摻礦渣石膏對油井水泥性能的改善

為解決油井水泥石脆性大的缺陷,優(yōu)選了kw纖維并將其應(yīng)用于油井水泥石增韌改性。通過水泥石抗沖擊功、抗折強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度的測試和水泥石微觀形貌分析,對kw纖維提高油井水泥石的韌性進(jìn)行研究。室內(nèi)實驗結(jié)果證明kw纖維能有效提高油井水泥石的韌性。當(dāng)纖維摻量為2.0%,50℃養(yǎng)護(hù)7d的纖維增韌油井水泥石抗沖擊功、抗折強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度分別較凈漿油井水泥石提高了44.2%、38.0%和8.2%;80℃養(yǎng)護(hù)7d時則分別提高了47.4%、32.4%和10.6%。kw纖維加入油井水泥中與水泥漿體固化成一體,纖維具有橋聯(lián)搭接作用,可有效提高水泥石的韌性。

油井水泥石存在收縮大、脆性高的固有缺陷,易形成微間隙而導(dǎo)致地層流體互竄,造成油氣采收率降低與油井壽命縮短。通過向g級油井水泥中摻入水乳樹脂對其進(jìn)行改性,同時摻入硅灰及礦渣微細(xì)粉,制得了固井防竄用彈性密封水泥石。對該水泥石力學(xué)性能測試結(jié)果表明,水泥石韌性顯著增強(qiáng),脆性降低,力學(xué)形變能力大幅提高。

為解決油井水泥石脆性大的缺點(diǎn),使用玄武巖纖維對油井水泥石進(jìn)行增韌改性及性能評價,以抗壓強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度、抗沖擊性能來評價玄武巖纖維的增韌性能。室內(nèi)評價結(jié)果表明:玄武巖纖維對油井水泥石具有很好的增韌效果,摻入纖維后,不同溫度下養(yǎng)護(hù)的水泥石抗折強(qiáng)度、抗沖擊性能均有所提高,但抗壓強(qiáng)度略有下降。

0前言油井水泥是一種波特蘭水泥,屬于氧化鈣型的硅酸鹽水泥,是一種水硬性膠凝材料。它能夠與水按一定的比例混合成水泥漿,并在井下硬化成具有一定抗壓強(qiáng)度和滲透率的水泥石。d級油井水泥一般適于1830～3050m井深的注水泥作業(yè),包括中抗硫酸鹽型和高抗硫酸鹽型,由于在該條件下,水泥漿要有良好的可泵性,就要燒制低c_3a含量和高c_3s含量的熟料,給生產(chǎn)帶來困難。不僅要有滿足施工要求的流變學(xué)性質(zhì)和凝結(jié)時間,還要有對地層和套管良好的膠結(jié)強(qiáng)度,才能保證注水泥施工

油井水泥低溫早強(qiáng)劑x-1由活性硅,固體醇胺和陰離子型聚合物復(fù)配而成。水灰比為0.42-0.52時,加入10.0%的x-1可使水泥漿15℃稠化時間比凈水泥漿縮短40%-50%。在15℃下養(yǎng)護(hù)12h,24h的抗壓強(qiáng)度分別大于3.5mpa和6.5mpa。水泥漿體系的綜合性能滿足低溫井固井施工的基本要求。

針對低溫條件下,水泥漿因水化速度慢,候凝時間長,極易造成油、氣、水浸,導(dǎo)致固井質(zhì)量差和目前油田低溫淺層固井可供選擇的早強(qiáng)劑種類少的具體情況,根據(jù)油井水泥水化及低溫早強(qiáng)原理,選擇對油井水泥具有低溫早強(qiáng)作用的水溶性無氯化工原材料,通過實驗優(yōu)選出無機(jī)物a、b,有機(jī)鹽c和有機(jī)酸d,研制出一種新型無氯水溶性低溫早強(qiáng)劑zc-2s,該早強(qiáng)劑對常規(guī)密度和低密度水泥漿均有顯著的早強(qiáng)作用,且與多種常用油井水泥添加劑體系配伍性好,可用于低溫淺層油氣井固井水泥漿體系,尤其是無干混裝置的油田。

