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掺合料对油井水泥浆稠度变化的影响

2020-07-10 09:43 作者:唯彩会官网 点击:

  掺合料对油井水泥浆稠度变化的影响_能源/化工_工程科技_专业资料。固井质量对开采石油来说有着至关重要的影响,油井水泥浆对固井质量有着关键作用,只有能达到初始稠度和稠化时间标准的水泥浆才能进行固井施工。本试验对掺入粉煤灰、矿渣、偏高岭土、膨润土、硅灰五种掺合料的水泥浆的稠度变化进行分析,得出了对水泥浆泵送能力有改善作用的掺合料及其对稠度变化的影响程度大小,并讨论了改善机理。

  1 8 低 温 建 筑 技 术 21 0 2年第 8 ( 期 总第 10 ) 7期 掺 合 料 对 油 井水 泥 浆稠 度 变 化 的影 响 李 彬 , 镡春来 杨英姿 , 100 ; 2 501 .黑龙江省寡地建筑科学研究院 。 哈尔滨 10 8 5 0 0) (. 1 哈尔滨工业大学土木工程 系. 哈尔滨 【 要】 固井质量对开采石油来说有着至关重要的影响, 摘 油井水泥浆对固井质量有着关键作用, 只有能达 到初 始稠度 和稠化 时间标准的水泥浆 才能进行 固井施工 。本试验对掺 人粉 煤灰 、 矿渣 、 高岭土 、 偏 膨润土 、 硅灰 五 种掺合料的水 泥浆 的稠度变化进行分 析 , 出了对水 泥浆泵送能力 有改善 作用 的掺合料 及其对稠 度变化 的影 响 得 程度大小 , 并讨论 了改 善机理。 【 关键词】 油井水泥; 稠化时间; 掺合料 【 中图分类号】 T 127 Q 7. 【 文献标识码】 B 【 文章编号】 10 — 84 2 1)8 01 — 3 0 1 66 {02 0 — 08 0 我 国石油储量很大 , 石油 的开采需 要进行 固井 工 水胶 比从 0 3 0 4 .0— .8之间调整 , 外掺高效 萘系减 水剂 控制流动性 , 使其 流动性能够 达到可 泵要 求。通过 水 胶 比的对 比试 验摸索 选 出合适水 胶 比为 0 3 。在 此 .6 基础上掺掺 合 料粉 煤灰 、 矿渣 、 硅灰 、 高 岭 土、 润 偏 膨 土, 采用 内掺法 。不 同掺合料各掺 量水 泥浆配 制方 法 见表 1 。 表1 不同掺合料掺 量 程, 固井工程包括下套管 , 注水 泥 , 口安装 和套管 试 井 压等操作 , 以达到加 固井 壁 , 证钻 进 , 隔油气水 层 保 封 的 目的。油井水泥用于 衬砌钻 井 , 在井 下 的高温高 压 条件下 , 们期望 用水胶 比为 0 4到 0 6的油井水 泥 人 . . 浆体全部充满环形套管之 间, 并且迅速凝结硬化 …。 水泥浆会 随着 水泥 的不 断水化 而 逐渐 失 去流 动 性, 也就是水泥浆体 的稠化 过程 。水 泥浆 的稠化 时间 是指在井下 的温度压力 条 件下 , 泥与掺 料从加温 加 水 压起到水泥浆 的稠 度达 到 10 e 稠 度单 位 ) 0B ( 的时间 。 整个注水泥时间必须 控制 在稠化 时间 以内 , 在实 际施 工作业 中要考虑较 大的安 全系数 , 般来说 施工 时间 一 比稠化 时间短 l h以上 。稠化 时间 的影响 因素有水 胶 比大小 , 掺合料种类 , 温度和压力 , 外加剂等 。 】 初始稠 度 为 开始 配浆 后 初 期 水 泥浆 流 动 性 能 。 AI P 要求在 l — 0 i 5 3 rn时间 内稠化 度值应小 于 3 c a OB 。 2 结 果 分 析 从 稠度变化 曲线性 状 上 可 以清 晰地 判断 水泥 浆 流动 性能是否满足工艺设计 要 求 。 好的 流动性 能在整个 注 替过程应保持在 低 的稠度 , 现场 一般控 制在 5 c以 0B 内。碰压工序结束时 , 要求立 即能够达 至稠化 时间 , 即 B 值应急剧增高 , c 也就是说在稠化 曲线的性状上 追求 直角 曲线 。 文 中通过测 定 在初 始 流动 度达 到 施工 使用 要 求 情况下加入各 掺量 的掺合 料 的水 泥浆 体 的稠 度变 化 以及稠化 时间 , 总结 了各掺合料对稠度 变化 的影响 , 讨 论 了改善机理 。 1 试 验 方 法 时 间/ i a rn 图1掺人膨润土的水泥浆稠度变化曲线 本试验采用 的水泥是 A级 油井水 泥 , 水泥 的各 项 ( ) 膨润 土。从 图 1 以看 出加 入膨润 土 的水 1 可 泥浆 , 稠化 曲线 大致 上随着时 间呈 现 阶梯 状 , 2 rn 前 0i a 内稠度 先快速增 大 , 随后 的 4 m n左右为平 台 , 着稠 0i 接 度急速增 大直 到失去 流动性。根据 现场 泵送 需 要 , 新 拌混凝 土的稠 度至少 应该在 6 mn以内低 于 5 B , 0i 0 e 才 能达到泵送要 求 。掺 量较 高为 0 0 .4和 0 0 . 5时 , 同一 指标均符 合现行 标 准 G 12 8—20 《 B 03 0 5 油井 水 泥》 的 质量要求 , 能够满足试验要求 。采用 5种掺合料 , 分别 为粉煤灰 、 矿渣 、 硅灰 、 偏高岭土 、 膨润 土。减水剂采用 哈尔滨产龙明牌萘系高效减水剂 。 本试验是在大庆油 田多年 实践 经验基 础上进 行 , 李 彬等 : 掺合料对油井水泥浆稠度变化 的影响 1 9 时刻稠度随着膨润 土含 量 的增 加而增 大 , 掺量较 低为 00 .2和 00 .3对 比也可得 出此结论 。但是掺 量较低时 新拌制后 的 1m n之内达 到或超过 5 B , 0i 0 c 并且 稠度呈 逐渐增加 的状态 , 而且 各个掺 量的水 泥浆 的稠 化时 间 初期水泥浆 的稠度增 加过快 , 实际工程 中无法使用 , 在 此基础上可 以通过 添加缓凝剂进行调节 。 都在 6 m n之内 , 入 的偏 高岭 土随 着掺 量 的不 同在 0i 掺 较大程 度上 的加快 了水泥浆 稠度变 化速 度 , 泥浆稠 水 化过程 几乎没 有平 台 , 因此油 井水泥 中须谨 慎 掺入偏 ( ) 矿渣 。 图 2可以看 出, 2 从 水泥浆的稠度基本 上随时间呈缓慢增 加的趋势 , 当矿渣掺量增加时 , 而 掺 加量较大 的水泥 浆有较好 的性状 , 如矿渣掺量 为

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