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        漂珠在低密度油井水泥中的利用

        2016-3-28 11:57:46??????點擊:

        一、 漂珠在低密度油井水泥中的利用
          隨著石油工業的迅猛發展,油、氣井固井工程用的油井水泥需求量也在不斷上升。尤其是由于井深加深,地質條件差,低密度油井水泥的需求更顯得迫切。因此,瞄準和探索合適的水泥減輕劑——粉煤灰漂珠,并為配制低密度油井水泥這項新技術的研制和開發作出不懈的努力。我國同樣也做出許多新貢獻,先后在許多油、氣井工程中實際應用上取得了一些經驗。當然,有些方面還有待改進。

        (一) 固井工程與低密度油井水泥  

          在油氣田的勘探與開發中,為了防止表土坍塌,建立了鉆井液循環系統,以克服鉆井中遇到的井塌、漏失、氣竄等復雜情況。封隔已鉆穿的油、氣、水層段,達到分層試采油氣的目的,需先后下入多層鋼管(套管)。按其作用可劃分為表層套管、技術套管、油層套管等。在每層套管與井眼的環形空間內均需按要求注入不同性質的水泥漿,使套管與井壁緊密連接起來,為油、氣的開采建立鋼鐵的井筒。這種將套管下至預定深度,用水泥車在環形空間注以水泥漿并安裝井口以及相輔助的工序統稱為固井。

          由于純水泥漿是由水泥車泵送入套管至井底后,再從環形空間上返到預定深度,水泥漿柱隨著套管的深度承受著愈來愈高的溫度和壓力,因此,這就要求油井水泥具有顆粒微細、漿體初始稠度(從配漿開始15~30min內水泥漿的粘滯力)低、稠化時間(水泥漿處于可以泵送的狀態的時間)、水泥石早期(8~24h)強度高等基本的特殊性能。

          同時由于在固井工作中,將純水泥采用常規水灰比配制成的漿體,其體積密度一般都大于1.85g/cm3,當這種漿體注入井下時,具有裂縫、孔洞的巖層、地層壓力系數很低,或由于封固段超長達1500m以上,不少脆弱地層的地耐力及對于承受該水泥漿體的液柱壓力等因素,造成水泥漿體發生井漏,引起漿面低返,達不到預期填充高度,必需進行二次封固,這不僅延緩交井周期,而且即使采取補救措施,也由于水泥漿體的流失,已造成油氣層污染,影響油氣產量。為此,在發展石油工業的同時,如何研制、應用低密度油井水泥(即配制的水泥漿體密度低于1.85g/cm3),已成為固井工程的一個突出問題,其技術要求大致歸納如下:①克服地層壓力系數低,水泥漿柱高,壓力增大產生井漏,導致水泥面低返,封固長度不符合采油等現象;②平衡地層壓力、延緩水泥漿“失重”時間,防止油氣“竄出”;③降低主要儲層的水泥漿失水量,保護油氣層、防止污染;④作領漿使用,沖刷井壁,提高主要油氣層段的水泥封固質量;⑤抵抗地層水的腐蝕,保護套管,延長油井壽命;⑥填充非主要環形空間,節約水泥,降低成本。 由于井深、地溫梯度、油氣壓力和地質條件的不同,我國油井水泥標準于1988年參照美國石油學會APISPEC10-86《油井水泥材料和試驗》標準,修訂成九個級別(A、B、C、D、E、F、G、H和J級),不同級別的水泥又分為普通型、中抗硫酸鹽型及高抗硫酸鹽型三種類別,但仍不足以解決固井工程中的不同要求。因此,在固井時除需要選擇適當級別和類型的油井水泥外,還需要摻加不同的油井水泥外加劑,以提高固井質量。如稠化時間調節劑(促凝劑和緩凝劑)、改變水泥漿流動性的外加劑(分散劑或稱減阻劑)、控制水泥漿失水性的外加劑(降失水劑)、水泥漿密度的調節劑(減輕劑和加重劑)、提高水泥石熱穩定性的外加劑等。

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