水泥稠化时间的研究

水泥浆稠化时间，是判断水泥质量及固井施工的一项重要参数。文中采用灰色关联分析法，分析水泥组份与稠化时间的关系，找出之间的关系密切程度规律，提出用分段稠化时间反映水泥浆在井下的凝固时间。经现场试验，获得成功。     

深水固井液体减轻低密度水泥浆体系

与传统的表层固井技术不同,深水表层固井由于受到深水环境和现场条件限制,对固井作业提出了新的要求。针对深水表层固井的难点,开发了一种新型液体减轻剂PC-P81L,并以其为主体构建出了深水固井液体减轻低密度水泥浆体系。室内实验结果表明,PC-P81L作为减轻剂对水泥浆具有密度调节作用,可在1.30~1.70 g/cm3之间调节水泥浆密度;具有高悬浮性,最高可悬浮水灰比为2的水泥浆;具有增强作用,还可以应用于常规密度水泥浆中作为增强剂;具有促凝作用,可在深水低温环境下缩短水泥浆稠化时间。构建的深水固井用液体减轻低密度水泥浆体系,通过增大水灰比降低水泥浆密度,提高了水泥浆的造浆率,减少现场水泥用量;且配方简单,易于调节,外加剂以全液体形式添加,减小了现场工作人员的劳动强度;同时满足深水低温环境下的水泥浆性能要求,为下部钻进提高保障;液体减轻水泥浆体系作业成本较漂珠体系也大幅度降低,满足深水低温条件的性能要求,可适用于深水表层固井。      

海洋深水水泥浆体系性能室内研究

介绍了一种新型的化学发泡气体充填与固体充填减轻制备的低密度低温深水水泥浆体系,并对其在海洋深水环境下的性能进行了系统的室内评价研究。结果表明,所制得的气固双充填泡沫水泥浆体系具有较好的低温稠化性能,并且在较高的室内温度下具有较好的安全作业保证时间,其直角凝固特征保证了深水水泥浆对浅层流的有效抑制。能满足深水固井作业的要求。     

深水表层固井硅酸盐水泥浆体系研究

针对海洋深水表层套管固井作业,介绍了一种密度可调（1.20～1.80 kg/L）的低温低密度G级硅酸盐水泥浆体系。对低温低密度G级硅酸盐水泥浆体系的设计原理与水泥浆组分以及不同密度水泥浆配方进行了详细的论述,并对该水泥浆体系在深水环境下的性能进行了评价。结果表明,低温低密度G级硅酸盐水泥浆体系在低温环境下具有较高早期强度、低失水量以及良好的流变性和稠化性能,其中密度为1.20 kg/L的水泥浆在3 ℃温度下的稠化时间≤560 min,稠化过渡时间≤60 min,API失水≤70 mL,水泥石在5 ℃温度下养护24 h后的抗压强度≥3.5MPa。这表明低密度G级硅酸盐水泥浆体系具有良好的低温性能,能够满足海洋深水表层套管固井作业要求。      

深水固井低温水泥外加剂的开发及应用

针对深水固井面临的低温、海底松软地层、浅层流等技术难题,采用单体复配技术开发了新型深水固井低温早强剂PC-DA92S、PC-DA93L,采用悬浮聚合技术开发了低温降滤失剂PC-DG72S。根据南海海域钻探的实际井况,研制出了适合现场应用的2种低温水泥浆,对该水泥浆在深水环境下的性能进行了评价。在南海LH16-1-1井的现场应用结果表明,2种低温水泥浆体系低温早强效果良好,具有失水量小、防气窜能力良好、稠化时间易于调整、水泥浆性能稳定等优点,能够满足现场施工要求,可用于海洋深水表层套管固井。      

浅层大位移井固井水泥浆体系研究

K油田是渤海区域重点开发项目,该油田第三系地层中含油层位较多,勘探开发初期以浅层大位移井为主。浅部地层具有泥质胶结及压实情况较差、地层温度及压力较低的特点,固井作业时,水泥浆易向低压疏松地层中漏失,低温条件又会导致水泥浆水化作用慢、形成水泥石强度低,极大影响了固井质量和钻井安全性。针对这一问题,本文从降低水泥浆密度、提高水泥石强度、强化水泥浆体系稳定性三个角度,研发优选了低密度材料、新型早强剂及纳米增强剂,形成了一套适合渤海K油田浅层大位移井固井用水泥浆体系,经实验测定具有较好的性能,对该项目固井作业及后续开发具有重要意义。     

深水低温固井水泥浆的研究

针对深水表层固井存在的低温、水泥石强度发展缓慢、浅层流、易漏失等难点,进行了深水低温固井水泥浆的研究,主要包括低温早强水泥、低密度减轻材料及配套外加剂。该水泥浆可在1.2～1.7 g/cm3、4～20℃的范围内应用,水泥浆低温强度发展快,体系稳定,具有良好的综合性能。     

