新闻中心

重要事件

油田常用油井水泥的种类和性能要求

2020-07-15 18:16 作者:唯彩会官网 点击:

  前言油井水泥在我国水泥的分类中归属于特种水泥。可定义为:油井水泥是应用于油气田各 种钻井条件下进行固井、修井、挤注等用途的硅酸盐水泥和非硅酸盐水泥的总称。包括掺有 各种外掺料或外加剂的改性水泥,后者有时被称为特种油井水泥。通常所指的油井水泥是属 于硅酸盐类水泥。 应用于油井的硅酸盐水泥.与应用于建筑、水工、海工、隧道、巷道等用的硅酸盐水泥 是不同的。由于工程施工的性能要求不同.尽管都属硅酸盐水泥体系,但化学组成,矿物组 成,也会存在差异,其物理化学性能的测试仪器和测试方法都会存在差异。 油井水泥的种类和应用1903 年在美国加利福尼亚劳木波斯油田使用水泥浆封堵油层上部的水层,该油井被称 为世界上最早的注水泥井。到目前为止油井水泥的研究和探索,已有百年的历史。在这一百 年里对油井水泥的研究取得了较为显著的成果。美国“世界石油”杂志在1999 年编纂了“世 界主要固井用产品和外加剂汇总”,它包括了世界七大石油公司相关固井用产品和外加剂的 最新统计。其中把基本油井水泥分为了13 大类,在这13 类油井水泥中,波特兰水泥(我国 称为硅酸盐水泥)是世界各油田最为常用的油井水泥,美国 APl 石油组织根据应用性能的不 同,进一步把波特兰水泥分为A级、B级、C 铝水泥主要应用于300以上的热采井、地热井固井。市售低密度水泥主要应用于低压油气井、漏失井等井况的固井。市售膨胀水泥可改善胶结性能防止油气窜流,提高固井质量。微 细波特兰水泥、微细波特兰水泥和微细高炉矿渣混合物可用于小间隙井、套管微缝的修补、 含水井的封堵以及挤水泥作业和修井作业。高炉矿渣、微细高炉矿渣可用于泥浆转化成水泥 浆(MTC)的固井作业。 特种油井水泥的种类直接取决于掺入外掺料和外加剂的用途.并且随着外掺料和外加剂 的发展而发展。其种类多种多样也较为繁杂.没有相对明确的界限。从应用角度大致可以分 为低密度油井水泥、膨胀油井水泥、触变油井水泥、高寒地区油井水泥、抗腐蚀油井水泥、 抗高温油井水泥、纤维油井水泥、提高胶结强度的油井水泥、抗渗透油井水泥等。其中的任 何一种油井水泥都有自身的特性.用于解决在某一方面具有特殊要求的井况.其性能更主要 的是依赖于掺入的外掺料和外加剂的种类和性能。在应用时往往并不是在水泥厂混合制 得.更为常见的是在现场根据固井的需要,由基本油井水泥、外掺料、外加剂按比例混合配 近些年随着技术的发展.油井水泥在非硅酸盐类的研究也在进一步的拓展.如:以硫铝酸盐水泥熟料为基材的快凝早强油井水泥.用磷酸盐胶凝材料与金属氧化物、其它耐高温材 料(BFS)烧成的磷酸盐水泥,用黏土、工业废渣或矿渣适当工艺处理的沸石型无机聚合物水 泥.用石灰石和黏土矿物烧结的热合水泥等,凭借其优越的性能.在固井领域都具有较好的 应用前景。 我国常用油井水泥的种类和应用我国常用的油井水泥有 API 油井水泥(即按照美国 APl 规范进行分类的波特兰油井水 泥),还有微细或超细油井水泥、G 级抗高温油井水泥、快凝早强油井水泥。 3.1 API 油井水泥 我国上世纪60 年代初就开始了油井水泥的研究和生产.当时受到前苏联油井水泥分类 的影响,在这个时期油井水泥的生产主要是仿制其 45、90、120、150水泥。我国 80 年代开始按照 APl 规范进行油井水泥分类,并且研制开发向全国推广。生产厂家也开始 依据APl 的分类和指标要求从事生产。用了十年左右的时间,到 l993 年底实现了 API 油井 水泥的全部转化。l988 年我国参照采用美国石油协会APISPEC l0—86《油井水泥材料和试 验规范l0》制定了国家标准GBl0238—88《油井水泥》。该标准把油井水泥分为九种即A级、 级,此外还根据水泥抗硫酸盐的能力进一步分为普通型(O)、中抗硫酸盐型(MSR)、高抗硫酸盐型(HSR)。