快硬早強(qiáng)油井水泥在淺層高含水調(diào)整井中的應(yīng)用

硅灰在超高強(qiáng)混凝土中的應(yīng)用 張江泳 (河南省鄢陵縣公路管理局,鄢陵461200) 摘　要:　研究了硅灰及其摻量對超高強(qiáng)混凝土物理性能、力學(xué)性能、耐久性方面的影響。結(jié)果表明:硅灰是一種高 效的活性摻合料,在混凝土中摻入一定量的硅灰,能夠顯著提高混凝土的強(qiáng)度、抗?jié)B性,抗凍性和耐久性,是配制超高 強(qiáng)混凝土不可缺少的組分。 關(guān)鍵詞:　硅粉;　超高強(qiáng)混凝土;　強(qiáng)度;　耐久性 applicationofsilicafumeinsuper2highstrengthconcrete zhangjiang2yong (henanprovinceyanlinghighwayadministeroffice,yanling461200,china) abstract:　thesilicafumewithdiffe

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。

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。

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

針對水泥石低溫情況下強(qiáng)度發(fā)展緩慢,影響鉆井周期的具體情況,研制開發(fā)了早強(qiáng)劑dz-z。dz-z由多種無機(jī)化合物和有機(jī)化合物按一定的比例復(fù)合而成,具有雙重早強(qiáng)作用,它能明顯地提高低溫下水泥石的早期強(qiáng)度,并能改善水泥石結(jié)構(gòu),使之致密、滲透率降低。早強(qiáng)劑dz-z加量為0.5%~2.0%,適用溫度為0~50℃,8h水泥石抗壓強(qiáng)度大于3.5mpa,隨著加量的增加,水泥石強(qiáng)度也迅速增長。同時,早強(qiáng)劑dz-z基本不影響漿體的流變性能,還可以根據(jù)現(xiàn)場施工所需時間的長短,用緩凝劑調(diào)節(jié)水泥漿稠化時間,但仍能使8h抗壓強(qiáng)度大于3.5mpa?，F(xiàn)場應(yīng)用表明,低溫早強(qiáng)劑dz-z在低溫條件下明顯縮短了固井候凝時間,節(jié)約了鉆井作業(yè)成本。

水泥環(huán)可以認(rèn)為是一個先天帶有一定缺陷和微裂縫的脆性材料,這些微裂縫及缺陷使水泥環(huán)易受后續(xù)施工、射孔等影響,發(fā)生脆裂,或與套管、井壁剝離,影響油氣井后期開采,縮短油氣井的壽命。塑性水泥可以很好地解決水泥環(huán)的脆裂問題,它通過摻入高強(qiáng)度纖維,不僅可增加水泥石的強(qiáng)度,而且可改變水泥石的彈性。室內(nèi)采用具有不同長度分布和合適長徑比的混合短纖維(纖維長度均小于4mm)、粒徑為0.180～0.280mm(60～80目)的橡膠粉、活性微粒和與之相匹配的激活劑制得了早強(qiáng)增韌劑zsj。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),zsj抗鹽性能優(yōu)良,與其它外加劑有良好的配伍性,增韌劑zsj的加入對水泥漿的施工性能基本無影響,但能大大改善水泥石的力學(xué)性能,水泥石抗壓強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度和抗沖擊韌性均有不同程度的增長。實(shí)彈射孔實(shí)驗(yàn)證明zsj水泥石能夠抵抗射孔等后續(xù)施工的沖擊,可有效提高水泥環(huán)封固質(zhì)量,防止地層流體竄層,延長油井壽命。

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(yàn)方法、檢驗(yàn)規(guī)則、 交貨與驗(yàn)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(yàn)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

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

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(yàn)收,結(jié)論為合格,從而證實(shí)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(yàn)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

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(yàn)收，結(jié)論為合格，從而證實(shí)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(yàn)收過程。

　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);

