浅谈固井施工中特种水泥体系的选用

参 考。 【 关键 词】 固井
叫－ ～１ （
特种水泥
选用
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ｏ —ｌ ８ ％盐水
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随着石油Ｔ业的发展 ， 钻 遇 的地 层 口趋 复 杂 ， 对 于 某 些 特 殊 的
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，
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一
问题 ， 诸如水泥浆体积 收缩 、 漏失 、 微 间隙井 、 盐 岩层和腐蚀性 地层 水、 高温深井及气窜等 ， 普通的水泥浆很难保 证 井施１ － 的安全和
１ ． ９ ５ ｇ ／ ｅ ａ ｒ ３ ， 取 得 满 意 效 果 ２ ． ２硅 灰 水 泥 在 油 井浊 水 泥 ｌ Ｉ 的廊 』 ｆ Ｊ
匾
时州（ 犬）
硅 灰 是 炼 硅 或 炼 硅 铁 合 金 过 １ ］ 得钊 的副产品 ， 是以Ｓ ｉ Ｏ ２为
主 要成 分 的 比表 面 积 极 高 的 活 性 材 料 砷 灰 是 一 种 空 心 趟 细 微
对 套 管 和地 层 均产 生 预 应 力 ， 因 而增 加 水 泥 石 与 套 管 、 地 层 两 界 面
的胶结 力。又由于向水 泥石孑 Ｌ 隙内膨胀 ， 使 水泥石结构致 密 ， 提高 了水泥石的抗压强度并降低了渗透率 。
图 １净 浆与 膨胀 水泥 体 系 比较
硅灰水泥体系用 于抗高 温强度退 化。水泥 行 高温深 外 、 地 热 、 热采井 等高 温条件下发生强度退 化 ， 渗透 率增大 导致层 问
系至 关 重要 。 主要 简述 膨 胀 水 泥 、 硅 灰 水 泥 及胶 乳 水 泥 等特 殊 水 泥 的作 用机 理 及 选 用 ， 以 期 确 保 固 井 施 工 安 全 和 提 高 固 井 质 量 提 供
＋ 水 水
威
（ 胜利石油工程仃限公 司黄河钻井总公司 Ｊ Ｉ ＝ 公 司） ２ Ｎ ａ Ｃ １水泥 体系 的膨 胀
2氯化钠水泥体系当水泥浆中含盐量氯化钠大于5时氯离子与水泥中c3a的水化物反应生成氯铝酸钙复盐c3ac110h20氯离子与砗酸钙水化产物反应生成氯代硅酸钙水化物南干这些复盐在孑l隙内部所施加的内压力使水泥石体积膨胀
浅 谈 固 井 施 工 中 特 种 水 泥 体 系 的 选 用
◆熊 【 摘要】针对固井施 工中钻遇 的地 层及 特殊 井况 ， 科 学选用水 泥体
田井质量。这就需要特 种水 泥来解 决此类 问题 ， 本 文 重 点 对 膨 胀
１ ． ３锅 粉 类 水 泥体 系 某些金属粉末如锌 、 镁、 钛、 销郝能， ｝ ＋ Ｊ 来 制备膨胀水 泥， 最常 川 ｔ 的足 铝 粉 。细 的 钒 粉 与水 泥 浆 小 的碱 性 物 质 反 应 生 成 大 量 微 小 的
施 。膨胀水泥 即在水 泥浆凝 结时 产生轻 度体积 膨胀 的水泥 体系 ， 胀水 泥体系如善水泥环与地层 、 套管 的界面胶结 。几种 膨
