高抗硫酸盐油井水泥加1%分散剂加1%降失水剂加0%～0.2%缓凝剂，水灰比为0.45，该悬空水泥塞使用中层隔离液取代了价格昂贵的水泥浆，在保障封固质量的前提下，大大降低了生产成本，且储层、表层水泥浆性能良好，抗污染能力强，流变性好，在20%泥浆污染的情况下，仍能保持良好的综合性能，适合在废弃井的封固中使用。
【IPC分类】E21B33/13
【公开号】CN105715229
【申请号】CN201610215186
【发明人】张颖, 刘彦锋, 李俊莉, 王晓晖, 任海晶, 陈强
【申请人】陕西省石油化工研究设计院