其中J 级油井水泥由于在62 以下基本不水化,初始反应活性低不利于使用,所以在以后应用中被 APl 取消了。我国 98 版的油井水泥标准也取消了J 级油井水泥,今年3 月实施的最新标准GBl0238—2005《油井 水泥》把油井水泥分为了八种:A级、8 APl各级水泥适用于不同的井况.A级只有普通型一种,化学成份和细度类似于ASTM Cl50,I 型,适合无特殊要求的浅层固井作业。在我国大庆、吉林、辽宁油田用量较大.配 制的水泥浆体系也较为简单.一般是 级油井水泥加入现场水按比例混合即可,有时根据需要可适当加入少量的外加剂如促凝剂等。 级具有中抗硫酸盐型(MSR)和高抗硫酸盐型(HSR)。B级中抗型的化学成份和细度类 似于ASTM C150,型:B级高抗型类似于 ASTM Cl50,V型。一般适用于需抗硫酸盐的 浅层固井作业.目前在我国还没有使用。 级又被称作早强油井水泥,具有普通(O)型、中抗硫酸盐型(MSR)和高抗硫酸盐型(HSR)三种类型。普通(O)型的化学成份和细度类似于ASTM Cl50,型,一般适用于需早强和抗 硫酸盐的浅层固井作业。C 级油井水泥凭借其自身低密高强的特性,在浅层油气井的封固和 低密度水泥浆的配制都有较大的优势。只是我国固井在配方设计上习惯于用G 级油井水泥, 限制了C 级油井水泥的使用,它在我国几乎没有使用。 级又被称作缓凝油井水泥,具有中抗硫水泥熟料,来达到D级油井水泥 的指标要求。工艺复杂生产控制难度大而造成成本较高。而且D 级油井水泥可以通过G 级油井水泥的使用量也在逐渐下降。E 级油井水泥在我国尚没有应用报道。G、H级油井水泥被称为基本油井水泥,具有中抗硫酸盐型(MSR)和高抗硫酸盐型(HSR), 可以与外加剂和外掺料相混合适用于大多数的固井作业,水泥浆体系也多种多样。G 级油井水泥可以与低密材料(粉煤灰、漂珠、膨润土等)配制低密度水泥浆体系。用于低压易漏地层的封固:可与外加剂配成常规密度水泥浆体系,用于常规井的封固:可与加重材料(重 晶石粉、铁矿粉等)、外加剂配成高密度水泥浆体系,用于深井和高压气井的封固。其中 级油井水泥在我国用量最大。生产厂家最多,在我国各个油田都有使用。H级油井水泥比G级油井水泥要磨的粗一些,水灰比小,配成水泥浆密度在 1.98 左右,更适合配制成高密度 水泥浆体系用于高压气井的封固,在我国塔里木油田使用较多。 3.2 微细或超细油井水泥 使用微细油井水泥或超细油井水泥哪一种命名.在我国油田应用中并没有严格区分,有 的称为超细油井水泥,也有的称为微细油井水泥。有专家认为水泥中95%粒子的粒径在12 左右,或者说水泥的细度(用比表面积表示)达到100m2/kg左右才称的上超细水泥。从世界对基本油井水泥的分类来看,使用微细油井水泥的命名会更 好一些。粉磨细度根据各油田现场需要,可以从 50~120m2/kg 之间甚至更高.在我国胜 利油田、大庆油田、辽河油田、河南油田、长庆油田、等油田广泛使用。该系列油 井水泥颗粒较为细小,能够渗透到 API 油井水泥不能到达的区域,可用于挤水泥、消除砾 石层出水,修复套管泄漏区,封堵地层出水通道以及小间隙固井。 3.3 级高抗油井水泥与硅粉按一定比例混合的产物,主要用于防止井底静止温度大于110的深井、蒸汽注入井和蒸汽采油井由于温度过高造成的强 度倒退。当井底静止温度在110—240条件下的深井时,石英粉的掺量为35%-40%。对于 蒸汽注入井和蒸汽采油井,温度可达到350左右,硅粉掺量通常在60%以上。其中硅粉的 纯度要求不小于 96%.规格分为细硅粉和粗硅粉两个等级。在我国辽河油田有不少的稠油 热采井。水泥浆配方基本上都掺入一定比例的硅粉,可以现场混入也可在水泥厂出厂前混入, 这样产生了G 级抗高温油井水泥。 3.4 快凝早强油井水泥 快凝早强油井水泥是面向低温地层条件(

唯彩会官网

返回

网站地图

Copyright©唯彩会官网    技术支持:华润水泥控股有限公司