固井水泥浆体系
固井水泥浆技术体系探讨
一
大， 能抵 挡 住 气 体 的窜 人 ； 抗 冲击 的韧 性 泥浆 的评 价 好， 冲击 功 要 比平 常 的水 泥 石提 高 百 分之 根 据 国 内一 些 深 层 气 油 井 对 水 泥 浆 ２ ０以 上 。 的性 能 的要 求 ， 在 室 内进行 了非 常多 的配 （ ２ ） 高温防气体窜外加剂的选择 方 的筛选 ＿ Ｔ作 ， 最终 确 定 了适 用 于深 层 气 根 据 国 内 国外 已经 有 的外 加 剂 的性 油井 的水 泥 浆 的最 佳配 方 ， 通 过 大量 的试 能、 使用 状 况 以及 深层 气 井 的钻 井 以及 完 验证 明筛选 的高温防气窜增 加韧性的水 井的特点、 环 空 气 窜 的 特征 ， 经 过 了大 量 泥浆 能有 效 的 防止 环空 气 窜 ， 能 够很 好 的 的 室 内试验 和 大量 的 分析 对 比 ， 考 虑采 用 保 证 气层 的封 闭质 量 。 丁 苯 胶乳 来 作 为 防气 窜 水 泥 浆 的 外 加 剂 ３深气 井 固井 的工艺 技术 是 比较合 适 的。这个 物质 是 由无数 的微 小 双极 注水 泥这 种 技 术 可 以 一 次性 的 的橡 胶粒 子 组成 的 ， 随 着水 泥 水 化 时温 度 长 封 固井 划 分 为 两 段 比较短 的封 固段 固 的 升高 ， 橡 胶 分 子 与水 分 子 、 水 泥 中 的 化 井 作业 ，比较 适用 于深 井 的封 固井 作 业 ， 学 物 质形 成 氢键 、 氧桥 、 以及 和硫 桥 ， 形 成 能 够 有 效 的 减 少 一 次 注水 泥 固井 的施 工 了 网架状 的 结构 ， 聚 集 了 比其 他类 型 水 泥 的难 度 ， 能 减低 环 空 液 柱 的压 力 ， 能够 有 外 加 剂更 高 的能 量 ， 抗 高温 这 个 性能 得 到 效 的减 少 固井 中发生 漏失 的可 能性 。 双极 了提 高 。橡 胶 分 子充 填 于水 泥 颗 粒之 间 ， 注 水 泥 的 方 法 可 以分 为 淹 没 试 的连 续 双 在 合 适 的压 差 作 用 下 汇 聚形 成 了 比较 致 极 注入 一剂 间 隔式 的双极 注水 泥 。 淹 没式 密 的硬橡胶块 ， 阻止 了水泥浆失水 ， 大大 连 续 双 极 注水 泥注 一 级 与 二 级 之 间是 没 降低了水泥石的渗透率 ， 增加了气体进入 有 隔膜 的 ， 这是 为 了避 免 二 级井 眼 钻井 液 水 泥石 时 的阻力 。 丁苯胶 乳 在水 泥水 化 的 的腐 蚀 ， 淹 没式 双 击注 入 水 泥在 固井是 一 时 候 会 产 生 絮状 的凝 结 物 在 水 泥 基 质 当 级水 泥 浆 的量 要尽 量 的少 附加 ， 同时一 定 中汇 聚在一 起 形成 了抑 制渗 透 的胶 乳 膜 ， 要 注入 定量 的缓 凝 前 导水 泥 浆 ， 用 来方 便 能够有效的防止气体侵入水泥浆柱 。 丁苯 打 开 双 极 箍 以后 水 泥 浆 能 够 顺 利 的返 出 胶 乳 水 泥 在 配置 之后 一 直 保 持 着 低 胶 凝 导地 面 ； 在 一级 冲 洗液 中加 入 一 定 量 的稀 的 强度 状态 ， 能够 充分 的传 递水 泥 浆 的液 释 剂 ，能 够 有 效 的 控 制 水 泥 浆 的污 染 程 柱压 力 ， 并 且能 随 着 时间 的 推移 以及 温度 度 ； 同 时还 配套 应用 了 内置 的隔 离 液 以及 的不断升高 ， 充 分 的 形 成 直 角胶 凝 ， 充 分 压胶 塞液 。 弥 补 了 因为 水 泥 浆 失 重 从 而 产 生 的 压 力 结语 的降低， 达到防气窜的目的。 １防 气 窜 的 增 加 韧 性 的 泥 浆 的 失 水 （ ３ ） 增 加韧 性 的材 料 的选 择 量低 ， 稠 化 过 度 的 时 间 比较 短 ， 失 重 的 时 为了能够更好的满足深气油井的 固 候基 质 的渗 透率 是 比较 低 的 ， 内 部 的阻 力 井要求 ， 在 除 了丁苯 胶 乳作 为 防 气窜 的外 较大 ， 防窜 行 能很好 。 加 剂 的情 况 下 ，依 据 超 混 复 合 材 料 的 原 ２水 泥石 的可 塑性 比较 高 、脆性 小 ， 理， 同时还 选用 了 Ｄ Ｚ Ｆ 一 １ 来 作 为增加 韧性 具 有 比较 强 的 的抗 冲击 韧 性 ， 减小 了井 下 的材 料 ， 用 来 减 少 在 射孔 、 压 裂 等 等 工 作 工作 是对 水泥 环 的损 坏 。 ３在 采 用 防气 窜增 加韧 性 的水 泥 浆 是 产 生 的冲 击载 荷 的作 用 下 ， 水 泥石 当中 的原 始 的细 微 裂 缝 的 迅 速 的增 大 与 应 力 以及 配套 的 固井 方案 的技术 ， 能 够保 证 水 的集 中 ， 防止 形成 大 的 裂纹 和 裂缝 从 而造 泥浆 在失 重 的情 况下 对 气 层 的压稳 ， 防 止 成气体的窜槽。 Ｄ Ｚ Ｆ — Ｉ 这种材料是一种用 环空气窜的发生 ， 解决了气井气窜这个难 低弹的矿物纤维作为主体 同时又加入 大 题 ， 具有 十分 宽广 的应用 前景 。 参 考文 献 量的不 同成分的纤维混合物 ， 具有 比较高 的抗拉 性 ， 能够 对 水 泥石 中的缺 陷的 裂痕 ［ １ ］ 钻 井手 册 （ 甲方） 上册【 Ｍ ］ ． 北 京： 石 油 工 １ ９ ９
