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复杂井固井低密度水泥浆体系研究

王成文  
【摘要】:随着勘探领域不断向复杂、深部油气藏拓展,低密度固井除面对低压易漏地层固井、低压易漏地层的长封固段固井外,还需解决油、气、水的窜遭问题和防止高浓度离子地层水对水泥环柱的腐蚀性问题,针对该类多种情况并存的复杂井低密度固井来说,能同时兼有几种性能的水泥浆应是目前较好的解决方法之一。纵观我国各大油田的地层特点,都不同程度地存在此类复杂井况的低密度固井难题,而目前现场常用的低密度水泥浆往往由于性能较单一,或者成本较高等因素影响,都不能较好地满足复杂井况的低密度固井需求。在此,本文提出在低密度水泥浆的基础上,同时使水泥浆还具有较好的触变性.水泥石具有一定量的膨胀性和良好的耐腐蚀性,以此确定解决复杂井固井低密度水泥浆的设计标准,并按照此设计要求选择相应的各种外加材料:粉煤灰、海泡石、微硅、粘土、硅藻土等,对海泡石在水泥中的应用展开了先创性研究并开发出以海泡石为主要成分的稳定剂SSD.以及粉煤灰激活剂TSN,并采用PVA类降失水剂PBF控制水泥浆的失水量和分散剂SXY来调节水泥浆的流动性能,最后得到了综合性能较优异的粉煤灰复合低密度水泥浆。粉煤灰复合低密度水泥浆的密度为1.30~1.45g/cm~3,抗压强度(80℃、48h)为9.5~16.5MPa,API失水为60~162ml/30min。并且该水泥浆体系的流动性好、析水率小、稠化时间可调,水泥浆凝结后的水泥石不但抗压强度高,而且还具有一定的体积膨胀率(0.4~2.2%),能完全适用低压易漏地层等复杂井况低密度固井的要求,并保证水泥环与地层、套管间的良好胶结,提高固井质量。另外,粉煤灰、微硅使水泥石具有良好的抗腐蚀能力,室内实验也证实,该水泥石能耐洛河水以及更高浓度洛河水的腐蚀。海泡石、微硅等使粉煤灰复合低密度水泥浆具有较好的触变性能,其水泥浆静置10min后的“胶凝强度’与静置10s“胶凝强度”比值都大于3。综上所述,该水泥浆体系能兼有多种特性,是一种能满足复杂井固井需要的低密度水泥浆体系。


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