新型早強劑水泥漿體系室內(nèi)性能探究

1、新型早強劑水泥漿體系室內(nèi)性能探究摘要：現(xiàn)今使用的水泥漿體系不能完全滿足中低 溫淺層油氣井的固井需要，達(dá)不到防止竄槽和低溫促凝以及 微膨脹的目的，本文針對這些問題研發(fā)了一種具有膨脹性能 的新型早強劑，設(shè)計開發(fā)出一套新型早強劑水泥漿體系。實 驗結(jié)果表明：該水泥漿體系具有溫度適用范圍廣、微膨脹、 沉降穩(wěn)定性好、抗壓強度高、流變性能好、防氣竄性能好， 稠化時間可調(diào)等優(yōu)良性能，為提高中低溫油氣井固井質(zhì)量提 供了技術(shù)依據(jù)。關(guān)鍵詞：水泥漿早強劑 微膨脹水泥漿性能目前中低溫淺層油氣井固井存在以下幾大難點：一是水 泥漿在低溫低壓條件下，普通硅酸鹽水泥水化速度緩慢，并 且具有較高的水泥石強度和較短的稠化時間1;二

2、是水泥 漿的候凝時間比較長，油井水泥強度發(fā)展緩慢；三是油井水 泥漿在低溫低壓下凝固時會發(fā)生體積收縮，從而導(dǎo)致水泥環(huán) 與地層和套管間形成微間隙，使界面膠結(jié)出現(xiàn)問題?，F(xiàn)今使 用的水泥漿體系不能完全滿足中低溫淺層油氣井的固井需 要，達(dá)不到防止竄槽和低溫促凝以及微膨脹的目的2。近 年來，國內(nèi)自主研制的一些無機氯鹽早強劑會使水泥石中氯 離子的濃度增加，從而造成氯離子與套管之間產(chǎn)生較大的電 極電位，對套管產(chǎn)生了一定的腐蝕作用，影響固井質(zhì)量和作 業(yè)安全3 o這些早強劑與其它水泥外加劑都存在著一定的 不配伍性，從而較大的影響了水泥漿的流變性能。因此，亟 需研發(fā)一套中低溫水泥漿體系，提高水泥石的早期抗壓強 度，

3、以滿足中低溫淺井固井需要。一、新型早強劑水泥漿體系設(shè)計思路本文主要從以下三個方面入手，保證水泥漿具有良好的 綜合性能和較高的早期強度，從而滿足施工的要求。1加入一種新型的早強劑，形成高早強、微膨脹的水泥 漿體系，以提高在中低溫條件下水泥漿的穩(wěn)定性和水泥石的 致密性，保證水泥石具有良好的力學(xué)性能，從而達(dá)到提高中 低溫淺氣井的固井質(zhì)量的目的。2. 考察該水泥漿體系的常規(guī)性能。3. 考察該體系是否能夠滿足施工作業(yè)的基本要求。二、新型早強劑水泥漿體系1. 晶種的制備在水灰比0.44的g級水泥漿中加入3%硫酸鹽a,攪拌 均勻，放在常溫水浴箱中養(yǎng)護(hù)，7d后取出，放入烘箱，在 12(tc下通風(fēng)干燥，粉碎后磨

4、入球磨機粉磨至0. 125mm,方孔 篩篩余20cm,說明該水泥漿體系的流變性較好，摩阻較小， 有利于降低泵注壓力，降低施工作業(yè)可能發(fā)生的風(fēng)險。3稠化性能圖2是配方為g級高抗硫酸鹽水泥+1.0%分散劑 +3%dsw-z+2.0%降失水劑+0.2%消泡劑+44.0%水 (p=1.90kg/l)配制的水泥漿，在30°c, lompa條件下所呈 現(xiàn)的稠化曲線。從圖4可以看出，該水泥漿的初始稠度為 lobc,稠化時間為211min,稠化曲線中間段過渡平穩(wěn)，沒有 發(fā)生閃凝等現(xiàn)象，曲線近似為直角稠化。四、結(jié)論1新型早強劑dsw-z能夠提高水泥石的抗壓強度，在晶 種加量3%時效果最好。2. 不同溫

5、度下，dsw-z均能增大界面膠結(jié)強度，當(dāng)dsw-z 加量達(dá)到和超過3%時，水泥石體現(xiàn)出一定的膨脹性且隨著養(yǎng) 護(hù)齡期的增加而減小。3新型早強劑水泥漿的流變性能較好，會使固井過程中 泵壓降低，從而減小注水泥施工的難度；稠化曲線中間段平 穩(wěn)，曲線的發(fā)展趨勢近似為直角稠化，完全能滿足中低溫淺 井固井施工要求。參考文獻(xiàn)1 劉崇建，黃柏宗，徐同臺.油氣井注水泥理論與應(yīng) 用m.北京：石油工業(yè)出版社，2001： 443-4472 屈建省，許樹謙，郭小陽.特殊固井技術(shù)m.北京： 石油工業(yè)出版社，2006： 58-60.3 王瑞和，齊志剛，布玉環(huán)等.一種新型曼尼希堿促 凝劑的性能研究j.石油鉆探技術(shù)，2009,