油井注水泥浆体系确定与调整原则.ppt

固井作业对水泥浆体系的基本要求 1.配制与注替过程中，保持可控的流动能力； 2.井下温度、压力条件下，保持足够可泵时间和体系稳定性； 3.静止后快速凝固并保持体积不变； 4.凝固水泥石强度高、致密性好、抗腐蚀性强； 5.有一定塑性、抵抗射孔震动和冲击。 水泥浆体系的主要工程性能参数 1.旧标准:(GB-206-78) 密 度: g/cm3 流 动 度: cm 凝结时间：h:min 初凝 终凝 抗折强度: MPa 水泥浆体系的主要工程性能参数 2.API规范(API spec.10) 水泥浆体系的主要工程性能参数 抗压强度 MPa 渗透率 md 水泥浆体系确定的主要内容、依据、要求 确定的内容 设计条件的确定（井温、压力、井眼几何尺寸）； 水泥浆容积计算（返高、段长、充填量、灰量、水量、造浆率）； 顶替液量（阻流环位置，套管内容积）； 施工压力、排量及平衡校核（液体流变性、顶替流态、排量、压耗、井口压力）； 作业时间与设备配置要求及注替顺序； 水泥浆体系配方（外掺料、外加剂、工程性能参数指标）。 水泥浆体系确定的主要内容、依据、要求 确定的依据 API规范（材质要求、试验手段与方法，标准测试项目） 规范 ：Specification 公告 :Bulletin ISO-9001 推荐方法 :Recommended Practice 水泥浆体系确定的主要内容、依据、要求 压力资料 由测井方法，试油作业，开发测试，钻井液使用等获得油井的孔隙压力； 由破压预测、漏失试验、钻井液使用获得的破裂或漏失压力； 由钻井液使用、井壁稳定性观察、岩性实验获得的坍塌压力。 水泥浆体系确定的主要内容、依据、要求 温度资料 API规范表及计算公式； 实测完钻,开发井温度及井底温度； 相临井情况； 计算机模拟器。 水泥浆体系确定的主要内容、依据、要求 外加剂与水泥之间的相互作用 市售外加剂与油井水泥，一般具有较好的适应性。但相同级别的油井水泥来说，是有差异的（见图相同厂家不同时间生产水泥的C3S含量变化）。 水泥浆体系确定的主要内容、依据、要求 外加剂与水泥之间的相互作用 相同厂家不同时间生产水泥的C3A含量变化。 水泥浆体系确定的主要内容、依据、要求 外加剂与水泥之间的相互作用 相同厂家不同时间生产水泥的SO3含量变化。 水泥浆体系确定的主要内容、依据、要求 外加剂与水泥之间的相互作用 相同厂家不同时间生产水泥的比表面变化。 水泥浆体系确定的主要内容、依据、要求 外加剂与水泥之间的相互作用 储存时间对水泥活性的影响。 水泥浆体系确定的主要内容、依据、要求 混合水对体系性能的影响 固井作业时混合水的影响主要体现在水的矿化度方面。 水泥浆体系确定的主要内容、依据、要求 外加剂资料与使用规则 保持水泥浆的基本物理性能,达到需改善的性能指标,外加剂间具有良好配伍性； 设计的水灰比下,体系不发生离析与沉降； 初始稠度控制在30BC内； 具有干混/湿混能力,干混在规定储存期内不失效;湿混易溶于水,不产生气泡,陈化混合液体对设计性能无明显影响； 有一定加量可控范围,加入量,浓度波动,处理效能不与设计方向相反； 指明适应水泥级别,成本合理； 对人身环境无毒害,不腐蚀套管； 注意外加剂对温度的敏感性和浓度的拐点等。 水泥浆体系性能参数与固井作业关系 密度 地层压力－－平衡防漏与防窜； 固化强度－－支撑保护套管能力剪切固结强度（公认标准）增产措施有效程度、水力固结强度（非标准指标） 致密性--层间隔绝能力≤0.1*10μm2 外观收缩程度－－声波测井胶结指数10cm 用水量与稳定性－－固相体积分数 0.35～0.8 例： 水泥浆体系性能参数与固井作业关系 水泥浆体系性能参数与固井作业关系 水泥浆体系性能参数与固井作业关系 水泥浆体系性能参数与固井作业关系 水泥浆体系性能参数与固井作业关系 水泥浆体系性能参数与固井作业关系 水泥浆体系性能参数与固井作业关系 水泥浆体系性能参数与固井作业关系 水泥浆体系确定影响因素 水泥浆体系确定 水泥浆体系确定影响因素 施工计划的科学依据 水泥浆体系确定影响因素 井眼条件（井深与井温）：决定水泥选型（级别、特性） 岩性与压力：决定体系特征要求（密度、外掺料选择） 压力与温度：决定设计实验参数，决定性能要求 水泥浆体系确定影响因素 水泥浆体系确定影响因素 水泥浆体系确定影响因素 水泥浆体系确定影响因素 水泥浆体系确定影响因素 抗压强度 加固套管柱的支撑载荷能力－－降低轴向载荷 ，提高径向承载能力 ； 钻进与射孔时保护套管－－高强度与适当韧性吸收振动冲击能量； 压裂时限制压力区域扩展－－ 使压裂能量在环空中损失减小，提高压裂效能； 测井声波传播速度－－高强度，使声波反射能减小