【CN109761547A】一种适合页岩气水平井大型分段压裂用的固井水泥浆体系【专利】
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910113067.9(22)申请日 2019.02.13(71)申请人 中石化石油工程技术服务有限公司地址 100029 北京市朝阳区惠新东街甲6号第12层申请人 中石化江汉石油工程有限公司 中石化江汉石油工程有限公司页岩气开采技术服务公司(72)发明人 张良万 彭小平 何吉标 刘俊君 屈勇 张家瑞 卞江 (74)专利代理机构 湖北武汉永嘉专利代理有限公司 42102代理人 朱宏伟 胡建平(51)Int.Cl.C04B 28/02(2006.01)C09K 8/493(2006.01)(54)发明名称一种适合页岩气水平井大型分段压裂用的固井水泥浆体系(57)摘要本发明涉及一种适合页岩气水平井大型分段压裂用的固井水泥浆体系，其包括以下重量份计的原料：油井水泥100份，淡水43-46份，弹韧剂2-4份，防窜剂1-2份，降失水剂1-3份，分散剂0.4-0.6份，膨胀剂1-1.5份，缓凝剂0.5-2.0份，消泡剂0.1-0.5份，所述弹韧剂为比表面积≥7m 2/g、体积压缩率≥5％的橡胶纤维或所述橡胶纤维与橡胶颗粒的混合物。
本发明所述固井水泥浆体系的稠化防窜性能、弹韧性等综合性能优异可在水泥环承受分段压裂交变载荷作用下有效实现水泥环与套管的同步变形，保证页岩气水平井在后期储层改造和试气生产作业过程中的井筒密封长期完整性，有效预防套管环空带压现象的出现，为页岩气水平井长期生产和大规模压裂提供有效保证。
权利要求书1页 说明书5页 附图3页CN 109761547 A 2019.05.17C N 109761547A权 利 要 求 书1/1页CN 109761547 A1.一种适合页岩气水平井大型分段压裂用的固井水泥浆体系，包括以下重量份计的原料：油井水泥100份，淡水43-46份，弹韧剂2-4份，防窜剂1-2份，降失水剂1-3份，分散剂0.4-0.6份，膨胀剂1-1.5份，缓凝剂0.5-2.0份，消泡剂0.1-0.5份；所述弹韧剂为比表面积≥7m2/g、体积压缩率≥5%的橡胶纤维或所述橡胶纤维与橡胶颗粒的混合物。
胜利油田河50区块固井水泥浆体系技术
，
定 的 微 膨 胀 性 ． 有 良好 的界 面胶 结 ７２ ＭＰ ４ ｈ ７６ ＭＰ ７ ｈ ８ ０ ＭＰ 具 ２ ａ（ ８ ）． ４ ａ（２ ）． ． ０ ａ 层 压 力系数较 低 ， 属于 易漏 地 层 ； 一一 能 力 ． 有 效 防止 收缩 和 气 窜的 发 生 ， 沙 可 有 （６ ｈ 弹 性模 量 ：７５ Ｐ 。由力学 实验 １８ ） １．Ｇ ａ 沙 二 段 原 始 地 层 压 力 ２ ． ５ ａ 压 力 系 利 于 防止酸 性 气体 对 水 泥 环 柱 及套 管 的 １２ ＭＰ ， 可知 ： 塑性 微 膨胀 水泥 比未 加 塑 性 剂 的 数 １０ 沙 二 稳 原 始 地 层 压 力 ３ ．７ ａ ．ｉ ６ ６ ＭＰ ． 腐蚀 。 水泥 石抗 中击 韧 ｌ 生提高 ２ ％ 以 上 ． 折 ０ 抗 压 力 系数 １２ ． ， 常温 、 ．～ ３ 属 常一 中压 系 ２ 塑 儆 膨 胀 水 泥 浆 体 系 Ｉ ＂ ｌ 强 度 提高 了１ ％ ～１％ ， Ｏ ５ 弹性 模 量 则下降 统 ； 三 段 地 层 压 力 为 ４ ＭＰ 压 力 系 数 沙 ７ ａ 了约 ２ ％ 。 Ｏ （ ）配 方优 选 １ １ ５ 属 常 温 高 压 系 统 。 通 过 大 量 实验 优 选 得 到 配方 ： 潍 胜 （ 水 泥 石 韧 性 实 验 ４） 常规 低 密度 水 泥 在 经 过 ６ 中击 实 次 ＡＰ ６ ０ ＋降失 水￣ Ｓ ４ ．２ ＋缓凝 剂 Ｉ ０ｇ Ｇ Ｊ ＷＪ ５４ ｇ 二 、固 井 难 题 验 后 实验 试 块 出现 明显 的裂 缝 ， 塑性 而 Ｗ １ ４ｇ ２ ＷＪ １ｇ ２ １大位 移 、 半 径 绕 障 定 向井 套 管 ｓ Ｈ ９ ＋减 阻 剂Ｓ Ｚ１ ．７ ＋增 韧 ． 小 说 Ｗ Ｒ ２ ０ ＋膨 胀 ￣ Ｓ Ｐ ４ ．６ ＋ Ｉ Ｗ Ｚ ９５ ｇ 微 膨 胀 水 泥 没 有 明显 裂 缝 出现 ， 明其 Ｊ 居中困难 ， 斜度 井段套 管与上下井 壁大 剂 Ｓ Ｚ １ １７ ｇ 大 抗 韧性 好。 中击 消 泡 ￣ Ｓ Ｐ ｇ 稠化 实验 条 件 ： ０Ｃ、 Ｉ ＷＸ ２ 。 Ｊ １ 。 ０ 面积 接 触 ． 窄边 钻 井 液 很 难 被 水 泥 浆 顶 ７ ０ＭＰ 初始 稠度 １Ｂ ， ａ （ ）膨 胀 实 验 ５ ９ ｃ 稠化 时间１２ ｎ ８ ｍ＿ ， 替走 。 在 相 同 实 验 条 件 下 进 行 了 膨 胀 实 过 度 时 间 ２ ｎ（０ ０ ｃ 。 １ ｍｉ ３ ～１ Ｂ ） ０ ２层 间压 力不 均衡 ， 沙二和 沙三段 油 结 （ ２）塑 性 微 膨 胀 水 泥 浆 体 系 综 合 验 ． 果 表 明塑 性 微 膨 胀 水 泥 浆 在 凝 固 层 压 力系 数 较 高 。 后 体积 略 大于原 浆 水 泥石 塑性 微 膨胀 ３水 泥 浆 在 大 斜 度 井 段 凝 固 时 ， 性 能 ． 形 当增 塑 剂加量 为１ 时 ． ％ 密度 ： ．