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。

在油氣井固井作業(yè)中需要使用油井水泥外加劑來控制、改善水泥漿的流變性能和水泥的水化、凝結(jié)性能,提高水泥石的綜合性能,保證固井質(zhì)量。大量的實(shí)踐表明,保證固井質(zhì)量的關(guān)鍵之一是固井水泥漿的良好性能。而固井水泥漿的良好性能取決于水泥漿和水泥漿外加劑的性能。主要研究自制復(fù)合型油井水泥早強(qiáng)劑ll與實(shí)驗(yàn)室自制油井水泥緩凝劑mam,分散劑fasa,降失水劑as的配伍性規(guī)律。按照中國石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)sy/t5504.4-2008,sy/t5504.1-2005,sy/t5504.3-2008和sy/t5504.2-2005,測試水泥漿性能,最后進(jìn)行早強(qiáng)水泥漿體系性能測試,通過配方1撫順g級油井水泥+2.5%早強(qiáng)劑ll和配方2撫順g級水泥+2.5%早強(qiáng)劑ll+1.0%緩凝劑mam+0.5%分散劑fasa+1.0%降失水劑as的水泥漿性能比較,結(jié)果表明,早強(qiáng)劑ll分別加入緩凝劑mam,分散劑fasa,降失水劑as后水泥漿性能均能達(dá)到相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),配伍性良好,并且早強(qiáng)水泥漿體系性能穩(wěn)定,測得的稠化時間略有加長,初始稠度較低,抗壓強(qiáng)度降低,能夠滿足固井的各項(xiàng)指標(biāo)的要求。

由于在低溫條件下,水泥漿因水化速度慢,候凝時間長,極易造成油、氣、水浸,導(dǎo)致水泥環(huán)不致密、固井質(zhì)量差等問題。本文研制了油井水泥中低溫早強(qiáng)劑bzc-1s,它是由無機(jī)鹽、有機(jī)鹽和有機(jī)酸復(fù)合而成。低溫早強(qiáng)促凝劑可在低溫30℃的情況下,常壓養(yǎng)護(hù)8h抗壓強(qiáng)度超過4.5mpa,24h抗壓強(qiáng)度超過15mpa;在低溫60℃的情況下常壓養(yǎng)護(hù)8h抗壓強(qiáng)度超過17mpa,24h抗壓強(qiáng)度超過25mpa;而且不影響體系綜合性能,具有顯著的早期促強(qiáng)效果,可應(yīng)用于多種水泥漿體系。

系統(tǒng)研究了不同配比的礦渣石膏體系對改善g級油井水泥膨脹性能和力學(xué)性能的影響。通過汞壓入法(methodofmercuryintrusionporemeasurement,mip)和掃描電鏡(sem)等現(xiàn)代測試方法對礦渣油井水泥的水化硬化特性和機(jī)理進(jìn)行了研究。試驗(yàn)結(jié)果表明:摻加礦渣石膏后能顯著改善油井水泥石的早期強(qiáng)度;并且該體系在50℃養(yǎng)護(hù)溫度下,通過石膏的不同摻量,可以獲得比較好的早期膨脹數(shù)據(jù);通過微觀結(jié)構(gòu)的分析,驗(yàn)證了石膏對礦渣油井水泥體系的激發(fā)作用。

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(yàn)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(yàn)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。

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(yàn)流程。

采用聚醚a(bǔ)與b酸為原料,在以m(zno)∶m(naoh)=1∶1為催化劑的條件下發(fā)生酯化反應(yīng)。利用消泡、抑泡性能測試等手段,通過對影響反應(yīng)的溫度、時間、原料物質(zhì)的量比及催化劑用量等設(shè)計正交實(shí)驗(yàn),確定酯化的優(yōu)化條件:溫度120℃,反應(yīng)時間5h,催化劑用量0.6%,物料a與b的質(zhì)量之比1.2∶1,酯化率為79%。實(shí)驗(yàn)證實(shí),聚醚酯類消泡劑既保留有聚醚類消泡劑易于分散、表面張力低、穩(wěn)定性好、耐高溫的優(yōu)點(diǎn),且消泡能力更高,活性更強(qiáng)。

新型油井水泥低溫早強(qiáng)劑QZ_1性能評價_劉慶旺