水泥漿體系的發(fā)展及油氣保護(hù)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(gè)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(jìn)入地層 國外 (阿曼地區(qū) )應(yīng)用實(shí)例 泡沫水泥漿體系 為每個(gè)階段設(shè)計(jì)水泥漿時(shí)，應(yīng)考慮以下兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)： 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(huì)一定程度的失效 。 為實(shí)現(xiàn)以上兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，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(chǔ)層一般為裂縫碳酸鹽。許多油井，有一個(gè)或多個(gè)的早期水的突破，包括：水錐進(jìn)，近井紊流，高導(dǎo)流通道，分層隔離。當(dāng)水比油在不同的時(shí)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(gè)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(qiáng)度低密度水泥漿技術(shù)，當(dāng)水泥漿密度為 ，其 24小時(shí)的抗壓強(qiáng)度可以達(dá)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(qiáng)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(qiáng)材料及水泥外加劑進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。在水泥漿中加入不同量的降失水劑 XF、分散劑 XD ,實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表 ,水泥漿配方如下。 ? 1 100 g G級(jí)水泥 + 110 g 玻璃微珠 + 140 g增強(qiáng)劑 ? 2 130 g G級(jí)水泥 +70 g 玻璃微珠 +100 g 增強(qiáng)劑 ? 3 100 g G級(jí)水泥 +65 g 玻璃微珠 +90 g 增強(qiáng)劑 ? 4 90 g G級(jí)水泥 + 60 g 玻璃微珠 + 80 g 增強(qiáng)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(shí)間較短。 ? 斯倫貝謝公司利用合理的水泥和超細(xì)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(dòng)性能良好的高性能水泥漿（最高密度可達(dá) ），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(dá) 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(bǔ)償水泥石在凝固過程中體積收縮問題，提高膠結(jié)強(qiáng)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(jī)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(shí)轉(zhuǎn)變產(chǎn)生的結(jié)晶膨脹壓，將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械力對(duì)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(fù)雜問題 , 經(jīng)過努力實(shí)踐 , 開發(fā)出了新型膨脹水泥漿體系 , 此體系具有高強(qiáng)度、低失水、無析水、防氣竄之功效 . ? 外加劑優(yōu)選 ? 通過大量實(shí)驗(yàn) , 篩選出幾種外加劑 : ( 1) XP 膨脹劑 , 具有微膨脹、
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