２ ／ 水 泥 浆体 系在 水泥 浆 的胶 凝 过 程 中能够 １９ ｇ 成 上稀下稠 ， 上侧 的水 泥石 强 度低 渗 透 消 ｃ 流 动 度 ： ２ ｍ ． Ｉ 水 ： ２ ： 产 生体积 膨胀 ， 除了水 泥浆 在侯凝 失重 ｍ。 ２ ｃ ＡＰ失 ５ ｍＬ 游 率高 。 Ｏ ： 值 ０ ８ ６： 值 ０． Ｐ 情 况下产生 的油气 窜。 ７ ４ 固 井 封 固 段 长 ． 部 地 层 压 实 作 离 液 ： ｍＬ ｎ ： ４ Ｋ ： １２ ａ・ 上 Ｐ系 ０ ９ 。当增 塑 剂加 量 为３ ｏ Ｊ ￣ 用 差 、 力低 ． 井 施 工 过 程 中极 易 发 生 Ｓ Ｓ Ｎ 数 ： ．７ 压 固 四 应 用 效 果 时 ． 度 ： １／ ｍ。 流 动 度 ： ２５ ｍ 密 １９ ｇ ｃ ； ２ ．ｃ 漏 失 河５ ０区块 ３ 口新井 已 全 部 投 产 ． ４ 投 ＡＰ失 水 ： ６ Ｉ 游 离 液 ： ｍ Ｌ ｎ ： ｌ ３ ｍ ； ０ ；值
河68区块固井水泥浆体系的研究与应用
种 复合 型 水 泥 体 系 。 体 系 中以 漂 珠 该
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
失 使水 泥浆 安全 返 到地 面 ， 到保 护套 为 密度减 轻 的主 料， 达 微硅 为辅 料 ， 珠 颗 漂
ｇ ｃ 左 颗 管 的 目的 。 层 段 采 用塑 性 微 膨 胀 水泥 粒 密 度 只有 ０ ７ ／ ｍ。 右 ， 粒 直 径 大 油 平 ５ ５ ｍｍ） 在 水泥 浆 中会 ． 主要集 中在 以 浆体 系 防 止 水 泥 浆 在候 凝 过 程 中 由于 （ 均粒 径 １０￣２ ０
沫 水 泥 浆 固井 有利 于解 决 低 压 易漏 井和
长 封 固段井 的固井难 题 。 ２． 珠 ＋微 硅 类 低 密 度 水 泥 体 系 漂 漂珠 低 密度 水 泥 、 硅 低 密度 水 泥 微
和 漂 珠 微 硅 复 合 低 密 度 水 泥 是 发 展 较
早 、目前 使 用 较 广 的 ３ 低 密 度 水 泥 体 种 系。 中， 珠低 密 度水 泥 的密度 减 轻材 其 漂 料 为 漂 珠 主 要 成 分 是 二 氧化 硅 和 三 氧
化铝， 含量 约为８ ％ ～９ ％ ． 度为０ ６ ５ Ｏ 密 ～
顶 替 走 ． 响 封 固 质 量 。 层 间 压 力 不 均 ０ ７ ／ ｍ。 该体 系的 优 点是 需 水少 、 影 ② ．ｇ ｃ 。 可调 凹 陷 中央 隆 起 衡 ． 沙二段 油层压 力系数较 高 ． 用长封 密度 范 围大 、 影响 稠化 时间 、 常用水 采 不 与 采 油 厂 ２ １ 年 固段 固 井容 易造 成 油气 窜 流 。 水 泥 浆 泥 和 水泥 外加 剂 的 相 容 性 好 水 泥 石 的 ０ ０ ③ 映 主 力 油 层 分 在 大斜 度 井段 凝 固时 ， 由于重 力作用 ， 强度 高、 透率低 。 形 渗 不足 适 用井深 有限 。
固井环空气窜机理和防窜水泥浆体系及其措施
2、侵权救济
除了合同救济外，消费者还可以通过侵权救济来维护自己的合法权益。如果 销售商没有履行商品售后服务义务，给消费者造成了损失，消费者可以依据侵权 责任法的规定，要求销售商承担侵权责任。
三、商品售后服务全国联保窜货 免责的法律风险
虽然商品售后服务全国联保窜货免责在一定程度上能够保护消费者的合法权 益，但是也存在一定的法律风险。如果销售商没有履行商品售后服务义务，给消 费者造成了损失，消费者可以依据相关法律法规维护自己的合法权益。此外，如 果销售商没有履行商品售后服务义务，也可能会影响到企业的声誉和形象。
2、提高注水泥浆技能：采用合适的注水泥浆设备和工艺，如使用高效的水 泥浆搅拌器和稳定的注水泥浆泵，以保证水泥浆的均匀性和稳定性。
3、加强现场监控：通过实时监测注水泥浆过程和压力变化情况，及时发现 和解决潜在的气窜风险。
4、做好地层准备工作：在注水泥浆前，对地层进行充分的清洗和压实，减 少地层破裂的可能性。
4、低放热水泥浆体系：通过降低水泥浆反应热，减少因温差引起的压力波 动，从而降低气窜发生的概率。
三、防窜措施及建议
为了有效防止固井环空气窜的发生，除了选择合适的水泥浆体系外，还需要 采取以下措施：
1、优化工程参数：根据地层特性和施工条件，合理设置注水泥浆的压力、 排量和时间等参数，确保水泥浆能够充分填满井眼。
参考内容
一、引言
深井固井技术是石油工业中的一项重要技术，其目的是在钻井完成后，通过 一系列的工程措施，使井眼稳定，保证后续的油气开发和生产。然而，在深井固 井过程中，气窜是一个常见的问题，它会对固井质量产生不良影响，进而影响油 气的生产和开发。因此，研究深井固井气窜机理及其应用技术，对于提高固井质 量，保证油气开发的安全和效率具有重要的意义。
长庆固井简介.pptx
•
到 施
目前为 工任务
至。三，根.工据水程水平技平井术井研固固究井井院难水共点泥完，成研浆气究体井 开系水发：平了井适合10水多平口井的固固井井的设水计泥及浆现体场
系，其具有低失水，（失水量小于50ml）零自由水，水泥浆稳定性好，
稠化时间可调等特点。现场施工顺利，固井合格率100%。
• 4.低密高强水泥浆固井水泥浆体系 • 采用紧密堆积理论和颗粒分布技术进一步提高低密度水泥的强度,不同密度低密
