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1、水泥环完整性研究进展水泥环完整性研究进展天津中油渤星工程科技有限公司TianjinBo-XingEngineeringSci-TechCo.LtdofCNPC2011年9月一、水泥环完整性概念一、水泥环完整性概念二、水泥环完整性研究进展二、水泥环完整性研究进展三、水泥环完整性技术展望三、水泥环完整性技术展望汇报内容汇报内容采用有效的技术、管理手段降低环空水泥环密封失效风险采用有效的技术、管理手段降低环空水泥环密封失效风险，保持水泥环结构、功能、时效和管理完整，保证油气井在，保持水泥环结构、功能、时效和管理完整，保证油气井在开采期间和废弃后的安全。开采期间和废弃后的安全。结构：无泄露、无材料性能
2、退化、无破坏结构：无泄露、无材料性能退化、无破坏功能：适应开采或井下作业的压力、温度变化及腐蚀环境功能：适应开采或井下作业的压力、温度变化及腐蚀环境时效：水泥环始终处于可控状态，极限载荷和极限服役环境时效：水泥环始终处于可控状态，极限载荷和极限服役环境可预测可预测管理：建立一体化的技术档案，完整性管理和设计依据失效管理：建立一体化的技术档案，完整性管理和设计依据失效分析和风险分析分析和风险分析一、水泥环完整性概念一、水泥环完整性概念有利于油气田安全、高效开发，有利于提高单井产量有利于油气田安全、高效开发，有利于提高单井产量，延长油气井寿命，提高勘探开发效益，延长油气井寿命，提高勘探开发效益水泥
3、环完整性包括：水泥环完整性包括：水泥石基体完整性水泥石基体完整性界面胶结完整性界面胶结完整性水泥环完整性和管柱完整性相结合，构成油气井寿命水泥环完整性和管柱完整性相结合，构成油气井寿命分析技术。分析技术。一、水泥环完整性概念一、水泥环完整性概念二界面胶结井眼条件高温、高压低压、易漏盐岩层、盐膏层等多压力层系腐蚀性流体一界面胶结井筒管柱固井液体复杂地层前置液水泥浆后置液水泥石管柱完整井眼规则套管扶正长封固段小间隙大环空有效顶替一、水泥环完整性概念一、水泥环完整性概念完整充填完整性一、水泥环完整性概念一、水泥环完整性概念地质力学和油藏工程分析水泥环完整性分析和模拟水泥浆体系设计注水泥工艺工具附件完
4、整性评价技术及软件开发防腐蚀评价技术及防腐蚀材料自愈合水泥技术改善水泥石力学性能技术多元共聚外加剂功能性泡沫水泥浆工具附件水平井钻井大位移钻井欠平衡钻井复杂深井射孔复杂天然气井酸化、压裂非常规油气注水、注气酸性油气藏采气、采油储气库热采地质、油藏因素钻井因素固井因素开发因素工程地质特征识别试验技术评价方法水泥环水泥环完整性完整性技术技术水泥环完整性影响因素完整性评价和预测提高完整性方法钻井工程技术需求勘探开发需求强化研究方向影响水泥环完整性的因素影响水泥环完整性的因素地质、油藏因素地质、油藏因素l漏失：界面胶结不良l高温高压：强度衰退、应力损伤l高孔高渗及裂缝性地层：漏失引起胶结不良l酸性气体
5、钻井因素钻井因素l井眼几何条件和钻井液性能差：顶替效率低、胶结质量差固井因素固井因素l水泥浆失水、稳定性等性能不良：短期气窜l水泥浆密度不均匀、混合能不足：水泥石强度发展不良、水泥石应力损伤开发因素开发因素l温度、压力变化引起环空水力密封失效一、水泥环完整性概念一、水泥环完整性概念提高水泥环完整性方法提高水泥环完整性方法地质力学和油藏工程分析：固井设计依据水泥环完整性分析和模拟：地层、套管、水泥石力学性能指标水泥浆体系设计l水泥浆体系紧密堆积设计:基体完整性的基础l防窜:完整性重要途径l外加剂和特种水泥:完整性重要保障注水泥工艺：施工保证工具附件：辅助水泥环完整性一、水泥环完整性概念一、水泥环
6、完整性概念二、水泥环完整性研究进展二、水泥环完整性研究进展完整性技术-哈里伯顿WellLifeIIICementingServiceDiagnosticsmodelinganddesigntools（诊断模拟和设计工具）Engineeredcementsystems（工程化水泥体系）Backupdeviceforreinforcingzonalisolation（辅助工具）二、水泥环完整性研究进展二、水泥环完整性研究进展诊断模型和设计工具Displace3Dsoftware：三维水泥浆顶替模拟，提高顶替效率和水泥浆充填。WellLifeAnalysis：有限元分析井眼条件和工程作业对水泥环的影
7、响，提出满足井下条件的水泥浆体系。Displace3Dsimulator基于计算流体动力学，在一次注水泥作业中分析多种流体体系二、水泥环完整性研究进展二、水泥环完整性研究进展工程化水泥体系LifeCem增加自愈合功能。LifeSeal含泡沫。ElastiCemcement：包括特殊的弹性材料和纤维降低脆性，提高弹性和韧性。ElastiSeal：含泡沫。普通水泥载荷严重破坏ElastiCem水泥弹性承受载荷LifeCemcement接触碳氢化合物流体前接触流体后膨胀的LifeCemcement水泥石二、水泥环完整性研究进展二、水泥环完整性研究进展辅助工具CementAssurancetool：关
8、键部位关键辅助阻隔TheCementAssurance封隔器（固井保障工具）二、水泥环完整性研究进展二、水泥环完整性研究进展完整性技术-哈里伯顿Pre-jobuation（作业前评价）用OptiCemCementJobDesignandSimulationSystem软件，结合实验测试，提供解决方案，满足长期开发要求FieldOperations（现场作业）自动控制混合、泵送和注射过程，泡沫稳定Post-jobFollowUp（作业后跟踪）ZoneSealIsolationProcess针对泡沫低密度4500PSI9000PSI常规水泥I泡沫水泥I二、水泥环完整性研究进展二、水泥环完整性研究进
