【正文】 加重劑的基本程序 漿體 密度 流動性 穩(wěn)定性 抗壓 強(qiáng)度 稠化時間 濾失量 初選 加重劑 確定 加重劑 61 加重劑的選擇與水泥漿密度 （ a） ~ ： 特選赤鐵礦粉加重，鐵礦粉密度約 ~ ； （ b） ~ ： 特選赤鐵礦粉與鈦鐵礦粉以適當(dāng)比例加重； （ c） ~ ： 重晶石、鈦鐵礦粉，或兩者以適當(dāng)比例加重； （ d） ~ ： 重晶石、鈦鐵礦粉以適當(dāng)比例加重， 或用 H級水泥 。 由于固井工程對水泥漿有多方面的性能要求，而這些性能又相互影響和制約。 在 105℃ 和 120℃ 循環(huán)溫度下，失水量控制較好，在 100ml左右，析水較低不大于 ％，水泥石抗壓強(qiáng)度在 13MPa左右，稠化時間易于調(diào)節(jié)。 在 105℃ 和 120℃ 循環(huán)溫度下，失水量控制較好，未超過 100 ml，析水較低不大于 ％ ， 水泥石抗壓強(qiáng)度大于 12MPa，稠化時間易于調(diào)節(jié)。 一方面，因所選用的外加劑不同，會得到不同的效果；另一方面，也會因設(shè)計時 偏重 某些因素（密度、流動性、成本等）的考慮，會使水泥漿的使用效果受到影響。 降低漿體密度 ， 應(yīng)主要從減輕材料的選擇著手 ， 不能盲目增加用水量 ， 用水量應(yīng)限制在所選減輕劑允許用水量范圍內(nèi)； （ 3）滿足工程上對水泥漿各性能的要求。這類材料有粉煤灰、膨潤土、膨脹珍珠巖、火山灰、水玻璃等。用這類材料作減輕料配制低密度水泥漿，在較低用水量時，就可獲得較低密度的水泥漿。 87 （ 2）深井超深井固井低密度水泥漿減輕劑 封固易漏失深井超深井的低密度水泥漿，選擇減輕劑時，重點(diǎn)考慮的因素有： 一是要根據(jù)水泥漿的密度要求，選擇適當(dāng)密度的減輕劑，需水量要??； 二是所配出水泥漿的密度受壓力的影響?。? 三是所配出的低密度水泥漿，在井下溫度條件下強(qiáng)度發(fā)展要快。因此，漿體凝結(jié)后收縮量大，水泥石強(qiáng)度發(fā)展慢。 作為減輕材料，具有成本低的優(yōu)點(diǎn)，但由于減輕劑本身密度較高，粉煤灰低密度水泥漿密度一般不能低于 ， 否則，其綜合性能難于保證。 97 硅藻土低密度水泥漿的性能 密度 G/cm3 外加劑及加量（ BWOS， %） 流動度 cm 稠化時間 (min) 75?C?52MPa 強(qiáng)度 (MPa) 分散 緩凝 降失 水 懸浮 消泡 1． 33 7 7 7 7 22 23 174 199 372 620 7 / / / 7 7 7 7 7 7 / 22 23 23 23 22 270 360 178 216 312 489 / 16 備 注 : 水泥漿密度 :40和 100:30。 但由于漿體含鹽量較低 ，水泥漿在流經(jīng)鹽層段或在鹽層段候凝時 ， 有溶解鹽巖層的趨勢 ， 而有可能改變水泥漿的流動特性或凝固特性 ， 影響水泥石的膠結(jié)質(zhì)量 。 然而這類高含鹽水泥漿也容易出現(xiàn)稠化時間過長 、調(diào)節(jié)困難 ， 水泥石早期抗壓強(qiáng)度低 候 凝時間長 ， 漿體濾失量控制差和粘稠而流動性不好等問題 。 sn) 21Mpa,70 ? C 27 0 .9546 37 .2 1%HS 2A+1%SXY 2 50 60 / 27 0 . 9 2 8 2 35 1%HS 2A+1%SXY 2 50 68 0 . 9 3 0 8 / 27 0 . 8 7 0 9 30 1%HS 2A+1 %SXY 2 50 200 0 . 8 8 6 7 / 27 0 . 8 7 5 7 25 1%HS 2A+1%SXY 2 50 176 0 . 8 5 4 0 / 27 0 . 8 4 8 2 20 1%HS 2A+1%SXY 2 50 124 0 . 8 2 6 7 7 .5 27 0 . 8 1 6 5 18 1%HS 2A+1%SXY 2 50 13 2 0 . 8 1 3 6 8 27 0 . 8 5 1 2 15 1%HS 2A+1%SXY 2 50 140 0 . 8 1 5 4 11 27 0 . 8 3 0 7 10 1%HS 2A+1%SXY 2 50 148 0 . 8 2 3 9 15 27 5 1%HS 2A+1%SXY 2 50 88 0 . 8 3 2 4 19 27 0 1%HS 2A+1%SXY 2 50 48 20 102 典型配方 （ 含鹽量 18%BWOW） ① 1%HS2A+1%SXY2+2%MN1 W/C= 失水量： Q30=180 ml/30min?7MPa?50℃ 流變性能： n=， k= 稠化時間： TT=228 min/50℃ ?50MPa 抗壓強(qiáng)度： P24=7 MPa/60℃ ?48hrs， P48=14 MPa/60℃ ?48hrs ② 1%HS2A+1%SXY2+3%MN1 W/C= 失水量： Q30=200 ml/30min?7MPa?50℃ 流變性能： n=， k= 稠化時間： TT=110 min/50℃ ?50MPa 抗壓強(qiáng)度： P24=9 MPa/60℃ ?48hrs， P48=15 MPa/60℃ ?48hrs 103 (b)中溫 抗鹽高密度水泥漿 ?s= 外加劑及加量 (%) 稠化時間 序 號 鐵礦粉 (%) D80A D158 D801 13L 901 流動度 (cm) API 失水 (ml) ? C min 1 140 / 22 80 95 168 2 140 2 .0 / 22 95 352 3 140 / 23 95 467 4 100 / / 22 80 85 120 5 100 / 22 85 200 6 100 / 22 85 302 7 140 / 23 60 90 275 8 140 沉降 9 140 22 190 90 10 120 22 72 233 90 11 120 23 262 90 104 (c)高溫 抗鹽高密度水泥漿 ?s= 外加劑及加量 (%) 序 號 鐵礦粉 (%) 硅砂 (%) D80A FL 13L 2L D149 901 流動 度 (cm) 失水 (ml) 120 ℃ ? 