【摘 要】LW是中海油服南海八号深水钻井平台承钻的一口水深达561m的深水井。针对LW井深水井表层固井面临低温、表层压力窗口窄、容易漏失等技术难题，采用了中海油服油田化学事业部自主研发的深水表层固井低密度高强度水泥浆体系，该水泥浆体系具有密度低，首浆密度达到1.35g/cm3，良好的低温早强效果、失水量小、稠化时间易于调整，水泥浆体系稳定等优点。LW的现场应用证明，该深水表层低密度水泥浆体系满足了深水表层固井现场施工的要求，能很好解决海洋深水、超深水表层压力窗口窄、容易漏失等难题，可在未来深水、超深水井固井作业中推广应用，标志着中海油服深水固井顺利突破500m作业水深。

　　【关键词】深水；低温；低密度；表层；固井

　　0 引言

　　随着全球能源需求的不断膨胀，陆上大型油气田日益枯竭，人们逐渐将目光投向海洋，海洋油气资源主要分布在大陆架，约占全球海洋油气资源的60%，其中深水、超深水域的油气资源潜力可观，约占30%[1-2]。低温、海底松软地层、浅层流是这类地层的普遍特点。

　　本文所研究的适合深水表层固井的低密度水泥浆体系可以解决深水表层固井所面临的难题，并在国内应用于大于500m水深的井，有利于提高国内深水油气井固井的整体水平。

　　1 深水低密度水泥浆体系的开发

　　1.1 技术背景

　　根据物探调查，本井位将钻遇断层，存在井漏的风险；另外，对于相同沉积厚度的地层来说，随着水深的增加，地层的破裂压力梯度在降低，致使破裂压力梯度和地层孔隙压力梯度之间的窗口较窄，容易发生井漏。

　　国内外常用的低密度水泥浆主要有漂珠、膨润上、粉煤灰等体系。从现场使用经验来看，这些低密度体系的密度都有最低的限制值，当密度低于这个限制值时，水泥浆的性能变化特别大，尤其是浆体稳定性和水泥石抗压强度。如漂珠低密度水泥浆体系的最低密度限制值是1.4g/cm3；膨润上低密度水泥浆的最低密度限制值是1.6g/cm3；粉煤灰低密度水泥浆的最低密度限制值是1.55g/cm3 当各自的水泥浆密度低于该密度时，水泥浆产生分层，且抗压强度下降很快[3]。

　　而且，随着水深的不断增加，3000m水深就相当于将近30MPa的静液柱压力，而且随着井深的不断增加，压力还会继续增加。那么目前常用的漂珠低密度水泥浆体系是否能承受如此高的压力呢？图1就是实验室得到的常规密度的漂珠低密度水泥浆体系密度随压力的变化趋势。

　　由图1可以看出：1）随着井下压力的升高，水泥浆的密度随之增大，而目密度越低的水泥浆其密度升高的幅度越大；2）当井下压力达到30MPa时，水泥浆密度已经达到1.69g/cm3，已经失去了使用低密度水泥浆体系的意义。

　　试验结果表明，常用的漂珠类低密度水泥浆体系不适用于低压易漏并目多属于深水、超深水井的地层的固井施工。天然漂珠在井下压力作用下破碎之后，使低密水泥浆体系密度上升的同时，也增加了该体系的粘度，从而使泵压升高，这就进一步增加了井漏的风险。

　　而且漂珠作为火电厂粉煤灰沸腾燃烧方式的副产品，随着火电厂锅炉从沸腾燃烧方式向节能环保的流化床燃烧方式转变，漂珠的产量将会越来越少，因此目前急需寻找一种代替漂珠的新型减轻材料，以满足配制低密度水泥浆的需求。

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