快硬早強油井水泥在淺層高含水調(diào)整井中的應用

硅灰在超高強混凝土中的應用 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混凝土物理性能、力學性能、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度、抗?jié)B性,抗凍性和耐久性,是配制超高 強混凝土不可缺少的組分。 關鍵詞:　硅粉;　超高強混凝土;　強度;　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,水泥石強度發(fā)展緩慢的問題,研制一種低溫早強劑qz—1,該早強劑可在低溫環(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度。20℃時,早強劑加量2%,12h抗壓強度即可達到3.6mpa,達到二次開鉆對水泥石強度(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。

油井水泥低溫早強劑x-1由活性硅,固體醇胺和陰離子型聚合物復配而成。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12h,24h的抗壓強度分別大于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)學習資料-可編輯 學習資料分享 油井水泥外加劑及應用 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)領域日益擴大，鉆井技術逐漸提高。深井、超深井和特殊井頻頻問世，給油井技術提出更高的要求。 特別是在地質(zhì)構造復雜、井下條件惡劣的情況下注水泥，采用純水泥已經(jīng)遠遠不能滿足工藝技術的要求，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)達到繼續(xù)作業(yè)的強度要 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。它與水泥的關系是相輔相成的。一般地說

針對水泥石低溫情況下強度發(fā)展緩慢,影響鉆井周期的具體情況,研制開發(fā)了早強劑dz-z。dz-z由多種無機化合物和有機化合物按一定的比例復合而成,具有雙重早強作用,它能明顯地提高低溫下水泥石的早期強度,并能改善水泥石結(jié)構,使之致密、滲透率降低。早強劑dz-z加量為0.5%~2.0%,適用溫度為0~50℃,8h水泥石抗壓強度大于3.5mpa,隨著加量的增加,水泥石強度也迅速增長。同時,早強劑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抗壓強度大于3.5mpa?，F(xiàn)場應用表明,低溫早強劑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,它通過摻入高強度纖維,不僅可增加水泥石的強度,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增韌劑zsj。實驗發(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性能,水泥石抗壓強度、抗折強度和抗沖擊韌性均有不同程度的增長。實彈射孔實驗證明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 標準，而油井水泥列入api標準。油井水泥與普通水泥的根本區(qū)別在于:油井水泥具有嚴格的化 學成分和礦物組成，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組成、級別和類型以及生產(chǎn)和應用中的一些基本知識。 一、化學組成 水泥的質(zhì)量主要取決于化學成分，而先進的分析方法已為獲得水泥的化學成分鋪平了道 路。表1.2.1列出g級hsr水泥的主要化學成分。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 標準，而油井水泥列入api標準。油井水泥與普通水泥的根本區(qū)別在于:油井水泥具有嚴格的化 學成分和礦物組成，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組成、級別和類型以及生產(chǎn)和應用中的一些基本知識。 一、化學組成 水泥的質(zhì)量主要取決于化學成分，而先進的分析方法已為獲得水泥的化學成分鋪平了道 路。表1.2.1列出g級hsr水泥的主要化學成分。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)標準g級油井水泥 1、主題內(nèi)容與適用范圍 本標準規(guī)定了g級油井水泥的定義、要求、試驗方法、檢驗規(guī)則、 交貨與驗收標志、包裝、運輸和貯存。 2、引用標準 gb10238-1998油井水泥標準及其引用標準。 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標準，而油井水泥列入api標準。油井水泥與 普通水泥的根本區(qū)別在于:油井水泥具有嚴格的化學成分和礦物組成，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組成、級別和類型以及生產(chǎn)和應用中的一些基本知識。 一、化學組成 水泥的質(zhì)量主要取決于化學成分，而先進的分析方法已為獲得水泥的化學成分鋪平了道路。表1.2.1列出g級hsr水泥的主要化學成分。 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)強度,才能保證注水泥施工

近日,由大連市技術監(jiān)督局標準化處組成的評審組到二水廠,對大連水泥集團公司生產(chǎn)的a、g級油井水泥采用國際標準進行了現(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)達到了國際先進水平。公司劉文盛副總經(jīng)理、生產(chǎn)部、工廠主要領導參加了驗收過程。經(jīng)過公司申請、大連市技術監(jiān)督局批準,該公

近日，由大連市技術監(jiān)督局標準化處組成的評審組到二水廠，對大連水泥集團公司生產(chǎn)的a、g級油井水泥采用國際標準進行了現(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)達到了國際先進水平。公司劉文盛副總經(jīng)理、生產(chǎn)部、工廠主要領導參加了驗收過程。

　第30卷第2期硅酸鹽學報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.浙江大學化學系,杭州　310027;2.大慶鉆井技術研究所,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及強度性能.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 的變化特點,揭示了不同溫度及外加劑條件下水泥石強度發(fā)展及變化規(guī)律,闡明了溫度對水泥石強度性能產(chǎn)生影響的內(nèi)在本質(zhì).確立了強度 衰退的臨界溫度及抑制強度衰退的合理加砂量. 關鍵詞:g級油井水泥;水化硬化;水化產(chǎn)物;顯微結(jié)構;

為縮短深水低溫固井候凝時間,開展了鋰鹽早強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,鋰鹽早強劑通過加快水化保護膜破裂使水化誘導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)異的低溫早強功效。鋰鹽早強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。大量的實踐表明,保證固井質(zhì)量的關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。主要研究自制復合型油井水泥早強劑ll與實驗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)標準sy/t5504.4-2008,sy/t5504.1-2005,sy/t5504.3-2008和sy/t5504.2-2005,測試水泥漿性能,最后進行早強水泥漿體系性能測試,通過配方1撫順g級油井水泥+2.5%早強劑ll和配方2撫順g級水泥+2.5%早強劑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到相關行業(yè)標準,配伍性良好,并且早強水泥漿體系性能穩(wěn)定,測得的稠化時間略有加長,初始稠度較低,抗壓強度降低,能夠滿足固井的各項指標的要求。

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劑bzc-1s,它是由無機鹽、有機鹽和有機酸復合而成。低溫早強促凝劑可在低溫30℃的情況下,常壓養(yǎng)護8h抗壓強度超過4.5mpa,24h抗壓強度超過15mpa;在低溫60℃的情況下常壓養(yǎng)護8h抗壓強度超過17mpa,24h抗壓強度超過25mpa;而且不影響體系綜合性能,具有顯著的早期促強效果,可應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理進行了研究。試驗結(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度;并且該體系在50℃養(yǎng)護溫度下,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)構的分析,驗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設計的試驗流程。

采用聚醚a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。利用消泡、抑泡性能測試等手段,通過對影響反應的溫度、時間、原料物質(zhì)的量比及催化劑用量等設計正交實驗,確定酯化的優(yōu)化條件:溫度120℃,反應時間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%。實驗證實,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,且消泡能力更高,活性更強。

新型油井水泥低溫早強劑QZ_1性能評價_劉慶旺