课件-找漏与堵漏工艺资料.ppt

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1、课件-找漏与堵漏工艺堵漏及注水泥塞一．堵漏（一）堵剂（水泥浆）1．水泥的矿物成分：目前广泛采用的油井水泥属于硅酸盐类水泥。它的主要原料是石灰石、粘土，如果含铁量不够时则加入适量的铁矿石。将它们按比例混合、粉碎、磨细，1450ºC温度下煅烧成熟料，再加少量的石膏，磨细而成水泥成品。其主要矿物有以下四种：（1）硅酸三钙3CaO·SiO2(简写C3S)，水泥中的主要成分，水泥石强度主要由它形成，特别对早期强度起主要作用。要求早期强度高的水泥含C3S较高。（2）硅酸二钙2CaO·SiO2(简写C2S)，缓慢水化矿物，使水泥石强度逐渐增加，且持续时间长。（3）铝酸三

2、钙3CaO·AI2O3(简写C3A)，促进快速水化，是决定水泥浆初凝和稠化时间的主要成分。由于它对硫酸盐侵蚀很敏感，因此高抗硫酸盐类水泥含C3A不得大于3%。（4）铁铝酸四钙4CaO·Al2O3·Fe2O3(简写C4AF)，低水化热化合物，其含量增加会使水泥石强度降低。2．水化反应（水泥水化）：水泥遇水后，颗粒表面立即发生固体溶解和水化反应，产生水化物。当其浓度达到饱和状态时，水化物开始以胶态粒子或细小晶体析出，水泥浆呈溶胶体系。水泥与水混合后发生的反应非常复杂。当水泥与适量的水混合成水泥时，先发生一系列的水泥颗粒和水泥矿物的化合及水化现象，其中最快的是水

3、解作用，其变化过程为放热反应。由于水化作用，是水泥浆中产生以硅酸三钙为主要成分的胶体，随着水化作用的进行，胶体不断增多并逐渐凝聚变稠。同时在胶体中产生形成水泥石的新化合物，逐渐在非晶质胶体中开始呈现微粒晶体并逐渐硬化，使水泥失去流动性。从开始调配水泥浆到形成一定强度的水泥石大致可分为以下三个阶段：（1）胶溶期：水泥遇水后，颗粒表面立即发生固体溶解和水化反应，产生水化物。当其浓度达到饱和状态时，水化物开始以胶态粒子或细小晶体析出，水泥浆呈溶胶体系。（2）凝结期：水化不断进行，胶体颗粒显著增加，部分晶体开始连接，使溶胶体系逐渐形成凝胶结构，水泥浆丧失流动性而很

4、快凝结。（3）硬化期：水化深入，大量晶体析出并互相连接，加之胶体的紧密作用，使结构强度显著增加，形成水泥石固体。3．水泥浆的主要物理性能1）水泥浆的密度常用的油井干水泥密度为3.15克／厘米³左右，水泥浆密度受加水量的影响。加入水的多少用水灰比来表示，即水的质量与干水泥质量之比(m水/m灰)。水灰比过小流动性差，泵送困难；水灰比过大会引起水泥颗粒下沉，析出大量自由水并聚集上窜，破坏水泥石的密封性和削弱水泥石强度。水灰比的变化范围为38～56％，常取50％，配成的水泥浆密度为1.84克／厘米³左右。2）水泥浆稠化时间温度是影响稠化时间的重要因素，实验温度应取

5、井内循环最高温度，计算式如下：T=Ts+H／168式中：T——循环最高温度，℃；Ts——泥浆出口温度，℃；H——套管鞋深度，米。3)水泥浆的析水和失水为了有良好的流动性，水泥浆的水灰比取得较高，一般为0.5。水泥水化所需水灰比仅为0.18～0.20，所以水泥浆中存在大量自由水。水泥凝固过程就有自由水析出—析水。水泥浆在压差作用下，自由水渗入地层的现象称之为失水。水泥浆失水会引起水泥浆早稠，降低流动性甚至堵塞通道造成憋泵，会使页泥岩吸水膨胀剥落；会加快水泥浆“失重”。可见水泥浆的保水性是很重要的。6）水泥浆流变性测定水泥浆的流变参数，确定流型，计算临界流速，

6、可以为选择合理返速提供依据。4）水泥石强度API标准是以水泥石的抗压强度来衡量水泥石的强度。（析出水不是问题，问题是渗入地层而失水，引起水泥浆早稠）。5）水泥石的腐蚀有的地区地层水中含有较高的硫酸钠、硫酸镁、碳酸钙等。它们渗透到水泥石内会使水泥石的某些物质解体，有的则在水泥石内生成新的较大的晶体使水泥石承受内压力而胀裂。硫酸盐对水泥石的腐蚀最严重。4．影响水泥性能的主要因素及水泥分级1）影响水泥性能的主要因素（1）水泥成分的影响表11—1矿物成分对水泥性能的影响水泥性能矿物成分早期强度长期强度水化反应速度水化热收缩抗硫酸盐腐蚀3CaO·SiO2(C3S)2

7、CaO·SiO2(C2S)3CaO·AI2O3(C3A)4CaO·Al2O3·Fe2O3(C4AF)良劣良劣良良劣劣中迟速迟中小大小中中大小－－低－调整各种矿物的比例就可得到不同性能的水泥，各种成分对水泥性能的影响见表11—1级别矿物含量%瓦格聂尔细度cm2/gC3SC2SC3AC4AFABCD及EG及H534758265024321654308+5-825812812121600~18001600~18001800~20001200~15001600~1800（2）水泥颗粒细度的影响表11-2API水泥的矿物成分与细度颗粒越小，水化反应越快。当水泥颗粒小

8、于0.040毫米时具有较高的活性，水泥颗粒大于0.090毫米时几乎