高压气井注水泥后,地层流体层间互窜及井口冒气是国内外迄今固井质量存在的问题。水泥凝固时,作用于地层流体的水泥浆柱压力不断降低。当水泥浆柱压力降低到低于地层流体压力时,地层流体就会侵入到环形空间形成串槽,破坏水泥石的密闭作用;地层流体还会窜入其他低压储层,严重时还会喷出地面。水泥浆在凝结过程中,其液柱压力降低的现象,称为水泥浆失重。高压气井油气窜冒的主要原因就是由于水泥浆失重造成的。
水泥浆失重造成气窜影响水泥凝固,可采取以下固井工艺措施:
1)限制水泥返高;
2)在长封固段内,采用不同稠化时间(凝固时间)的水泥浆固井;
3)环形空间憋压;
4)在注水泥前增加环形钻井液密度;
5)利用多级注水泥工艺;
6)选用H级水泥并提高水泥密度;
7)使用改性水泥(可压缩水泥和不渗透水泥)。
当前,用改性水泥来弥补水泥浆失重是比较常用的方法。改性水泥有如下几种类型:
(1)膨胀水泥
(2)不渗透水泥
(3)硅石微粒水泥
(4)触变水泥
(5)延迟胶凝强度水泥
(6)可压缩水泥