页岩气超长水平井预控水泥环封固失效水泥浆技术

摘要

页岩气超长水平井储层改造时,需进行多段的水力压裂施工,水平段水泥环在多次循环载荷下的密封完整性问题尤为重要。为此,基于岩石微裂纹的演化过程,设计了一种Superflex增韧剂,强化微裂纹处纤维的桥连作用,增强微裂缝尖端弹塑性,阻断微裂纹扩展,降低水泥石塑性形变,从而可以有效预防和控制水泥环封固失效。基于此增韧剂,构建了抗循环载荷弹韧防气窜水泥浆体系,采用常规评价仪器、高温高压岩石流变仪和页岩物性测定仪等手段,综合测试了水泥浆常规性能及防气窜性能,重点讨论了水泥石的强度和韧性特性,并评价了该水泥浆体系的现场适用性。研究结果表明:①Superflex增韧剂与水泥浆相容性好,不影响水泥浆体系的其他性能,且在不牺牲强度的前提下,改善了水泥石的弹韧性。②抗循环载荷弹韧防气窜水泥石承受循环载荷70次后,塑性形变小,保持完整,具有良好的抗循环载荷能力,能够有效地预控超长水平井水泥环封固失效问题。③该水泥浆体系现场应用于水平段长2700余米的超长水平井,固井质量优良,经分段压裂后,环空不带压,显示了较好的工程应用效果。