為縮短深水低溫固井候凝時間,開展了鋰鹽早強(qiáng)劑對油井水泥低溫水化能力和性能影響的研究。結(jié)果表明,鋰鹽早強(qiáng)劑通過加快水化保護(hù)膜破裂使水化誘導(dǎo)期縮短的方式提高油井水泥中c3s、c2s低溫水化能力,從而明顯縮短油井水泥的低溫稠化時間,提高低溫抗壓強(qiáng)度,并且對水泥漿初始稠度無影響,表現(xiàn)出優(yōu)異的低溫早強(qiáng)功效。鋰鹽早強(qiáng)劑對油井水泥的水化產(chǎn)物類型無影響,水化產(chǎn)物主要為硅酸鈣凝膠、ca(oh)2晶體和少量鈣釩石aft晶體,與單純油井水泥水化產(chǎn)物一致,但水化產(chǎn)物的微觀結(jié)構(gòu)較常規(guī)水泥石致密。

1 油井水泥組成、級別和類型 水泥是水硬性膠結(jié)材料，分為普通水泥和油井水泥。普通水泥也稱建筑水泥，列入astm 標(biāo)準(zhǔn)，而油井水泥列入api標(biāo)準(zhǔn)。油井水泥與普通水泥的根本區(qū)別在于:油井水泥具有嚴(yán)格的化 學(xué)成分和礦物組成，而且在生產(chǎn)時除允許加入3%-6%的二水石膏以外不得加其它材料。本節(jié)主 要介紹油井水泥的化學(xué)組成、級別和類型以及生產(chǎn)和應(yīng)用中的一些基本知識。 一、化學(xué)組成 水泥的質(zhì)量主要取決于化學(xué)成分，而先進(jìn)的分析方法已為獲得水泥的化學(xué)成分鋪平了道 路。表1.2.1列出g級hsr水泥的主要化學(xué)成分。由表中數(shù)據(jù)可以看出，波特蘭水泥包括4種 主要成分:鋁酸三鈣c3a(3cao·a12o3)；鐵鋁酸四鈣c4af(4cao·a12o3·fe2o3)；硅酸三鈣 c3s（3cao·sio2)；硅酸二鈣c2s(2cao·sio2)。通過各相顯微鏡檢查，熟料顆粒含有

1 油井水泥組成、級別和類型 水泥是水硬性膠結(jié)材料，分為普通水泥和油井水泥。普通水泥也稱建筑水泥，列入astm 標(biāo)準(zhǔn)，而油井水泥列入api標(biāo)準(zhǔn)。油井水泥與普通水泥的根本區(qū)別在于:油井水泥具有嚴(yán)格的化 學(xué)成分和礦物組成，而且在生產(chǎn)時除允許加入3%-6%的二水石膏以外不得加其它材料。本節(jié)主 要介紹油井水泥的化學(xué)組成、級別和類型以及生產(chǎn)和應(yīng)用中的一些基本知識。 一、化學(xué)組成 水泥的質(zhì)量主要取決于化學(xué)成分，而先進(jìn)的分析方法已為獲得水泥的化學(xué)成分鋪平了道 路。表1.2.1列出g級hsr水泥的主要化學(xué)成分。由表中數(shù)據(jù)可以看出，波特蘭水泥包括4種 主要成分:鋁酸三鈣c3a(3cao·a12o3)；鐵鋁酸四鈣c4af(4cao·a12o3·fe2o3)；硅酸三鈣 c3s（3cao·sio2)；硅酸二鈣c2s(2cao·sio2)。通過各相顯微鏡檢查，熟料顆粒含有

第1頁 企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)g級油井水泥 1、主題內(nèi)容與適用范圍 本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了g級油井水泥的定義、要求、試驗方法、檢驗規(guī)則、 交貨與驗收標(biāo)志、包裝、運(yùn)輸和貯存。 2、引用標(biāo)準(zhǔn) gb10238-1998油井水泥標(biāo)準(zhǔn)及其引用標(biāo)準(zhǔn)。 3、定義 3.1g級油井水泥：由水硬性硅酸鈣為主要成分的硅酸鹽水泥經(jīng)熟 料，加入適量的石膏，磨細(xì)制成的產(chǎn)品。在粉磨與混合g級水 泥過程中，不允許摻加任何其他外加劑。 4、級別和類型 4.1g級油井水泥：該產(chǎn)品是一種基本油井水泥，有中抗硫酸鹽型 （msr）和高抗硫酸鹽型（hsr）兩種類型。 5、要求 5.1化學(xué)要求 序 號 品種 名稱 mgoso3(%)loss(%)不溶物（%）c3s(%)c3a(%)r2oc4af+2c3a(%) 第2頁 5.2物理性能要求 6.試驗方法 序 號 品種名稱 拌合水 （%） 游離水 （m