95Mpa 稠化時間 , min 1 140 36 / 18 860 / 2 140 36 / 21 800 / 3 140 36 / / 22 255 278 4 140 36 / 0. 1 22 108 310 5 140 36 / 23 60 305 6 140 36 / 23 40 330 7 140 36 / 22 88 390 8 140 36 / / 21 80 183 9 120 36 / / 21 88 240 10 120 36 / / 21 380 11 120 36 / / 21 398 105 四、防竄水泥漿 發(fā)生氣竄的原因及影響因素 原因 生產(chǎn)實(shí)踐和研究表明，高壓油氣井固井后環(huán)空發(fā)生油氣水竄或井口冒油冒氣問題，其主要原因是水泥漿失重所致，具體表現(xiàn)為以下 4個方面： （ 1） 水泥漿在凝結(jié)過程中，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)力不斷增強(qiáng)，與井壁和套管的連接力（膠凝強(qiáng)度）不斷增加，水泥環(huán)重量逐步懸掛在套管和井壁上，降低了對地層的壓力； 106 （ 2） 水泥漿 在凝結(jié)過程中，由于水化作用，水泥石基體內(nèi)部收縮形成微孔隙，同時外觀也產(chǎn)生體積收縮，降低了孔隙壓力和對地層的壓力。極弱G 級＋ 1 ％ S X Y＋ 1 . 2 ％ B700 水泥石內(nèi)有極細(xì)的自由水上竄通道。G 級＋ 7 % H S 1＋ % S X Y100 水泥石凝結(jié)均勻 , 無縱向和橫向水槽。G 級＋ J R 2 ＋S X Y100 水泥石凝結(jié)均勻，無縱向和橫向水槽。 壓差比用 (PcPf)/Pc。從從表中可以看出，當(dāng)壓差減少了 %后，防氣竄仍然有效，當(dāng)壓差比進(jìn)一步減小到 %時，氣體同樣侵入速凝水泥段，氣體雖未穿過該井段，卻在下部形成明顯的氣斑。 (b)傳壓率隨水泥凝結(jié)而不斷下降。 ? 較好的反映了水泥漿的實(shí)際抗氣竄能力。 （ 2） GFP反映了一些定性概念，如井眼與套管的間隙愈大、封隔段愈短，水泥漿與泥漿密度差及過平衡壓力愈大， GFP愈小，即氣竄的可能性愈小。 溫度 壓力1 壓力2 壓力3 壓力差時間(分鐘)1 , 7 0 01 , 6 0 01 , 5 0 01 , 4 0 01 , 3 0 01 , 2 0 01 , 1 0 01 , 0 0 0900800700600500400壓力(MPa)7 . 0 06 . 5 06 . 0 05 . 5 05 . 0 04 . 5 04 . 0 03 . 5 03 . 0 02 . 5 02 . 0 01 . 5 01 . 0 00 . 5 00 . 0 0溫度(℃)1 0 0 . 09 5 . 09 0 . 08 5 . 08 0 . 07 5 . 07 0 . 06 5 . 06 0 . 05 5 . 05 0 . 04 5 . 04 0 . 03 5 . 03 0 . 02 5 . 02 0 . 01 5 . 01 0 . 05 . 00 . 0 5 . 0溫度 壓力1 壓力2 壓力3 壓力差時間(分鐘)95090085080075070065060055050045040035030025020225010050壓力(MPa)4 . 8 04 . 6 04 . 4 04 . 2 04 . 0 03 . 8 03 . 6 03 . 4 03 . 2 03 . 0 02 . 8 02 . 6 02 . 4 02 . 2 02 . 0 01 . 8 01 . 6 01 . 4 01 . 2 01 . 0 00 . 8 00 . 6 00 . 4 00 . 2 0溫度(℃)9 5 . 09 0 . 08 5 . 08 0 . 07 5 . 07 0 . 06 5 . 06 0 . 05 5 . 05 0 . 04 5 . 04 0 . 03 5 . 03 0 . 02 5 . 02 0 . 01 5 . 01 0 . 05 . 0 在 85℃ 試驗(yàn)壓力下，水泥漿的抗竄壓力約為 。 溫度 壓力1 壓力2 壓力3 壓力差時間(分鐘)65060055050045040035030025020225010050壓力(MPa)9 . 0 08 . 5 08 . 0 07 . 5 07 . 0 06 . 5 06 . 0 05 . 5 05 . 0 04 . 5 04 . 0 03 . 5 03 . 0 02 . 5 02 . 0 01 . 5 01 . 0 00 . 5 00 . 0 0溫度(℃)1 8 0 . 01 7 0 . 01 6 0 . 01 5 0 . 01 4 0 . 01 3 0 . 01 2 0 .