9、展完整性技术-哈里伯顿iCemSMService完整性功能最强大的工程设计软件OptiCemSoftware固井作业模拟有限元分析Displace3DSimulator计算流体动力学三位顶替模拟WellLifeExpressService水泥环应力有限元分析DataAcquisition现场数据采集与监控二、水泥环完整性研究进展二、水泥环完整性研究进展完整性技术-斯伦贝谢CementSheathIntegritySuiteSystemselection（体系选择）CemSTRESSsoftware分析确定常规或特殊水泥浆体系。Engineereddesign（工程化设计）针对井况，通过CemS
10、TRESS分析，设计水泥体系。lFUTURSelf-HealingCementSystemlFlexSTONEadvancedflexiblecementlCemNETFiberCementSlurryoptimization(水泥浆优化)二、水泥环完整性研究进展二、水泥环完整性研究进展气窜风险预测用气窜因子FlowPotentialFactor(FPF)预测气窜趋势，对症防窜气窜严重性三种水平及对策水泥浆l轻度气窜HaladfamilyoffluidlossadditivesDensifiedCementslurriesl中度气窜Latex2000cementadditiveLatex300
11、0cementadditiveGasStopcementadditiveThixotropiccementsl重度气窜SuperCBLcementadditiveFoamcement防气窜技术-哈里伯顿二、水泥环完整性研究进展二、水泥环完整性研究进展GasMigrationControlEngineeringSuite用GasMigrationAdvisor软件评价气窜风险。根据气窜风险和井眼温度，推荐解决方案。防气窜技术-斯伦贝谢二、水泥环完整性研究进展二、水泥环完整性研究进展二、水泥环完整性研究进展二、水泥环完整性研究进展CO2CementingSystemsCorrosaCemNPcem
12、entCorrosaSealcement防腐蚀技术-哈里伯顿CorrosaCemCO2cementCorrosaSealCO2cementElastiCemCO2cementElastiSealCO2cementLifeCemCO2cementLifeSealCO2cementBHST:104C(220F)；围压:2000psi；初始流速:3.4std.ccN2min；最终流速:没检测到；停止流动时间:6min二、水泥环完整性研究进展二、水泥环完整性研究进展EverCRETECO2-resistantcement：基于紧密堆积设计，很强的抗CO2腐蚀能力，用于CO2的捕集、储存和含CO2油气藏
13、开发防腐蚀技术-斯伦贝谢28MPa，90二、水泥环完整性研究进展二、水泥环完整性研究进展LostCirculationTreatment：钻井期间降低漏失风险Lossealpill：特殊加工的纤维和固相混合物，通过裂缝桥接和形成非渗透网结构阻止泥浆漏失，提高承压能力防漏技术-斯伦贝谢二、水泥环完整性研究进展二、水泥环完整性研究进展LostCirculationTreatmentFluid漏失区域精确堵漏InstanSealpill：单一流体，通过钻头喷嘴的剪切，井下快速形成高粘胶体，成胶时间通过添加剂浓度和优化泵速进行控制。可精确控制凝结时间钻井液漏失对比二、水泥环完整性研究进展二、水泥环完整
14、性研究进展FiberCementAdditive:固井防漏、保证返高CemNETcement:纤维惰性，具有优化尺寸，在水泥浆形成网状结构，防止漏失二、水泥环完整性研究进展二、水泥环完整性研究进展FracSealcement：低密度泡沫水泥，较高的粘度和膨胀力，有助于清洁井眼和顶替，结合防漏材料，桥接防漏FracCemcements：非泡沫体系防漏技术-哈里伯顿二、水泥环完整性研究进展二、水泥环完整性研究进展iCemSMServiceThree-DimensionalDisplacementSimulator顶替技术-哈里伯顿全三维顶替模拟，动态模拟泥浆顶替和固井过程中井眼流体的顶替现象流体界
15、面全井深流体随时间顶替情况确定隔离液的用量以防止水泥浆污染二、水泥环完整性研究进展二、水泥环完整性研究进展二、水泥环完整性研究进展二、水泥环完整性研究进展WELLCLEANIIengineeringsolution产品lMUDPUSHII隔离液l化学冲洗液-适用于水基泥浆：CW7，CW100-适用于油基泥浆：CW8-环境友好型：CW8-ES软件lCemCADElWELLCLEANIIsimulator顶替技术-斯伦贝谢-扶正器扶正器计计计计算算-顶顶顶顶替参数替参数计计计计算算-泥泥浆浆浆浆循循环环环环下套管下套管llCemCadeCemCade二、水泥环完整性研究进展二、水泥环完整性研究进展
16、-预测预测预测预测CBLCBL测测测测井井结结结结果果二、水泥环完整性研究进展二、水泥环完整性研究进展llCemCadeCemCadellWELLCLEANIIsimulatorWELLCLEANIIsimulator-模模拟拟拟拟泥泥浆顶浆顶浆顶浆顶替效率替效率-可可视视视视化化顶顶顶顶替替过过过过程程二、水泥环完整性研究进展二、水泥环完整性研究进展llWELLCLEANIIsimulatorWELLCLEANIIsimulator二、水泥环完整性研究进展二、水泥环完整性研究进展二、水泥环完整性研究进展二、水泥环完整性研究进展装备与工具斯伦贝谢机械除泡器机械除泡器-不使用化学消泡不使用化学消泡剂