油井水泥組成、級別和類型 水泥是水硬性膠結(jié)材料，分為普通水泥和油井水泥。普通水泥也稱建筑水泥，列入astm標(biāo)準(zhǔn)，而油井水泥列入api標(biāo)準(zhǔn)。油井水泥與 普通水泥的根本區(qū)別在于:油井水泥具有嚴(yán)格的化學(xué)成分和礦物組成，而且在生產(chǎn)時除允許加入3%-6%的二水石膏以外不得加其它材料。本節(jié)主要 介紹油井水泥的化學(xué)組成、級別和類型以及生產(chǎn)和應(yīng)用中的一些基本知識。 一、化學(xué)組成 水泥的質(zhì)量主要取決于化學(xué)成分，而先進(jìn)的分析方法已為獲得水泥的化學(xué)成分鋪平了道路。表1.2.1列出g級hsr水泥的主要化學(xué)成分。 由表中數(shù)據(jù)可以看出，波特蘭水泥包括4種主要成分:鋁酸三鈣c3a(3cao·a12o3)；鐵鋁酸四鈣c4af(4cao·a12o3·fe2o3)；硅酸三鈣c3s （3cao·sio2)；硅酸二鈣c2s(2cao·sio2)。通過各相顯微鏡檢查，熟料顆粒含有4種礦物成分(熟

word格式-專業(yè)學(xué)習(xí)資料-可編輯 學(xué)習(xí)資料分享 油井水泥外加劑及應(yīng)用 第一節(jié)概述 隨著石油工業(yè)的發(fā)展，油氣勘探和開發(fā)領(lǐng)域日益擴(kuò)大，鉆井技術(shù)逐漸提高。深井、超深井和特殊井頻頻問世，給油井技術(shù)提出更高的要求。 特別是在地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜、井下條件惡劣的情況下注水泥，采用純水泥已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足工藝技術(shù)的要求，必須依靠外加劑來調(diào)節(jié)其使用性能。例如: 填充劑可以增加產(chǎn)漿量，節(jié)約水泥，降低成本;促凝劑或緩凝劑可以調(diào)節(jié)稠化時間，既能保證施工安全，又能在規(guī)定的時間內(nèi)達(dá)到繼續(xù)作業(yè)的強(qiáng)度要 求;降失水劑可以減少滲透性地層對水泥漿的濾失作用，保護(hù)油氣層，提高采收率;分散劑可以改善水泥漿流變性能，增加頂替效率，提高固井質(zhì)量， 延長油井壽命。因此，外加劑的研究、重產(chǎn)和應(yīng)用在國內(nèi)外都得到迅速地發(fā)展。 外加劑可以使水泥在不改變基本成分的情況下，改變其水泥漿性能。它與水泥的關(guān)系是相輔相成的。一般地說

針對北方地區(qū)冬季固井地層溫度低,水泥石強(qiáng)度發(fā)展緩慢的問題,研制一種低溫早強(qiáng)劑qz—1,該早強(qiáng)劑可在低溫環(huán)境大大加快水泥的水化速度,使水泥石形成較高的早期強(qiáng)度。20℃時,早強(qiáng)劑加量2%,12h抗壓強(qiáng)度即可達(dá)到3.6mpa,達(dá)到二次開鉆對水泥石強(qiáng)度(3.5mpa)的要求,大大縮短候凝時間,提高鉆井速度,節(jié)約鉆井成本。

近日,由大連市技術(shù)監(jiān)督局標(biāo)準(zhǔn)化處組成的評審組到二水廠,對大連水泥集團(tuán)公司生產(chǎn)的a、g級油井水泥采用國際標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了現(xiàn)場驗收,結(jié)論為合格,從而證實了公司生產(chǎn)的特種水泥產(chǎn)品品質(zhì)達(dá)到了國際先進(jìn)水平。公司劉文盛副總經(jīng)理、生產(chǎn)部、工廠主要領(lǐng)導(dǎo)參加了驗收過程。經(jīng)過公司申請、大連市技術(shù)監(jiān)督局批準(zhǔn),該公

1引言在gb10238-2005《油井水泥》標(biāo)準(zhǔn)中,并沒有規(guī)定生產(chǎn)a級油井水泥一定要使用哪一種天然石膏或禁止使用哪一種天然石膏。很多生產(chǎn)廠都使用gb/t5483《石膏和硬石膏》標(biāo)準(zhǔn)中的高結(jié)晶水m類混合石膏或g類石膏生產(chǎn),而我公司近幾年生產(chǎn)的a級油井水泥,一直使用的是gb/t5483《石膏和硬石膏》標(biāo)準(zhǔn)中的低結(jié)晶水m類混合石膏。

