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

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。

【技术实现步骤摘要】


本专利技术涉及石油固井
，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。

技术介绍

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H2S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。

技术实现思路

为了克服上述现有技术的不足，本专利技术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。
本专利技术的技术方案如下所述。
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：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，0.5%聚丙烯酰胺的水溶液；
中层隔离液：聚丙烯酰胺占清水0.5%；
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。
所述的悬空水泥塞使用温度为常温至110℃，若温度高于110℃，储层水泥塞配方将另外多加入30～40%的硅砂。
所述的0.5%聚丙烯酰胺的水溶液需提前4h配制。
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。
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。
一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。
本专利技术的有益效果是：
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
下面结合实例，对本专利技术进行进一步说明：
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。
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。
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。
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℃～80℃温度下均在25mPa.s以上，能满足隔离水层和水泥浆层的需要。
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。
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。
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。
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℃～80℃温度下均在25mPa.s以上，能满足隔离水层和水泥浆层的需要。
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%硅砂（120℃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。
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。
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。
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℃～80℃温度下均在25mPa.s以上，能满足隔离水层和水泥浆层的需要。
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【技术保护点】
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0.5%；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。

【技术特征摘要】
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0.5%；
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110℃，若温度高于110℃，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...

【专利技术属性】
技术研发人员：张颖，刘彦锋，李俊莉，王晓晖，任海晶，陈强，
申请(专利权)人：陕西省石油化工研究设计院，
类型：发明
国别省市：陕西;61