高强水泥浆强度和普通低密度水泥浆强度对比 .
第7页/共20页
• 在陕242井欠平衡钻井后，为了检验上部砂岩地层的含气量情况，采用低密高强水泥浆封固生产层（完井方 式为挂尾管固井完井），也取得了良好的效果。水泥浆性能如下：
• 水泥浆性能指标: 密度：1.90g/cm3—2.60g/cm3； 水泥石抗压强度：盐膏层≥10MPa/48h/110℃； 高压气层
≥18MPa/24/140℃ 稠化时间：满足固井安全施工要求 失水量：≤100ml/7MPa/30min/140℃。
• 隔离液主要指标：密度：1.05g/cm3—2.45g/cm3；抗温性：0℃-150℃。
• 密 度：1.30g/cm3 • 稠化时间：188min(70℃/35Mpa) • 抗压强度：16.6Mpa/24h; 19.2Mpa/48h（70℃） • API失水量：41ml(70℃/6.9Mpa)
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• 该体系二在．长庆防气气田使窜用水4年泥来，浆固体井2系00口井以上，形成了在现场固井施
第5页/共20页
• 3．泡沫低密度水泥浆
•
长庆用泡沫水泥浆是在水泥中加化学发泡剂及稳泡剂,生成氮气后形成稳定的微小气泡。密度可降至
不同固井水泥浆体系防气窜能力研究
河南科技Henan Science and Technology矿业与水利工程总第872期第1期2024年1月收稿日期：2023-06-12作者简介：于培刚（1977—），男，本科，工程师，研究方向：固井防窜水泥浆体系的研发与应用。
不同固井水泥浆体系防气窜能力研究于培刚 侯海欧（中海油田服务股份有限公司油田化学事业部，天津 300459）摘 要：【目的】为了研究常用的几种水泥浆体系防气窜性能，并建立科学的评价方法，同时指导施工现场进行水泥浆体系配方的调整。
【方法】在对固井水泥浆发生气窜机理研究的基础上，采用自制的水泥浆防气窜评价设备，建立水泥浆防气窜能力评价方法，测试并研究不同水泥浆体系的防气窜性能。
【结果】结果表明，高水灰比不利于水泥浆防窜，防窜材料能够明显提升水泥浆防窜能力。
【结论】研究得出，后期水泥浆防窜能力研究应聚焦在高压下模拟水泥浆气窜效果及弹性颗粒材料等方面。
关键词：固井水泥浆；防气窜能力；评价方法；压力组合中图分类号：TE256 文献标志码：A 文章编号：1003-5168（2024）01-0033-06DOI ：10.19968/ki.hnkj.1003-5168.2024.01.007Study on the Gas Channeling Prevention Ability of Different CementingSlurry SystemsYU Peigang HOU Haiou（Oilfield Chemical Business Department of China Oilfield Services Co., Ltd., Tianjin 300459,China ）Abstract: [Purposes ] This paper aims to clarify the anti-gas channeling performance of several com⁃monly used cement slurry systems, establish scientific evaluation methods, and guide the adjustment of cement slurry system formulations on construction sites. [Methods ] On the basis of studying the mecha⁃nism of gas channeling in cementing cement slurry, the author used a self-made evaluation equipment for gas channeling prevention of cement slurry, established an evaluation method for the gas channeling prevention ability of cement slurry, and tested and clarified the gas channeling prevention performance of different cement slurry systems.[Findings ] The results show that high water-cement ratio is not condu⁃cive to channeling prevention of cement slurry, but channeling prevention materials can significantly im⁃prove the channeling prevention ability of cement slurry. [Conclusions ] The research concludes that theanti channeling effect of cement slurry in the later stage should be focused on simulating the gas channel⁃ing effect of cement slurry under high pressure and studying elastic particle materials.Keywords:cementing slurry; anti-gas channeling ability; evaluation method; pressure combination0 引言油气井固井施工结束后，由于环空静液柱压力与地层间的压力平衡会随着水泥浆的水化过程产生变化，导致地层中的流体进入环空，这种现象称为流体窜流。
