双作用防气窜固井水泥浆分析

通 过 大 量 室 内 试 验 ， 要 由 微 膨 胀 剂 Ｅ Ｐ １与 非 渗 透 ４ 结 语 主 Ｘ－
气 体 窜 过 塑 态 水 泥 浆 柱 （ 定 长 度 的 ） 用 的 压 差 可 以 一 所 发 出来 。该 体 系 在 保 持 非 渗 透 体 系 的 较 高 气 阻 基 本 特 性 的 衡 量 水 泥 浆 气 侵 阻 力 ， 渗 透 水 泥 浆 与 胶 乳 水 泥 浆 气 侵 阻 非 同 时 ， 使 微 膨 胀 功 能 与 抗 压 强 度 增 加 ， 够 防 止 底 层 流 体 力 较 大 。微 膨 胀 高 气 阻 双 作 用 防 气 窜 固 井 水 泥 浆 适 用 于 小 又 能 在 固 井 水 泥 基 体 与 微 环 空 间 隙 的 窜 流 ， 到 双 作 用 防 气 窜 环 空 与 大 环 空 短 封 固 段 高 危 气 窜 井 的 固 井 。缓 失 重 高 气 阻 起
［ ］牛新明， ２ 张克 坚， 丁士 东， 陈志峰． 川东北地 区高压 防气 窜固井技
术 ［］ 石 油钻 探 技 术 ，０ ８ （ ） Ｊ． ２ ０ 。３ ．
现 代 商 贸 工 业 Ｍ ｏ ｅｎＢ ｓ ｅｓ ｒｄ ｄ ｓ ｙ ｄ ｒ ｕｉ ｓ Ｔ ａｅＩ ｕｔ ｎ ｎ ｒ
２１ ０ ０年 第 ２ Ｏ期
双作用防气窜固井水泥 浆分析
许 洪 文
（ 国 石 油 集 团长 城 钻 探 工 程 有 限公 司 ， 京 １０ ０ ） 中 北 ０ １ ］
非 渗 透 剂 与 胶 乳 是 一 种 主要 的 使 水 泥 浆 体 系 抗 气 侵 阻 力 增 力 更 强 。失 重 补 偿 剂 Ｆ Ａ 一 般 是 和 非 渗 透 剂 或 胶 乳 等 其 他 Ｏ 加 的 防 窜 添 加 剂 。 掺 加 适 量 的 非 渗 透 剂 或 胶 乳 于 水 泥 浆 中 ， 水 泥 水 化 过 程 中 ， 加 的 渗 透 剂 或 胶 乳 ， 聚 集 并 将 在 掺 它
一
些 固井 添 加 剂 共 同 配 水 ， 偿 失 重 主 要 靠 发 气 来 进 行 。 补 由（ ） 可 知 ， 长 裸 眼 小 间 隙 固井 由 于 Ｌ 大 Ｄ 小 ， １式 短 在
水 泥 水 化 产 物 的 表 面 包 裹 ， 成 聚 合 物 薄 膜 覆 盖 的 ｃ ＳＨ 形 ＿－ 水 泥 浆 的 凝 固过 程 中 ， 隙 压 力 会 产 生 较 大 的 变 化 ， 窜 潜 孔 气 凝 胶 。其 微 粒 还 可 以 填 充 到 水 泥 颗 粒 以 及 空 隙 （ 化 形 成 力 较 大 ， 以缓 失 重 高 气 阻 双 作 用 防 气 窜 水 泥 浆 可 以将 水 水 所 的） 从 而 使 水 泥 石 和 塑 性 态 浆 体 的 微 观 结 构 改 善 ， 流 体 泥浆 基 体 的 气 窜 问题 较 好 地 处 理 掉 。通 过 采 用 缓 失 重 高 气 ， 使
１ 气 侵 阻 力 分 析 研 究
气 体 粘度 比水 低 ８ ０到 １ ０ ， ０ 倍 当油 气 井 固井 后 ， 生 环 发
