低密度固井水泥浆技术

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1、Drilling&OilProductionTechnologyInstitute，QinghaiOilfield低密度固井水泥浆技术固井工程的特殊性(1)是一次性工程,如果质量不好,一般情况下难以补救;(2)是隐蔽性工程,主要流程在井下,施工时不能直接观察,质量控制往往决定于设计的准确性和准备工作的好坏,受多种因素的综合影响;(3)影响后续工程的进行;(4)是一项花钱多的工程;(5)施工时间短,工序内容多,作业量大,是技术强的工程。固井作业是一口井整个施工中最重要的组成部分，没有何因素比固井质量对油（气）层产能的影响更大

2、。1．固井质量要求高，尤其是气井固井施工要求更高，一般要求水泥返高至地面。2．一次性连续封固段长，施工压力高。3．低压漏失地层水泥浆漏失低返问题。4．井径不规则，固井施工顶替效果差。固井工程的难点常用低密度水泥浆体系国内外常用的低密度水泥体系主要有：漂珠、膨润土、粉煤灰、硅藻土等低密度水泥体系。漂珠低密度的最低密度限制是：1.38g/cm3膨润土体系的最低密度限制是：1.60g/cm3。粉煤灰低密度体系的密度限制是：1.55g/cm3。硅藻土低密度体系的密度限制是：1.50g/cm3。泡沫水泥可以使水泥浆密度低于1.0g/

3、cm3HGS玻璃微球水泥浆体系低于1.0g/cm3超低密度水泥浆体系存在的问题超低密度水泥浆由于外掺料的大量掺入，致使水泥浆密度的降低和水泥浆性能发生矛盾，突出表现在以下几方面：1、水泥浆体系稳定性差，体系分层离析；2、水泥浆失水量难以控制；3、泥浆流变性差，泵送困难；4、水泥石强度发展慢，强度低，水泥浆石渗透性高，易引起腐蚀性介质的腐蚀。5、泡沫水泥浆和漂珠水泥浆等随着压力增大，泡沫和漂珠易破碎，密度增加很快，所以在井底条件下，水泥浆的实际密度有所上升。超低密度水泥浆体系技术要求1、水泥浆沉降稳定性好，不易分层，上下密度

4、差不超过0.05g/cm3。2、有较好的流变性能，n值大于0.70，k值小于0.20。3、HGS中空玻璃微球水泥浆体系的水泥石抗压强度几乎是普通漂珠配制的水泥浆体系的两倍。4、失水量小，API失水控制在100ml以内。气井有的控制甚至低于30ml。5、稠化时间适合施工要求。6、过度时间短，防气窜性能好。低密度固井水泥浆技术颗粒级配原理/紧密堆积理论低密度技术主要应用颗粒级配原理；优化水泥与低密度充填材料之间的粒度分布，使材料之间的堆积比例达到最大。在水泥浆中使用合适的减阻剂可以减少水化水的用量。减少充填水，提高系统的堆积密

5、度。采用三种或更多的不同尺寸的颗粒进行级配，增加抗压强度和降低孔隙度和渗透率。紧密堆积原理（左图为干料状态，右图为带水化膜状态）低密度固井水泥浆技术关键技术超低密度增强材料的设计紧密堆积理论充填矿物微粒充填性好、比表面积相对较低、表面光滑致密、化学活性较高1.20g/cm3水泥浆的长期强度发展曲线低密度固井水泥浆技术低密度固井水泥浆技术水泥浆尽管密度很低，但水泥石强度较高，而且稠化打压时，稠度非常稳定50℃,25Mpa稠化时间252min70℃,30Mpa稠化时间259minDrilling&OilProductionTe

6、chnologyInstitute，QinghaiOilfieldThanks！