高密度胶乳水泥浆体系在深井固井中的研究与应用
西部探 矿 工程
２ １ 年第 １ ０１ ０期
高 密度 胶 乳 水 泥 浆体 系在 深 井 固井 中 的研 究 与应 用
张 永 海 ， 田群 山 ， 杜 江 ， 宗璋 ，祁 文 明 ， 永 星 赵 马
（ 部钻探 国际钻 井公 司 ， 西 新疆 乌鲁木 齐 ８ ０ ０ ） ３ ０ ０
摘 要： 随着勘探开发事业的不断发展 ， 呈现钻 井井深越来越深、 地层压力越来越 高的现象， 因此 完井 时存在 泥浆 密度 高 、 化度 高、 矿 井底 温度 高 、 地层 安 全压 力 窗 口小等客观 条件 ， 井 固井对水 泥浆体 系 深 提 出 了更 高的要 求 。根据 高密度水 泥浆体 系的要 求 ， 国际钻 井 固井公 司对胶 乳体 系进 行调研 分析后 ，
＊ 收稿 日期 ：００ １—３ ２ １—２１ 第 一作者简介： 张永 海（ ９ ２）男 （ １ ６一 ， 汉族） 青海西宁人 ， ， 高级工程师 ， 现从事 钻井工程 管理工作 。
２ １ 年第 １ 期 ０１ Ｏ
西部探矿工程
７ ９
化产物连接在一起 ， 形成一种聚合物和水化产物互相渗 透、 复合的网状结构 ， 最终形成聚合物薄膜覆盖的凝胶。 由于胶 乳 在水 泥微 缝 隙 间形 成桥 接 并 抑 制 了缝 隙 的发 展从 而增 强 了水 泥 石 的弹 性 ， 高 了抗 冲击 性 能 ； 泥 提 水 石抗渗透率降低， 提高了抗底水腐蚀 的能力。胶乳水泥 浆中具有较多的表面活性剂 ， 降低 了界面张力 ， 提高界 面问的亲和力 ， 使界面胶结强度增加， 胶乳的胶束颗粒 填充在水泥颗粒之间 ， 胶乳水泥浆体 系具有较好 的塑 性 ， 以防止水泥水化时的体积收缩， 可 提供 良好 的界面 胶结 。室 内实验 中把 纯 水 泥 和胶 乳 水 泥 分别 在 不 同 的 温度下 养护 ２ｈ 然后 在万 能伺 服实验 机 上 同时测 定 抗 ４， 压强度及 弹性 模 量 ， 验 温度 ５ ℃ ～ ７ ℃ ， 乳 在 实 ０ Ｏ 胶 水 泥 中 的 掺 量 为 １ （ ０ 占水 泥 重 ） 结 果 如 表 ｌ所 ，
水平井固井水泥浆体系
表１
浆 体 系 ， 层 段尾 浆 采 用 较短 时 间 的 常规微 膨 水泥 油 浆 体系 ， 终 保持 上部 液柱 对下 部传递 压力 ， 始 实现侯
系， 增加了水泥浆顶替效率的难度 ； ②泥浆在大斜度 及 水平 井段 中凝 固时 ， 由于 重力 作用 ， 在井 眼上 侧 易 形 成游 离液 通道 ， 起油 、 、 窜 问题 ； 引 气 水 ⑧套 管 能否 顺利下入水平井段 ， 不仅关系到大斜度及水平井井 身质量、 井身轨迹 。而且关系到管柱强度设计 、 管串 结 构等 ； ④套 管在 自重 作用 下 ， 靠近 井 壁下侧 形成 易
序井 号号
詈
ｉ 抗度 怒
４ ３ 注水止发生 溢流
现象 ， 免 固井风 险 。 避
［ 考 文献］ 参 ［ ］ 邹 野 ， 俊 才 ， 薄 层 阶梯 水 平 井 钻 井技 术 １ 何 等． ［ ］ 中国石 油天 然气 集 团公 司水平 井技 术 交 Ｚ． 流 会论 文集 ， 油工 业 出版 社 ，０ ５ ６ ～７ ． 石 ２ ０ ：３ ３ ［ ］ 刘宏 梁 ， 月魁 ， 大港 油 田水 平 井固井技 术 。 ２ 齐 等． 研 究与 应用 Ｅ ２ 中 国石 油天 然 气集 团公 司水 ｚ．
２ １ 年第 １ 期 ０１ ７
内 蒙古 石 油化 工
９ １
水平井 固井水泥浆体 系
李金伟
（ 庆 钻 探 钻井 技术 服 务 二 公 司 ， 龙 江 大 庆 大 黑 １８ ０ ） ３ ０ ０
摘 要： 水平 井技 术 已成 为 油 田增 加产 量 ， 高采 收 率的一 项重要 手 段 ， 新 油 田、 油 田调整挖 潜 提 在 老 上 ， 泛 应 用并取 得 了显著 的效果 。为确 保 水平 井 固井质 量 ， 广 开展 了从 井眼 准备 、 井水 泥浆 体 系等研 固 究， 形成 一 套较成 熟的 固井完 井技术 ， 有力地 保证 了水 平 井 固井质 量 。
吉林油田浅层气井固井防窜水泥浆体系
吉林油田浅层气井固井防窜水泥浆体系吉林油田位于我国东北地区，是我国重要的油气资源开采基地之一。
在油田勘探中，浅层气井的固井防窜技术一直是一个重要的技术难点和研究热点。
本篇论文将围绕吉林油田浅层气井固井防窜水泥浆体系进行探讨，并提出相应的解决方案。
一、背景介绍浅层气井是指井深在1000米以下的石油开发井，主要开采天然气资源。
固井是井筒口到地表的一道障碍，主要防止油、气、水井中间的相互串混。