泥浆基体较强 的防气窜 能力 。 大 环 空 固 井 由 于 施 工 时 间 与 泵 组 功 率 的 限 制 ， 难 用 很
而 空 窜 流 最 有 可 能 的 就 是 气 窜 。 气 窜 的 解 决 方 法 与 形 式 主 要 塞 流 或 紊 流 替 浆 ， 且 粘 稠 泥 浆 附 在 井 壁 上 很 难 清 除 。 适 有利 于提 高 强 有 以 下 三 种 ： 面微 间 隙 而 引 起 气 窜 ， 服 这 种 气 窜 可 以 采 量增加一些 晶格 膨 胀剂 于 高气 阻 水泥 浆 中 ， 界 克 挤 避 用 微 膨 胀 水 泥 ； 井 液 窜 槽 与 泥 饼 干 裂 而 引起 气 窜 ， 高 水 度 、 实 胶 结 面 ， 免 微 环 பைடு நூலகம் 间 隙 。 钻 提 泥浆 顶 替 效 率 能 够 克 服 这 种 气 窜 ； 泥浆 失重 而 引起 气 窜 ， 水 预
式 中 的 △ Ｐ表 示 压 力 损 失 ， 位 Ｐ ； ＧＳ表 示 水 泥 浆 在 单 ａＳ
一
定时 间内的 胶凝 强 度 ， 位 Ｐ ； 单 ａ Ｌ表 示 注 水 泥 环 空 的 长 通 过 上 式 可 知 ， 环 空 固井 和 小 间 隙 短 裸 眼 ， 于 Ｉ小 大 由
度 ， 位 Ｉ； 单 Ｔ Ｄ表 示 井 径 和 管 柱 外 径 的 差 ， 位 ｍｍ。 Ｉ 单 Ｄ大 ， 得 水 泥浆 凝 固过 程 中 的 孔 隙 压 力 所 起 的 变 化 较 小 ， 使 所 以 主 要 靠 非 渗 透 水 泥 浆 或 胶 乳 水 泥 浆 的 高 气 阻 来 获 得 水
流 动 阻 力 增 加 ， 终 增 强 防气 窜 能 力 。 最
２ 微 膨 胀高气 阻双 作用 水泥 浆的分析研 究
剂 添 加 剂 Ｃ ７ Ｌ组 成 的 微 膨 胀 高 气 阻 的 水 泥 浆 体 系 被 开 Ｇ１
阻水 泥 浆 体 系 ， 得 固井 质 量 得 到 较 大 提 高 ， 本 能 够 满 足 使 基 实 际 要求 。
．
短 裸 眼小 间 隙 固 井 ， 于 井 深 且 水 泥 浆 量 较 小 ， 造 成 由 易
混 浆 ， 响 强 度 。 因此 ， 量 增 加 一 些 晶 格 膨 胀 剂 于 高 气 阻 影 适 防这 种 气窜 可 以 通过 提 高水 泥浆 基体 防气窜 能 力来 实 现 。 水 泥 浆 中 ， 水 泥 晶 体 的 发 展 空 间 遭 受 限 制 ， 可 以 使 孔 隙 当 就 通 常 水 泥浆 在 初 凝 后 或 在 没 有 丧 失 流 动 性 前 很 难 发 生 更 小 ， 而提 高 强 度 。 进 气侵 ， 是 水 泥 浆 由 塑 性 状 态 转 变 为 固 态 状 态 的 这 一 过 程 但 通 过 采 用 微 膨 胀 高 气 阻 水 泥 浆 体 系 ， 得 固 井 质 量 得 使 中 ， 侵 却 有 可 能 发 生 。 这 个 时 候 水 泥 基 体 的 最 薄 弱 地 方 气 基 就 是 结 构 孔 隙 ， 了 防 止 气 窜 ， 在 水 泥 浆 静 止 以 后 、 柱 到 较 大 提 高 ， 本 能 够 满 足 实 际 要 求 。 