7-西南石油大学-长封固大温差低密度水泥浆.pptVIP

长封固段大温差低密度水泥浆体系研究 一、前言 二、水泥浆体系设计难点和技术思路 三、室内实验 四、结束语 一、前言 二、水泥浆体系设计难点和技术思路 三、室内实验 四、结束语 一、前言 二、水泥浆体系设计难点和技术思路 三、室内实验 四、结束语 水泥浆综合性能(体系一） 125℃条件下水泥浆稠化和强度性能（体系一）： 水泥浆综合性能(体系二） 125℃条件下水泥浆稠化和强度性能（体系二）： 一、前言 二、水泥浆体系设计难点和技术思路 三、室内实验 四、结束语 *十五863子课题验收汇报 * 十五863子课题验收汇报 * 中油股份塔里木油田分公司塔中一体化项目经理部 西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室固井研究室 2010年10月 汇报人：付红琼 汇报提纲 1.前言 关于大温差： 大温差目前尚无统一的概念界定，一般认为井底循环温度与水泥顶面处静止温度的差值高于40℃时，即可认为是大温差。 按循环温度分为低温下的大温差和高温下的大温差两种。一般认为井底循环温度低于110℃的大温差属于低温大温差，井底循环温度高于110℃的大温差属于高温大温差。 大温差的存在可能会导致固井水泥浆柱顶部强度发展缓慢。特别是高温下的大温差，当温差值大于50℃时，可能会引起顶部水泥长时间没有强度，即超缓凝现象。 在深井、超深井钻井过程中，为了节约固井成本，缩短建井周期，简化井身结构，在气井和高含硫井中应用双级固井技术又存在一定的危险性和局限性，要求一次性全井封固，水泥浆返至地面。这就形成了超长封固井段，水泥浆柱顶底面温差大。 材料学角度： 1.前言 现有大多高温缓凝剂对温度敏感，不能同时满足水泥浆高温下稠化时间长，低温下水泥石强度发展快。 大温差产生的工程背景： 1.前言 为什么要开发大温差低密度水泥浆体系? 工程背景 大温差 低密度 节约固井成本 简化井身结构 使得封固段长 封固段长，常 规密度易压漏 薄弱地层 材料背景 超缓凝 减轻剂 高温缓凝剂在 低温下缓凝效 应难以消除 密度差异大， 沉降稳定性差， 综合性能难调节 大温差低密度水泥浆体系研究 汇报提纲 3.水泥浆体系设计难点和技术思路 长封固段大温差体系设计难点: 封固段长，薄弱地层井段漏失，势必采用低密度水泥浆固井。大温差与低密度同时存在，水泥浆综合性能调节难度大。 为了保证安全泵送，稠化时间设计要求缓凝剂抗高温且加量大，而低温下缓凝效果难以消除导致水泥石强度发展缓慢甚至超缓凝。 井底静止温度高，对外加剂抗温性能要求高，现有高温缓凝剂对温度敏感，现场作业难以精确控制。 水泥浆应满足的要求 低失水零析水，沉降稳定性好；稠化时间可调，抗压强度高； 配浆容易，静胶凝强度发展快！ 3.水泥浆体系设计难点和技术思路 高温高压稠化仪 性 能研 究 降失水性能 沉降稳定性 抗压强度 防窜能力 稠化性能 流变性能 水泥浆体系性能要求： 协同作用 早强型 降失水剂 低温度敏感型缓凝剂 体系材料的优选 配套外加剂的优选 颗粒级配及水泥浆 防“超缓凝” 技术 水泥浆 体系设计 3.水泥浆体系设计难点和技术思路 通过引入非胶凝新材料，减少高温缓凝剂加量，同时选用只影响3Ca﹒Al2O3的水化而对水泥其他成分影响较小的缓凝剂，使体系稠化时间可调而对强度影响小。 通过4级颗粒级配和防“超缓凝”技术的应用，优化水泥石内部结构与力学性能，克服以前粉煤灰、微硅等低密度水泥浆在强度、收缩性、韧性等性能方面的缺陷。 水泥浆体系设计思路： 在耐高温的聚合物主链上引入耐温防沉降的长侧链 缓凝剂随温度的升高而伸展，随温度的降低而收缩，实现低温度敏感、高早强效果 汇报提纲 3、室内实验 问题1：低密度水泥浆沉降稳定性 通过充填剂、超细材料与水泥，漂珠形成4级粒度级配，同时优选防高温稀释的降失水剂，提高水泥浆高温下的沉降稳定性。 稳定性好的水泥浆 BP 试 验 由于漂珠与水泥等材料密度差异大，低密度水泥浆沉降稳定性难以保证，综合性能调节难度大。 分层严重，稳定性差的水泥浆 3、室内实验 问题2：不同养护条件对水泥石抗压强度的影响： 方案1：不经过高温养护 方案2：高温静态养护（即水泥浆冷浆装入增压养护釜，升温至循环温度，恒温半小时后降温至养护温度，全过程是在静态条件下增压养护。） 方案3：高温动态养护（即水泥浆装入稠化仪，按稠化试验方案进入恒温段，恒温半小时后降至顶部静止温度,拆出稠化仪浆杯，去油处理，制模后放入养护温度养护至龄期。） 由图可以看出，不同方案养护的水泥石强度大小依次是： 方案1＞方案2 ＞方案3 由于在工程应用中水泥浆在井下是一个动态升降温过程，建议在大温差低密度水泥浆研究中要采用方案3考察水泥石强度发