１ ． １ 钙 矾 石 体 系 的体积 ， 从 而 住 水 泥 石 内部 产 生 Ｊ ｌ ｊ ； ＿ ； 胀 ， 产 生 体 膨 胀 ． （ １ ） Ｋ型 水 泥 ： 由硅 酸 盐 水 泥 掺 有 硫 酸 钙 、 氧 化 钙 和 无 水 硫 铝 罔 ３ Ｍ ｇ ０膨 Ｈ 长 水 泥 体 系 的 膨 胀 ｛ Ｉ ｌ １ 酸钙等煅烧 熟料混合而成 ， 膨胀率为 ０ ． ０ ５～ ０ ． ２ ０ ％。 （ ２ ） Ｍ型水泥 ： 由硅 酸盐 水 泥 和铝 酸钙 、 硫酸钙混合而成。
２硅 灰 水 泥
长大 ， 并填补水泥石 内孔隙结构 。这种体积长 大在有 限空 间进行 ，
个水分子 ， 故其体积较大 。随着水化反应进 行 ， 钙矾 石结晶体 不断 珠， 比表 面 积 是 粉 煤 灰 的 ３ Ｏ～ ５ ０倍 ， 水泥 的 ５ ０～ ６ Ｏ俯 硅 灰 水 泥
在 提 高 井 质量 ， 尤 其 是 在 复 杂 况下 的 升 ｌ ｆ ｌ 起 到 重 复作 、 ２ ． １ 硅 灰 防气 窜 水 泥 体 系 硅灰水泥用于防气窜 始 － ｔ １ ９ ８ ３年 。 住 美 Ｉ 土 ｌ 川 ｔ 硅 灰 低 密 度 水 泥 体 系 解 决 浅 气 层 气 窜 问 题 获 得 成 功 。 随 后 腓 灰 防气 窜 水 泥 体 系 从浅井扩展应用 到中深井 固升作 业 ， 水 泥浆 密发 从 １ ． ５ ４ ｇ ／ ｅ ｎ ｌ ３到
深井条件下 ， 气 泡 的 膨胀 力不 可 能超 过 地 层 的 压 ， 其 作 州 效 果 受 到 限制 。与 此 类 似 的 是 钝 化 粉 的 体 系 （ 如Ｋ Ｏ 油 井 水 泥 防 审 剂） Ｊ ｆ ｊ 于 防 气窜 。 １ ． ４锻 烧 氧 化 镁 体 系 加 有 锻烧 氧 化镁 的 油 井 水 泥体 系 ， 存 水 化 过 群 巾 氧 化 镁 水 化 生成氢氧化镁（ Ｍｇ Ｏ＋Ｈ ２ ０ 一 Ｍｇ （ Ｏ Ｈ） ２ ） ， 体 积 大 于 反 应 仞 体 系
（ ３ ） Ｓ型水 泥 ： 为高 Ｃ ３ Ａ含量 的硅酸盐水 泥 ， 并 掺有 】 ０ ． ２ ％ ～
１ ５ ％ 的石 膏 。使 用 寿命 较 短 。 （ ４ ） Ｃ ３ Ａ≥５ ％ 的硅 酸 盐 水 泥 ， 掺入 半水 石膏 ， 与 Ｓ型 相 似 ， 不
同之处在于半水石膏在注水泥 前掺人 ， 此体 系具有触变性 。
（ ５ ） Ｓ Ｅ Ｐ型油 井 水 泥 膨 胀 剂 。
钙矾石膨胀水泥体 系 的作用 机理 ： 此体 系禽有 钙 、 铝、 镁 氧化 物和石膏 ， 在水泥水化条件下能促使 高硫 型水化硫铝酸 钙（ 即钙矾
石） 的 形 成 及 生 长 。钙 矾 石 为 针 状 或 柱 状 结 品 ， 每个 晶胞 含有 ３ ２
水泥 、 胶乳水泥及硅灰水泥作一浅析 ， 以期为固井施Ｔ提供参考 。
１ 膨 胀 水 泥
氧气气泡 ， 使得 水泥 浆体积增 大 。这种技 术辽 州 丁浅 外
为 在
众所周知 ， 水 泥 环 与地 层 、 套 管 之 间 良好 的 胶 结 是 实 现 有 效 的 层间封隔的基础 ， 如果 界 面胶 结 不 良 ， 将 会影 响 后 续 增 产 措 施 的文