水泥漿體系的發(fā)展及油氣保護講義(編輯修改稿)
2025-03-23 12:12 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 泡沫水泥漿體系 用泡沫水泥作為處理該地區(qū)套管腐蝕源于以下幾個要求： 低密度 高粘度 壓縮系數(shù) 注入水泥氣體的膨脹性能 使用水泥，隔離液，前置液 避免泥漿漏失進入地層 國外 (阿曼地區(qū) )應(yīng)用實例 泡沫水泥漿體系 為每個階段設(shè)計水泥漿時，應(yīng)考慮以下兩個標準： 泡沫的質(zhì)量需足夠高，可抑制漏失并使水泥返排至地面。 泡沫水泥的泡沫應(yīng)在一定的范圍之（ 18%~38%），有助于發(fā)揮泡沫水泥的優(yōu)勢，在油井的開采期內(nèi)以提供封隔和抗腐蝕的作用。如果泡沫含量低于 18%或是高于 38%，那么泡沫水泥就會一定程度的失效 。 為實現(xiàn)以上兩個標準，井底到井口隨深度變化泡沫密度分布如下圖所示 改圖引自 SPE128261 ? 在墨西哥南部油氣井的最大挑戰(zhàn)之一，是儲層一般為裂縫碳酸鹽。許多油井，有一個或多個的早期水的突破，包括：水錐進，近井紊流，高導流通道，分層隔離。當水比油在不同的時間間隔生產(chǎn)，降低含水量的成功率小于 30％。 ? 在這些情況下，無水泥漿擠壓已被證明是解決多余的產(chǎn)水量的有效方法。該方法已成功地用于減少產(chǎn)水量，在墨西哥南部的幾個領(lǐng)域有近 100％的成功率。 設(shè)備展示無水泥漿選擇性性質(zhì) ? 根據(jù)緊密堆積理論已開發(fā)了高強度低密度水泥漿技術(shù)，當水泥漿密度為 ，其 24小時的抗壓強度可以達到 14MP a以上，基本可以和純水泥相媲美，而且具有較好的堵漏和防竄性能，水泥漿失水可以控制在 50ml以下，已在勝利、大港、長慶和伊朗的欠平衡鉆井中得到應(yīng)用，并取得了好的效果。國內(nèi)利用美國 3M公司的漂珠，水泥漿密度可以降低到 g/cm3左右。 高強低密度水泥漿體系 ? 采用玻璃微珠作減輕材料 ,并選用適合超低密度水泥漿的增強材料及水泥外加劑進行實驗。在水泥漿中加入不同量的降失水劑 XF、分散劑 XD ,實驗結(jié)果見表 ,水泥漿配方如下。 ? 1 100 g G級水泥 + 110 g 玻璃微珠 + 140 g增強劑 ? 2 130 g G級水泥 +70 g 玻璃微珠 +100 g 增強劑 ? 3 100 g G級水泥 +65 g 玻璃微珠 +90 g 增強劑 ? 4 90 g G級水泥 + 60 g 玻璃微珠 + 80 g 增強劑 ? 水泥漿的稠化曲線見圖 1 。由圖可以看出 ,密度為 1. 10 g/ cm3 的水泥漿具有良好的流變性 ,稠化過渡時間較短。 ? 斯倫貝謝公司利用合理的水泥和超細球型的加重劑的粒徑分布以及各材料的緊密堆積，配制出流動性能良好的高性能水泥漿（最高密度可達 ），已在墨西哥、阿曼和我國的南海等油田使用。 國內(nèi)的高密度水泥漿基本上還是采用普通加重劑的方法，如通過鈦鐵礦石、赤鐵礦石、重晶石等手段來提高水泥漿的密度，國內(nèi)油田利用優(yōu)選赤鐵礦粉和配套的外加劑研制了密度高達 漿體系解決了異常高壓油氣夾層和鹽水侵固井難題。 ?高密度水泥漿體系 ? 為了補償水泥石在凝固過程中體積收縮問題，提高膠結(jié)強度，保證固井質(zhì)量，人們開發(fā)出了可膨脹水泥漿體系，依據(jù)膨脹源和作用機理的不同，常用的油井水泥膨脹材料可分為兩大類：①發(fā)氣材料，依靠外加劑與水泥漿反應(yīng)產(chǎn)生氣體，其膨脹源為可壓縮氣體。 ②晶體膨脹材料，主要依靠膨脹源晶體材料重結(jié)晶或晶形時轉(zhuǎn)變產(chǎn)生的結(jié)晶膨脹壓，將化學能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械力對外做功，其膨脹特性不受壓力和溫度（但鈣礬石類膨脹源受溫度制約）的影響。 ?可膨脹水泥漿體系 ? 蘇丹 1/ 2/ 4 區(qū)塊具有高滲透 , 地層溫度高 , 易塌、氣竄等復雜問題 , 經(jīng)過努力實踐 , 開發(fā)出了新型膨脹水泥漿體系 , 此體系具有高強度、低失水、無析水、防氣竄之功效 . ? 外加劑優(yōu)選 ? 通過大量實驗 , 篩選出幾種外加劑 : ( 1) XP 膨脹劑 , 具有微膨脹、
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