而固井防窜指固井过程中避免水泥浆体系渗透到油、气层内，损害油、气资源开采。
水泥浆体系是固井防窜中的核心技术。
二、固井防窜水泥浆体系的关键参数1.水泥浆配方：水泥浆的配合比很重要，过多或过少的水会使水泥浆的固化时间变化或变差。
在计算水泥浆的配方时，还需要考虑油、气井的井深、井壁类型、水泥密度等因素。
2.壳聚糖：壳聚糖是可水解的天然高分子有机物，具有降凝、增稠等特点，可以提高水泥浆体系的黏度和稳定性，从而减少水泥浆渗透到岩石的可能性。
3.瞬变时间：这是衡量水泥浆固化反应速度的指标。
在固井防窜中，瞬变时间应该大于井筒内压力的持续时间，以防水泥渗透井壁。
4.抗清水强度和变价：这两个参数需要在水泥浆固化后进行测试。
抗清水强度是指水泥浆在清水中受到的颤动、冲洗和摩擦等影响而发生裂缝的能力。
变价是指水泥浆在固化后发生变形的程度。
三、固井防窜水泥浆体系的优化措施1.调整水泥浆配方：在实际工作中，可以根据不同井墙类型和井深，调整水泥浆的配方，优化水泥浆的黏度和稳定性。
2.添加壳聚糖：在水泥浆体系中添加一定量的壳聚糖，可以降低水泥浆的渗透性，提高水泥浆的黏度和稳定性，从而增加固化时间。
3.采用新型水泥浆体系：目前，有一些新型水泥浆体系采用了有机胶凝剂或聚合物添加剂，不但可以降低水泥浆渗透性，还可以提高水泥浆的强度和稳定性，是固井防窜中的一种新兴技术。
四、结论固井防窜是保障油、气资源开采的关键技术之一。
针对吉林油田浅层气井固井防窜水泥浆体系的技术难点，我们可以通过优化水泥浆配方、添加壳聚糖和采用新型水泥浆体系等措施来改善固井防窜效果。
8.3.1 水泥浆化学(水泥浆固化以及水泥浆体系)
8.3.1之水泥浆化学8 石油化学品与油田化学品1、固井由套管向井壁与套管的环空注入水泥浆并让它上返至一定高度，水泥浆随后变成水泥石将井壁与套管固结起来。
水泥浆（1）表层套管封隔地表浅水层及浅部疏松和复杂地层；安装井口、悬挂和支撑后续各层套管。
（2）生产套管（油层套管）用以保护生产层，提供油气生产通道。
（3）中间套管（技术套管）用来封隔不同地层压力层系或易漏、易塌、易卡等井下复杂地层。
2、套管类型及其作用一、水泥浆功能与组成（1）固井和保护套管（2）保护高压油气层（3）封隔严重漏失层和其他复杂层1、水泥浆的功能（2）水泥水泥是由石灰石、粘土在1450~1650℃下煅烧、冷却、磨细而成，它主要含下列硅酸盐和铝酸盐：（1）水配水泥浆的水可以是淡水、盐水或海水。
水泥浆由水、水泥、外加剂和外掺料组成。
（1）硅酸三钙3CaO·SiO2（简称C3S）水泥的主要成份，水化速率和强度增加率高，早期强度和最后强度都高。
（2）硅酸二钙2CaO·SiO2（简称C2S）含量一般在24％～30％之间；水化反应缓慢，强度增长慢；但最终强度高。
（3）铝酸三钙3CaO·Al2含量少，水化速率高，强度增加速率低，最后强度低。
O3·Fe2O3（简称C4AF）（4）铁铝酸四钙4CaO·Al2含量少，水化速率高，强度增加速率低，最后强度低。
除了以上主要成份外，还有石膏、碱金属的氧化物等。
影响都较小。
2、水泥浆的组成2、水泥浆的组成油井水泥分类按API（American Petroleum Institute）标准分类:A、B、C、D、E、、F、G、H、J九个级别。
按我国石油行业（SY）标准分类，油井水泥根据适应的地层温度分成45℃、75℃、95℃、和120℃四个级别。
3、水泥浆的外加剂与外掺料按用途，可将水泥浆外加剂与外掺料合在一起分成七类，即：◆水泥浆促凝剂◆水泥浆缓凝剂◆水泥浆减阻剂◆水泥浆膨胀剂◆水泥浆降滤失剂◆水泥浆密度调整外掺料◆水泥浆防漏外掺料(1)水泥浆稠化水与水泥混合后水泥浆逐渐变稠,水泥浆这种逐渐变稠的现象称为水泥浆稠化。
高温大温差固井水泥浆体系研究
高温大温差固井水泥浆体系研究随着能源的迅速发展和人类对于油气资源利用的日益增多，石油勘探开采也就越来越重要。
而固井作为石油开采中的一个重要环节，其质量直接关系到油井的生产和安全。
因此，固井工艺及水泥浆体系的研究成为了石油勘探开采中的热门话题。
在当今的石油开采中，高温和大温差是常见的工作环境。
而提高固井水泥浆体系在高温和大温差条件下的稳定性和耐久性是当前研究的重点。
高温和大温差环境对水泥浆体系的稳定性和性能产生了很大的影响，如水泥浆体系的喷泵性能、硬化时间、极限承载力、抗裂性等方面都会受到影响。
针对这个问题，本研究在前人的研究基础上，采用多种实验方法对高温大温差条件下的固井水泥浆体系进行了研究。
本研究首先确定了水泥浆体系的化学成分、体积密度、黏度等基本物理性质，并观察了其在高温大温差条件下的表现。
研究发现，在高温大温差条件下，水泥浆体系的黏度和强度都会受到影响，即黏度增大，强度下降。
其次，本研究探究了高温大温差环境下不同添加剂对水泥浆体系稳定性和耐久性的影响。
通过实验发现，高温大温差环境下，添加适量的聚合物分散剂和增强剂可以改善水泥浆体系的性能，增加其抗裂性、强度和耐久性等方面的性能指标。
而添加过多或不够的聚合物分散剂和增强剂则会导致水泥浆体系的性能下降。
最后，本研究通过比较不同固井水泥浆体系的性能指标，得出了在高温大温差环境下，添加适量聚合物分散剂和增强剂的水泥浆体系性能最佳。
该水泥浆体系具有优良的喷泵性能、短固化时间、高极限承载力和良好的抗裂性等优点，可以适用于逆向钻井、注水等工作环境下。
