水泥漿體系的發(fā)展及油氣保護(hù)講義(已修改)
2025-03-13 12:12 本頁面
【正文】 水泥漿體系的發(fā)展及油氣保護(hù) 課程名稱：儲(chǔ)層保護(hù)技術(shù) 教師：段永剛（教授） 羅洪文 梅超超 王濤 王凱 王然 油井水泥發(fā)展概況 油井水泥外加劑和外摻料 水泥漿體系對(duì)油氣層的損害 特種水泥漿體系 存在的問題與難點(diǎn) 硅酸鹽水泥出現(xiàn)以后，應(yīng)用日益普遍。隨著科技的進(jìn)步和生產(chǎn)工藝的改進(jìn)，硅酸鹽水泥的性能不斷提高和完善，且廣泛用于鉆井、完井、修井工程中，出現(xiàn)了早期的油井水泥。 1948年美國制定了第一份規(guī)程（ API規(guī)程 32），并于 1952年首次頒布，此后美國開始組織生產(chǎn)各類油井水泥，用于各類油氣井的固井作業(yè)。 我國 50年代開始了油井水泥的研究和生產(chǎn)，按照當(dāng)時(shí)蘇聯(lián)油井水泥標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn) 45176。 C、 90176。 C、120176。 C、 150176。 C水泥。 目前世界基本油井水泥發(fā)展很快，包括波特蘭水泥、高鋁水泥、市售低密度水泥等共有 13類水泥。過去曾今有的 API標(biāo)準(zhǔn) A、 B、 C、 D、 E、 F、G、 H、 J九種基本水泥，現(xiàn)已經(jīng)簡化或取消成 A、B、 C、 G、 H五種。 自 50年代以來，隨著石油勘探開發(fā)事業(yè)的發(fā)展，鉆井技術(shù)的進(jìn)步給固井提出更高的要求。用純水泥固井已成為過去。一代又一代的油井水泥外加劑問世，用以改善水泥漿性能，使之能適應(yīng)復(fù)雜地層的固井施工，達(dá)到封隔地層、支撐套管和地層、保護(hù)油氣層、延長油井壽命和提高石油采收率的目的。 小于或等于水泥質(zhì)量的 5% 外加劑 外摻料 超過水泥質(zhì)量的 5% 外加劑 外摻料 物理作用 化學(xué)作用 吸附 絮凝 分散 絡(luò)合 降失水劑 緩凝劑 促凝劑 分散劑 充填劑 密度減輕劑 防氣竄劑 增密劑 加重劑 抑泡劑 消泡劑 膨脹劑等 水泥漿體系對(duì)油氣層的損害 損害程度 儲(chǔ)層保護(hù)對(duì)水泥漿的要求 損害機(jī)理 水泥漿中固相顆粒堵塞油氣層 1 濾液與油氣層巖石和流體作用而引起的損害 2 水泥漿中無機(jī)鹽結(jié)晶沉淀對(duì)油氣層的損害 3 損害機(jī)理 水泥漿中固相顆粒堵塞油氣層 水泥漿中固相顆粒直徑較大 ， 粒徑 530μm 的仍占 15%左右 ， 多數(shù)砂巖孔喉直徑大于此值 ， 因此在壓差作用下 ， 這些顆粒仍能進(jìn)入油氣層孔喉中 ， 堵塞油氣孔道 。 由于井壁有泥餅的存在 （ 即使固井中采用沖洗液 、 泥餅刷 、 活動(dòng)套管等措施消除外泥餅 ， 但仍不能消除其在井壁中的內(nèi)泥餅 ） ， 根據(jù)資料報(bào)導(dǎo) ， 水泥漿固相顆粒侵入深度約為 2cm。 但如果固井中發(fā)生井漏 ， 則水泥漿中固相顆粒就有可能進(jìn)入油氣層深部 ，造成嚴(yán)重?fù)p害 。 水泥漿濾液與油氣層巖石和流體作用而引起的損害 水泥漿失水量通常均高于鉆井液濾失量 ， 沒有加入降失水劑的水泥漿 API失水量可高達(dá) 1500ml以上 。 盡管在實(shí)際滲透性地層中 ， 水泥漿失水量比按 APl標(biāo)準(zhǔn)測得的失水量小于1/601/150， 但室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果表明 ， 水泥漿濾液仍對(duì)油氣層產(chǎn)生損害 。 因?yàn)樗嗯c水發(fā)生反應(yīng)在濾液中形成大量 Ca2+、Fe2+、 Mg2+、 OH和 SO42等多種離子 ， OH離子會(huì)誘發(fā)堿敏礦物分散運(yùn)移 ， 上述離子還可能與地層流體作用形成無機(jī)垢 ， 濾液還會(huì)發(fā)生水鎖作用與乳化堵塞 ， 濾液中所含表面活性物質(zhì)可能使巖石發(fā)生潤濕反轉(zhuǎn)等 ， 上述這些作用都會(huì)使油氣層受到損害 。 水泥漿中無
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