沙特B区块固井水泥浆提前稠化规律探讨

水泥浆提前稠化是沙特B区块固井施工中遇到的突出难题,在前期已钻的7口井固井作业中,水泥浆提前稠化7次,并造成严重固井事故多次。为了避免以后再发生由于水泥浆提前稠化造成的固井事故,在根据现场典型水泥浆提前稠化案例的分析、结合水泥浆硬化机理确定影响水泥浆稠化时间因素的基础上,通过室内试验分析了运输环节、混水时间、混浆方式、井内残留物对水泥浆稠化时间的影响规律。试验与分析结果表明,井内残留物和混浆方式是造成水泥浆提前稠化的重要因素,并据此提出了控制水泥浆提前稠化的方案和技术措施。      

深水表层固井水泥浆体系应用现状及发展方向

首先对国内外深水表层固井水泥浆体系进行了介绍,阐述了各水泥浆体系的现场应用情况及先进经验,并针对性的提出了存在的问题。结合存在的问题和国内深水海域环境温度的特点,自主研发了适用于表层套管固井的低温、低密度、低水化、热防窜和低温早强防浅层流水泥浆体系,并成功应用于现场作业。最后提出了深水表层固井技术未来的发展方向。     

剪切速率对水泥浆稠化时间的影响规律

剪切速率对水泥浆稠化时间的影响比较大,确定水泥浆真实的稠化时间能够保障固井安全。引用水泥浆在井眼内和室内稠化试验2种状态下的剪切速率数学模型,根据水泥浆在不同剪切速率下的稠化试验结果（30和80℃）,分析剪切速率对水泥浆稠化时间的影响规律。30℃时,在22~652/s的剪切速率范围内,稠化时间偏差超过2 h,剪切速率低时稠化时间短;80℃时,在177~885/s的剪切速率范围内,稠化时间偏差在1 h内,剪切速率高时稠化时间短。研究结果表明,选用150 r/min的转速进行稠化试验,能较好地模拟大多数固井情况下的稠化时间,但对于大直径表层套管固井和小间隙固井,应根据实际情况选用合适的剪切速率进行水泥浆稠化试验,才能模拟固井施工时的稠化时间,确保固井施工的安全。      

深水表层套管固井水泥浆体系的研制及应用

研制了一套深水低温低密度水泥浆体系,并通过室内实验对其主要性能进行了评价。室内性能评价和现场初步应用结果表明,新研制的水泥浆体系低温强度高,稠化时间易于调节,可满足深水表层固井作业的需求。     

深水固井水泥性能及水化机理

针对深水固井中出现的低温、浅层水-气流动问题,测试了G级油井水泥-硫铝酸钙复合深水固井水泥体系的稠化时间、静胶凝强度、抗压强度、长期抗压强度和水泥石体积膨胀率,利用XRD手段表征了不同温度下水化产物和长期水化产物。结果表明:早期主要为硫铝酸钙矿物熟料水化生成钙矾石AFt,使水泥浆具有优异的低温早强、"直角稠化"、静胶凝强度"过渡时间"短和水泥石体积微膨胀的优点;后期主要为C₃S、C₂S水化生成水化硅酸钙凝胶C₂SH₂和Ca(OH)₂,水化硅酸钙凝胶C₂SH₂填充在钙矾石AFt晶体间,使水泥石结构致密,促进水泥石强度持续增长。体系中主要水化产物AFt、C₂SH₂凝胶稳定保证了水泥石力学性能的长期稳定。     

低温固井水泥浆体系的室内研究

针对煤层气层的低温固井以及深水表层套管固井中油井水泥早期强度发展缓慢的问题,通过将胶体SiO₂、硫酸盐和醇胺类物质三元复配,开发出一种复合型无氯早强剂AA。研究了该早强剂不同加量对油井水泥的影响,采用XRD、SEM分析水泥水化产物和微观形貌,并结合早强剂中各组分作用,分析了它的作用机理。通过向水泥中加入减轻材料和配套外加剂,形成了一套密度为1.35~1.87 g/cm3的低温固井水泥浆体系。研究结果表明,早强剂AA可以加速水泥熟料C₃S、C₂S的水化反应进程,同时消耗水泥水化生成的Ca(OH)₂,胶体SiO₂可以与Ca(OH)₂发生火山灰反应生成C-S-H凝胶,它可以填充水泥颗粒之间的微孔隙,显著提高水泥石早期强度;该低温固井水泥浆在30℃下的24 h抗压强度大于13 MPa,稠化时间在196~258 min之间,失水量为24 mL,游离液为0,流动度大于20 cm。此外,该水泥浆体系具有直角稠化、防气窜性能优异等优点。      

海洋深水用双充填低温低密度水泥浆体系研究

题示低温低密度水泥浆用于海洋油藏深水井固井，填充的惰性气体气泡用物理和化学方法共同产生，所用外加剂大部分是专门研制的。对该体系的组成及原理作了一般性的说明。详细说明了该体系的室内制备方法。报道了水泥和主要外加剂的筛选结果。所选水泥为葛洲坝水泥厂生产的低温高强水泥T5，水泥石7℃抗压、抗折强度为28．7、4．8MPa。化学发泡剂INS和TNL反应产生氮气使水泥浆发泡。促凝剂ACL使水泥浆在-5℃凝固，缓凝剂RD可调节5℃稠化时间为4～8小时，35℃时也可调。加入6％～8％降滤失剂JPO使水泥浆滤失量〈20mL。加入5％增强剂GCO使密度1．35g／cm^3的泡沫水泥抗压强度由8．14MPa增至10．41MPa。密度可调范围为0．8～1．5g／cm^3，在8MPa下仍可达1．48g／cm^3。给出了水泥装的配方：T5＋90％海水＋7％JPO＋1％FLY（分散剂）＋0．8％ACL＋1．5％RD＋35％LGT、（减轻剂）＋5％GCO＋1％SB（泡沫分散剂4）＋2％INS＋1％INL。图3表3参8。     