综上所述，本研究对于高温大温差固井水泥浆体系的研究做出了一些探索，通过添加适量的聚合物分散剂和增强剂，可以改善水泥浆体系的性能，提高其稳定性和耐久性，从而保障石油勘探开采的安全和高效。
固井工艺及其水泥浆体系的研究是石油开采中的关键部分，其质量直接影响到油井生产和安全，因此具有重要的实用价值。
高温大温差条件中的固井过程难以控制，需要关注温度、气压、地质结构等多种因素，因此固井用水泥浆体系的研究对于石油工业的发展很重要。
固井水泥浆施工设计
固井水泥浆施工设计摘要：结合某定向井钻井固井基本资料，分析了固井难点，提出了重点固井技术措施，重点对水泥浆技术进行了设计，以为本井固井施工提供依据。
关键词：固井工程；水泥浆；设计某定向井位于济阳坳陷沾化凹陷孤北潜山带中部，四开设计井深：5008m，四开完钻井深：4953m，四开完钻层位：奎山段。
造斜点：3095.23m；最大井斜：42.6，井深：4825.83m；垂深：4534.65m；井底井斜：41.3°，井底垂深：4630.33m，水平位移：1026.28m。
轨迹类型：直（0m-3095.23m）-增（3095.23m-3472.31m）-稳（3472.31m-4953m）。
1固井难点分析该井钻过石炭系并钻入奥陶系八陡组，固井过程中存在井漏风险。
油气层段长（预计4486-4953m），对水泥浆体系及候凝期间的压稳要求高。
固井施工压力窗口窄，施工排量受限，既要考虑压稳又要考虑防漏。
环空间隙小，低密度水泥浆，水泥环薄，对水泥石强度和韧性有较高要求。
悬挂器位置过流面积较小，环空不易循环干净，易引发憋泵或者憋漏地层等复杂情况。
该井水泥浆为低密高强水泥浆体系。
复合钻具，胶塞通过性要求较高，胶塞到底碰压风险较高。
2重点固井技术措施2.1压稳技术措施循环时钻井液进出口密度差小于0.02g/cm³，油气上窜速度小于10m/h，方可进行下套管及固井施工作业。
做好压稳计算，确保固井全过程及侯凝期间地层压稳；候凝期间，根据水泥浆稠化和胶凝时间，环空适当加压保证压稳。
拔出中心管循环出附加水泥浆后，大排量循环钻井液6小时以上，关井观察井口，保证在尾浆失重情况下的压稳。
2.2防漏技术措施严格控制套管下放速度，避免激动压力压漏地层，每根套管纯下放时间不少于30s，送入钻具每柱不少于90s，及时灌浆并观察返浆情况。
套管到位先循环两周以上,井眼循环干净且泵压稳定后再坐挂。
调整好前置液和水泥浆流变性能，降低流动阻力，降低固井漏失风险。
固井水泥浆配方
固井水泥浆配方固井水泥浆是一种常用于油井固井工程中的材料，其作用是在油井钻井完毕后，填充钻井孔隙，加固井壁，确保井壁的完整性和稳定性。
固井水泥浆的配方对于固井工程的成功至关重要。
本文将从固井水泥浆的组成、配方原则和常用配方三个方面进行阐述。
一、固井水泥浆的组成固井水泥浆通常由水泥、混凝土添加剂和水组成。
水泥是固井水泥浆的主要成分，常用的水泥有硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、高铝酸盐水泥等。
混凝土添加剂主要包括减水剂、增稠剂、增强剂等，用于改变固井水泥浆的流动性、粘度和强度。
二、固井水泥浆的配方原则1.适应地层条件：根据油井的地层条件，选择合适的水泥种类和添加剂。
例如，在高温井中，应选用耐高温水泥；在酸性井中，应选用耐酸水泥。
2.保证井壁完整性：固井水泥浆应具有良好的流动性和可泵性，以确保在注入过程中能够充分填充钻井孔隙，并与井壁形成紧密的结合。
3.提高固井质量：固井水泥浆应具有足够的强度和稳定性，能够抵抗井压、井温和井液等外部环境的影响，确保井壁的长期稳定。
三、常用固井水泥浆配方1.基础配方：硅酸盐水泥、水和适量的混凝土添加剂。
这种配方适用于一般地层条件，具有良好的流动性和可泵性。
2.耐高温配方：高铝酸盐水泥、水和耐高温混凝土添加剂。
这种配方适用于高温油井，能够保持固井水泥浆的强度和稳定性。
3.耐酸配方：硫铝酸盐水泥、水和耐酸混凝土添加剂。
这种配方适用于酸性油井，能够抵抗酸性环境的侵蚀，保持固井水泥浆的完整性。
四、总结固井水泥浆配方是油井固井工程中的关键环节，正确的配方能够保证固井工程的顺利进行和井壁的长期稳定。
在配方过程中，需要根据地层条件、井温、井压等因素选择合适的水泥种类和添加剂，并确保固井水泥浆具有良好的流动性、可泵性、强度和稳定性。
只有在配方合理的情况下，固井工程才能达到预期的效果。
通过以上的介绍，我们可以看出固井水泥浆的配方是一个复杂而关键的过程。
在实际的固井工程中，需要根据具体情况进行调整和优化。
水泥浆体系介绍
高分子聚合物
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4.聚合物体系 配方性能
典型水泥浆配方
excellen t
100%“G”水泥+海水+5%AMPS降失水剂+0.5%CH211L+0.3%PC-X60L 性能
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流动性良好、可调
3.聚乙烯醇体系 特 点
水泥浆体系适用于室温到110℃井况 API失水量可控制在50ml以内 有一定的抗盐能力，能用海水配浆 稠化时间可调，抗压强度高，沉降稳定性好
