渤海海域低密度早强水泥浆的室内研究.pdf

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1、第31卷第3期铝井液与完井液v01．31No．32014年5月DRILLINGFLUID＆COMPLETIONFLUIDMay2014doi：10．3969~．issn．1001—5620．2014．03．019渤海海域低密度早强水泥浆的室内研究孙晓杰，张维滨，李建华，滕兆健，李宗要，马永乐(天津中油渤星工程科技有限公司，天津)孙晓杰等．渤海海域低密度早强水泥浆的室内研究[J]．钻井液与完井液，2014，31(3)：72．74．摘要渤海海域是华北含油气盆地的重要组成部分，在渤海海域固井过程中，尤其是导管、表层套管固井时，由于温度低，破裂压力低，水泥浆稠化时间长，容易增加环空窜流及漏

2、失的风险，使钻井成本升高。因此，基于颗粒级配原理，依据分形理论，研制出了新的减轻增强材料s1，配以适当的油井水泥外加剂，优选出了密度为1．4g／cm的水泥浆。室内研究表明，该水泥浆早期强度发展快，30cC下，24h抗压强度大于10MPa，静胶凝过渡时间小于60min，API失水量小于60mL，游离液含量为0。该水泥浆稳定，混配容易，可以满足渤海海域固井的需要。关键词水泥浆；低密度；颗粒级配；水泥浆性能；固井；固井质量中图分类号：TE256．6文献标识码：A文章编号：1001．5620(2014)090072—03渤海海域作为中国东部陆区油气资源的接替战寸较小、密度较小的球形材料；③

3、减轻材料的物理化场，具有很高的勘探开发价值。但由于海底温度低、学性能有利于提高水泥浆的综合性能[4-5]。破裂压力低以及存在海底浅层水气流等问题，对固井综合上述几点，选用超细活性混合材料A与低密水泥浆的性能提出了更高要求，要求水泥浆具有密度度减轻材料B复配，得到了减轻增强材料s1。通过低、强度发展快、失水量低、胶结性能好的特点。为粒径分析得到各种材料的粒径分布规律，利用温盛魁解决以上问题，从以下2方面进行了研究。①开发低等建立的优化分形级配模型，对各种材料达到紧密堆密度高性能减轻增强材料，增加水泥等凝胶材料在水积的体积分数进行计算。考虑到相同的密实堆积效果泥浆中所占的比例。由于海洋

4、表层固井地层破裂压力(即相同的空隙率)，水泥混合料体积分布函数为：低，所以要求使用低密度水泥浆，通过采用耐高压低密度减轻剂能提高水泥石的支撑强度，进一步增大水=蓑等㈩泥浆固相含量，促进水泥石早期强度发展。②优选高式中，为当前粒径标度尺寸，gm；V()为水泥效的复合早强剂，提高硅酸盐水泥在低温下的水化速混合料体积分布函数，％。分形方程表明，只要测出率，从而缩短水泥浆凝固时间，提高水泥石的早期强粉体材料的级配，并知道其最大、最小粒径，其分形度[1-3]。维数可直接计算出来。同时，通过数值解析的方法，根据已知最大、最小粒径，通过调整相应分形维数，1减轻增强材料S1的研制可以模拟传统的密实

5、填充理论方程[5-8]。由于减轻材料在低密度水泥浆中的掺量很大，使首先确定各组分粒径分布，选择合适的D值和胶凝材料的比例相对减少，所以要考虑减轻材料的化极限粒径，利用式(1)得到混合料粒径的分布曲线，学成分与活性。选择低温低密度早强水泥浆的减轻材计算出不同粒径范围内各组分的体积含量，然后转换料应遵循以下几点：①采用超细活性材料，能提高水为质量分数，得到各组分的质量配比，以此设计最泥浆固相含量，降低水泥浆的水固比，有利于实现紧终的体系配方。利用材料密度的不同及分形颗粒级密堆积，提高水泥浆的稳定性；②应尽量选择颗粒尺配曲线得到的各组分体积含量，计算得到超细活性基金项目：“渤海海域深水固

6、井技术研究”(BX—G．12．05)部分研究内容。第一作者简介：孙晓杰，2011年获中国石油大学(华东)油气井工程专业硕士学位，主要从事油井水泥外加剂的研究工作。地址：天津塘沽津塘公路40号；邮政编码300451；电话(022)66310331；E—mail：s~bz2008@163．com。