　第30卷第2期硅酸鹽學(xué)報vol.30,no.2 　2002年4月journalofthechineseceramicsocietyapril,2002 g級油井水泥的水化及硬化 張景富1,俞慶森1,徐　明2,高莉莉2,肖海東2 (1.浙江大學(xué)化學(xué)系,杭州　310027;2.大慶鉆井技術(shù)研究所,大慶　151400) 摘　要:研究了g級油井水泥在不同溫度條件下的水化硬化特點(diǎn)及強(qiáng)度性能.分析了不同條件下硬化漿體水化產(chǎn)物的組成、形態(tài)及顯微結(jié)構(gòu) 的變化特點(diǎn),揭示了不同溫度及外加劑條件下水泥石強(qiáng)度發(fā)展及變化規(guī)律,闡明了溫度對水泥石強(qiáng)度性能產(chǎn)生影響的內(nèi)在本質(zhì).確立了強(qiáng)度 衰退的臨界溫度及抑制強(qiáng)度衰退的合理加砂量. 關(guān)鍵詞:g級油井水泥;水化硬化;水化產(chǎn)物;顯微結(jié)構(gòu);

油井水泥漿的流變性是注水泥施工的一個重要工藝參數(shù),是水泥漿配方設(shè)計的核心以及安全施工的前提。分別從油井水泥漿組成成分(石膏加量、比表面積、分散劑)、工作環(huán)境(溫度、壓力)、施工參數(shù)(攪拌速度、攪拌時間)和水泥漿的水灰比等方面通過試驗來研究影響水泥漿流變性的因素。研究結(jié)果表明:隨石膏摻量的增多,水泥顆粒的比表面積增加,水泥漿的流動性能隨之變差,而比表面積為320~350m2/kg時,水泥漿流變性能變化不大;提高攪拌速度和增長攪拌時間能提高水泥漿流變性能;隨溫度的升高水泥漿的流變性表現(xiàn)為先提高后變差的變化趨勢,該試驗條件下當(dāng)溫度高于70℃時水泥漿的流變性能明顯變差,但壓力對于水泥漿流變性影響不大。

本文將對礦渣石膏水泥在建設(shè)工程領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)行對比分析，詳細(xì)說明其特點(diǎn)、優(yōu)勢和適用范圍。

本文將詳細(xì)介紹礦渣石在建設(shè)工程領(lǐng)域中的應(yīng)用，包括其定義、特性、制備方法以及與傳統(tǒng)材料的對比等內(nèi)容。

研究石膏-熟料-礦粉三方面體系中,石膏對礦渣路面基層水泥的影響,從水泥的凝結(jié)時間、力學(xué)性能以及微膨脹性等方面進(jìn)行對比。結(jié)果表明:隨著硬石膏摻量增加,水泥的凝結(jié)時間呈現(xiàn)先延長后縮短的趨勢,水泥強(qiáng)度也呈先增加后急劇降低的趨勢,并且在水泥中硬石膏摻量為9%的情況下,水泥強(qiáng)度達(dá)到32.5水泥等級,此時水泥的凝結(jié)時間及微膨脹性能也能滿足施工要求。對比其他種類石膏的使用性能發(fā)現(xiàn),脫硫石膏也具有廣闊的使用前景。

油井水泥漿的流變性是水泥漿配方設(shè)計的核心及安全施工的前提。本文分析了影響油井水泥漿流變性的主要因素：水泥的礦物組成（主要討論中間相）即ｃ４ａｆ和ｃ３ａ對水泥漿的流變性影響很大，而易與硫酸鹽反應(yīng)生成鈣礬石（ａｆｔ），不利于水泥石的長期穩(wěn)定性；堿含量即ｎａ２ｏ、ｋ２ｏ總含量，熟料中堿對水泥漿的影響超過ｃ３ａ；當(dāng)水泥的粒度（比表面）顆粒粒徑大于７５ｕｍ時，分散劑幾乎不起作用；溫度主要是通過加速或延緩水泥的水化速度而影響水泥漿的流變性；壓力的增加會加速水泥的水化；化學(xué)外加劑也能改善水泥漿的流變性。并提出了水泥漿配方流變學(xué)設(shè)計的試驗流程。

對以2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(amps)、n-乙烯基吡咯烷酮(nvp)和丙烯酰胺(am)為單體合成的油井水泥降失水劑fan進(jìn)行性能評價,結(jié)果表明,fan具有較好的耐高溫降失水能力和一定的緩凝性能,且對水泥石早期強(qiáng)度的發(fā)展影響不大。fan摻量為0.5%的水泥漿在160℃時失水量小于100ml,在110℃,21mpa條件下養(yǎng)護(hù)24h的抗壓強(qiáng)度達(dá)26.1mpa。分析了降失水劑fan的降失水機(jī)理。