为 可 液 压力 降 到 同等 高 度 水 柱 的 压 力 前 ， 加 气 窜 阻 力 和 弥 补 水 ３ 缓 失重高气 阻双作 用水 泥浆 的分析研 究 增 泥 浆 的失 重 压 力 降 。 通 过 大 量 试 验 研 究 ， 要 由 失 重 补 偿 剂 Ｆ Ｊ与 非 渗 透 主 Ｑ 防 止 由 于 水 泥 浆 失 重 而 引 发 气 侵 的 条 件 为 孔 隙 压 力 ＋ 或 胶 乳 添 加 剂 Ｃ １ Ｇ７ Ｌ组 成 的 缓 失 重 高 气 阻 水 泥 浆 体 系 被 孔 隙 流 动 阻力 ＞气 层 压 力 ， 此 可 知 ， 水 泥 浆 塑 态 期 间 的 开 发 出来 。该 体 系 在 保 持 非 渗 透 和 胶 乳 体 系 固 有 的 高 气 阻 由 在
的作 用 。 式 进 行 计 算
△ Ｐ一 ４ ＧＳ・Ｌ Ｄ Ｓ ／ （） １
防气 窜固井水 泥浆 适 用 于长 裸 眼小 环 空 高危 气 窜 井 的 固
泥浆 比微 膨 胀 、 缓 失 重 以 及 高 气 阻 等 单 一 功 能 的 防 气 窜 延
水 泥浆 体 系 的 防 气 窜 能 力 更 强 。
参考 文 献
［ ］赵英泽， １ 罗宇维． 双作 用防 气窜井水泥 浆体 系的研究与 应用［］ Ｊ．
石 油 钻 采 工 艺 ，０ ７ （ ） ２ ０ ，６ ．
水 泥 浆 柱 胶 凝 强 度 所 引 起 的 孔 隙 压 力 损 失 可 按 照 （ ） 井 。 微 膨 胀 高 气 阻 与缓 失 重 高 气 阻 的 双 作 用 防 气 窜 固 井 水 １
力 。 气 侵 阻 力 与 水 泥 水 化 时 间 成 正 比 ， 隙 压 力 与 水 泥 水 孔 化 时间成反 比 。
’
孔 隙 流 动 的孔 隙 压 力 和 气侵 阻 力 之 和 等 于 水 泥 浆 防 气 窜 能 特性 的同时， 还使水 泥浆 的失 重得 到 了显 著 的减少 与延缓 ， 具有 很 好 的双 作 用 防 气 窜 功 能 。 根 据 水 泥 的 凝 固 特 性 ， 其 在 水 化 到 相 同孔 隙 压 力 时 ， 气 阻 水 泥 浆 将 比缓 失 重 高 气 高 通 过 利 用 气 阻 能 力 评 价 仪 来 测 试 水 泥 浆 体 系 ， 现 相 阻 水 泥 浆 的所 需 水 化 时 间 短 。所 以 ， 相 同 孔 隙 压 力 下 ， 发 在 缓 水 防 同水 泥 浆 体 系 ， 气 阻 大 小 和 气 阻 剂 的 加 量 有 着 直 接 关 系 。 失 重 高 气 阻 水 泥 浆 的 气 阻 更 大 ， 泥 孔 隙 更 小 ， 气 窜 的 能 其
摘 要 ： 随着科 学技 术的不断发展 ， 油 固井早 已对 油 气水 窜原理 进行 了大量研 究 ， 石 并掌握 一 些 防止油 气水 窜的有 效 方法 。通 过对双作 用防气窜 固井水泥浆进行仔 细分析与研 究 ， 并提 出一些建议 ， 以供 大家参考 。
关键 词 ： 作 用 ； 双 固井 ； 气 窜 ； 泥 浆 防 水 中图分类号 ： ＴＢ 文献标识码 ： Ａ 文 章 编 号 ：６ ２３ ９ （０ ０ ２—３ ６０ １ ７— １８ ２ １ ） ００ ０— １