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3.聚乙烯醇体系
通过与特殊的调凝剂搭配，可使
过渡时间小于10min。
Temperature ( 癈)
水平井、大斜度井固井。
8
2.低密高强体系
配方性能
典型配方
100g“G”水泥+80g海水+6gPC-G71L+25g漂珠 +26g增强剂+1gPC-F41L +1gPC-H21L+0.3gPC-X60L
性能
密度 (g/cm3) 1.50 温度 (℃) 60 稠化时间 （min） 155 流变仪读数 θ600/θ300/θ200/θ100/θ6/θ
聚合物降失水剂是以AMPS（2－丙烯酰胺基－2－甲基丙
烷磺酸）为主要单体的二元或多元共聚物材料。
加入具有特殊功能的外加剂可以配成具有相应功能的水
泥浆体系，以适应不同井况的固井需求。
25
4.聚合物体系 组 成
油井水泥：G级 降失水剂：PC-G80L、PC-G83L、PC-G84L等，加量3-7%（BWOC） 分散剂：PC-F41L、PC-F44L，加量0.3-2.5% 消泡剂：PC-X60L、PC-X61L，加量0.2-0.5% 配浆水：淡水或海水 根据对水泥浆性能的要求，可向水泥浆中加入可选材料： 缓凝剂：PC-H21L、PC-H32L、PC-H34L等 促凝剂：PC-A90L、PC-A93L 膨胀剂：PC-B10、PC-B40、PC-B60等 防气窜剂：PC-GS1、PC-GS2 外掺料：PC-P61、PC-C81L、PC-C82L等
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固井水泥浆体系
常规固井水泥浆体系中温
超高温
高温高抗盐固井水泥浆体系
中高温高抗盐高温高抗
盐
固井水泥浆体系
系
•中温固井水泥浆体系适用温度范围≤120℃
•高温固井水泥浆体系抗高温性能优秀，适用温度范围≤160℃
•超高温固井水泥浆体系抗高温性能突出，是目前少有的可抗温度至200℃左右的水泥浆体系，适用温
度范围＜200℃
高水泥浆固井
•既可用于常规密度一般条件下固井，也可用于低密度、高密度等特殊条件下复杂井的固井
•具有优良水泥浆体系性能的可广泛使用的水泥浆体系•具有配伍性好、浆体各性能稳定、各种性能都很容易调节的优点，能够真正做到“低失水、低析水、高强度、浆体稳定、流变性能和稠化时间好调节”
•解决了固井工程中常需要提高顶替效率、需要防止油气水窜、需要低密度或高密度固井、需要适当的触变
性等问题
20LM、减阻剂WD-30LM组成。
•高温体系由降失水剂WD-10LH 、缓凝剂WD-20LH、减阻剂WD-30LH组成。
•超高温体系由降失水剂WD-10LSH 、缓凝剂WD-
20LSH、减阻剂WD-30LSH组成。
的各种需求。
•另外还有消泡剂WD-60L、隔离剂WD-100S、
冲洗剂WD-110S等辅助固井制剂。
•中高温高抗盐体系适用温度范围≤130℃
•高温高抗盐体系抗高温性能突出，是目前少有的可抗温度至200℃左右的抗盐水泥浆体系，适
用温度范围＜200℃
•既可用于常规密度一般条件下固井，也可用于低密度、高密度等特殊条件下复杂井的固井•解决深井和超深井及盐膏层固井对水泥浆提出的非常规要求
•适应现代固井技术发展的一种全能型水泥浆外
加剂体系
•中高温高抗盐体系由降失水剂WD-11LM 、缓凝剂WD-21LM、减阻剂WD-31LM组成。
•高温高抗盐体系由降失水剂WD-11LH 、缓凝
剂WD-21LH、减阻剂WD-31LH组成。
高抗盐固井水泥浆体系组成
•防气窜剂WD-50S、浆体稳定剂WD-70S、早强剂WD-80S、增塑剂WD-90S等辅助性能调节剂，也同样适用于该体系，能满足现场固井对水泥浆提出的各种要求。
•消泡剂WD-60L、隔离剂WD-100S、冲洗剂WD-110S等辅助固井制剂，能全面提供固井水泥浆服务。
•WD-11系列降失水剂
GT-11系列抗高温耐盐聚合物降失水剂通过对水泥颗
粒和水分子吸附水化作用，在水泥颗粒周围形成强化水
化膜，促进水泥浆的稳定和护胶作用，从而有利于致密
泥饼的形成，达到抗高温耐盐降滤失之目的，高温和高
含盐条件下都能良好应用。
缓凝剂中的超强吸附基团强力吸附在水泥颗粒的表面，形成致密的保护层防止水分子自由进出水泥颗粒表面层，
降低了水化速度；同时缓凝剂分子对水泥水化后产生的
Ca2+有很强的螯合能力，阻碍了水化产物微核的生长，亦
达到了抑制水化的目的；从而具有高效缓凝作用。
通过调节水泥颗粒表面电荷，有效地分散水泥颗粒的胶结结构，改善水泥浆的流变性，以实现低压紊流地泵注水泥浆，提高顶替效率
和固井质量。
（三）高抗盐固井水泥浆体系主要技术指标
40~200℃
1
抗温适应范围宽
2
抗盐能力强
半饱和、饱和盐水
3
API 失水
< 50ml
微量或零
4
游离液小
5
水泥石抗压强度
>14MPa （24h ）,温差达60℃的顶部强度依然较高
7
浆体稳定性较好
浆体流变性好，在温度至180℃时浆体依然稳定
没有沉降
流变性能和稠化时间
流变性能和稠化时间好调节；缓凝剂加量线性关系较好；曲线直角稠化性好
6
8
适用范围较宽
可在淡水和盐水水泥浆中广泛使用
常规密度固井、加漂珠低
密度固井、深井、气井的防油气
水窜的高密度固井
9
密度调节范围广
10
配伍性好、可调性强
适用于各种水泥
谢谢。