低温浅层稠油井固井水泥浆体系研究及应用

套保稠油区块油藏埋深浅，油层温度低、孔隙度和渗透性高、碱敏性强、岩性疏松、底水丰富，且存在漏层。现用水泥浆体系存在滤失量不易控制、浆体收缩大、界面胶结质量较差或不理想等问题。据此设计了速凝早强低滤失膨胀水泥浆体系的配方，井在套保油田现场试验了3口井。F17C膨胀降滤失剂的优良性能来自于多膨胀源的综合作用．其膨胀驱动力源于膨胀性成分反应产物的结晶生长压。优异的降滤失效果得益于对滤饼渗透能力的控制；sK速凝材料的作用来源于高活性晶种诱导、加速水泥水化作用的贡献。现场应用结果表明：以F17C低滤失膨胀剂为主．辅以SK速凝早强材料的水泥浆体系．具有速凝、早强、低滤失、微膨胀和零析水的特性．可显著提高浅层稠油井的固井质量。     

吐哈油田抗盐水泥浆固井技术研究与应用

吐哈油田的雁木西、神泉、葡北等地区含多段盐膏层,均属可溶性和可塑性地层,易溶解、水化膨胀,造成井径不规则或形成大小井眼,若发生塑性流动,将会使套管受到不均质载荷,引起套管变形,影响油井寿命,给固井带来诸多难题。通过对水泥浆体系配方的优选和性能的研究,开发出了抗盐水泥浆体系。该水泥浆具有抗盐性好、低失水、稠化和凝结时间短、稠化时间可调节范围大、与早强剂等外加剂配伍性好、流动性好、易达到紊流顶替、浆体稳定、强度高等特点。现场应用表明,抗盐水泥浆体系既保证了盐膏层固井的施工安全,又提高了固井质量,特别是解决了第二界面的固井质量问题,为油田的持续改造奠定了良好的基础。     

超深水低温低密度水泥浆体系的研究与应用

部分地区的油气资源正在不断减少,油气勘探开采的深度加深,对水泥浆体系提出了超深水低温低密度的需求.本文分析了建立超深水低温低密度水泥浆体系的意义、常用低密度水泥浆体系分类、并从配制选择合适的减轻剂、科学选择微硅、平衡水泥浆配比等方面,提出超深水低温低密度水泥浆体系具体设计.     

油气固井纤维的筛选研究

针对薄水泥环条件下射孔、酸化压裂极易引起水泥石的脆性断裂．造成“二次窜流”的现象．借助建筑、桥梁行业用纤维加强混凝土的方法．通过对几种常用增强纤维性能的调研、理论分析和试验研究,对油气固井用纤维进行了筛选研究。研究表明：碳纤维、聚丙烯纤雏和聚酯纤维的物理机械性质均适合于改善固井工程中水泥石强度;碳纤维、聚丙烯纤维在分散剂水溶液中的分散特性较好;纤维表面的物理及化学性质显示,碳纤雏表面无缺陷和裂痕,且具有“绒毛”特征,有利于与水泥石之间的粘接．而且表面官能团有利于改善水泥石塑性;水泥浆中加入碳纤维既不影响固井施工又有利于改善水泥浆的直角稠化特性,以防止气窜的发生。     

混合能量对水泥浆流变性及稠化时间影响的室内研究

通过室内试验研究得出不同混合能量配制的水泥浆其性能也不同，混合 能量越高，流变性能越佳，稠化时间越短。通过理想环空的假设，得出流变性好的浆体，顶替效率好。因此文中认为水泥浆设计中，混合能量是一个必须考虑的重要参数，提高混合能量，可改善水泥浆的综合性能，利用混合能量的原理更能准确地指导现场注水泥施工作业，提高固井质量。     

低压漏失井固井水泥浆体系的研究

以紧密堆积和粒级级配理论为基础,研究出了性能较好的微硅-漂珠低密度水泥浆体系.实验选用60目(0.250 mm)漂珠作为减轻剂.该低密度水泥浆体系中加入堵漏材料形成了对孔道和缝隙具有较好封堵效果的堵漏低密度水泥浆体系,其基本配方为:嘉华G级水泥(JHG)+30%漂珠(PZ)+20%微硅(WG)+4.67%早强剂+2.8%降失水剂+1.67%减阻剂+70%水+0.4%堵漏材料(CDJ-2).经室内测试表明,该体系密度为1.38 g/cm3,API失水量为16 mL,48 h抗压强度为13.2 MPa,具有良好的堵漏效果.