油井水泥外加剂以及外掺料功能定位及长效性评价.pptVIP

油井水泥外加剂和外掺料的功能定位及长效性评价 汇报内容 水泥浆配方设计和外加剂使用原则 油气井固井作业是钻井工程的最后一个关键环节，其工程质量与油气井生产寿命和油气开采成本直接相关。 油井水泥及外掺料外加剂的混合体构成了井下水泥环的基体材料，其作用举足轻重。 在对常用油井水泥外加剂进行功能细化分类的基础上，提出了功能外加剂（或外掺料）和常规外加剂的设计和使用的遵循原则。 汇报内容-2 油井水泥外加剂的功能定位 当液态胶乳掺量达到水泥干灰质量的15%以上、混合水电解质浓度和地层温度不高时，它的基体增密作用（防腐蚀）、防窜作用和改善水泥石弹性的作用才能发挥出来，但不能改善水泥石抗冲击韧性。 国内油田出于节约成本目的，在使用过程中的掺量并没有达到其最低要求，因而使用效果不明显且不稳定。 胶乳系乳液聚合的高分子材料，长期在高温环境下必然老化降解，固井作业后在一定时间内失去其功效，故其定位于常规外加剂。 胶乳控制失水的能力比较差，只能适当控制滤失量而不可能达到降滤失剂的效果（可以称之为降滤失助剂）。 汇报内容-3 油井水泥功能材料的功能定位 功能材料是指通过电、磁、热、化学等作用后，具有特定功能的新材料，可部分替代油井水泥（即外掺料），通过化学或物理作用赋予油井水泥石特定的功能。 典型的功能外掺料如硅灰、矿渣和Micromax（紧密堆积加重材料）等。 典型功能外掺料 汇报内容-4 结束语 姚 晓 1.水泥浆配方设计和外加剂使用原则 2.油井水泥外加剂的功能定位 3.油井水泥外掺料的功能定位 4.功能与常规外加剂的长效性评价实例 水泥浆配方设计和外加剂使用原则 科学 严谨 长效 实用 1.水泥浆配方设计和外加剂使用原则 2.油井水泥外加剂的功能定位 3.油井水泥功能材料的功能定位 4.功能与常规外加剂的长效性评价实例 高脆性 高收缩 高滤失 水泥浆体 水泥石 常规外加剂 保障水泥浆工程性能 功能外加剂 保障井下水泥环力学性能稳定和环空密封性能 在高碱或高温长期 作用增韧功能下失效 水泥石体积仍然收缩， 水泥浆凝固后失效 有可能降低抗压强度， 水泥浆凝固后失效 加剧水泥浆体收缩， 施工结束便失效 加剧水泥浆体收缩， 施工结束便失效 有效性 防止浆体 失重和气侵 发气类防窜剂 防止水泥浆 低返 堵漏剂(玻纤或化纤) 延长浆体 稠化时间 缓凝剂 改善浆体 流变性 分散剂 保证浆体 性能稳定 降滤失剂 实用性 作用 注重临时调整油井水泥浆体的某种工程性能 施工结束后其作用终止，对水泥石的后期力学性能基本没有改善作用，甚至还有副作用 属短效型外加剂 常规外加剂的功能定位 阻断油气窜流通道 （微间隙）且长期有效 抗压强度、胶结性能和抗冲 击性能改善且长期有效 抗压强度和胶结能提高、 渗透率降低且长期有效 有效性 阻断油气窜流通道， 提高环空密封性 自修复密 封剂 防止浆体漏失、 提高水泥环韧性 纤维防漏 增韧剂 补偿体积收缩， 提高水泥环胶结质量 晶体防窜剂 实用性 作用 以矿物深加工产品为基本组分 伴随着井下水泥环持续稳定地发挥作用，有利于水泥环长期密封性能的提高和减少后期维护费用 属长效型外加剂 功能外加剂的功能定位 基体 增密剂 水泥石弹 性改善剂 防腐 蚀剂 胶 乳 降滤 失剂 防窜剂 胶结 助剂 功能定位不明确 1.水泥浆配方设计和外加剂使用原则 2.油井水泥外加剂的功能定位 3.油井水泥功能材料的功能定位 4.功能与常规外加剂的长效性评价实例 硅灰 矿渣系碱激发材料 Micromax 粉煤灰 增强材料 降低水泥石的孔隙率，降低水泥浆析水率、大幅度降低水泥石渗透率和提高水泥石抗压强度。 其最佳掺量为水泥质量的10~15% 属于长效增强功能材料 界面胶结材料 降低水泥石渗透率、提高抗压强度，改善水泥环的界面胶结强度 掺量为水泥质量的30%时，所形成的水泥石孔隙率最低 属于长效胶结功能材料 紧密堆积密度调节材料 用于调整水泥浆的密度，降低水泥石的渗透率和提高抗压强度。 最低掺量为10% 属于长效增密功能材料 功能定位不明确 降低水泥浆密度和改善水泥石孔结构作用有限，不能明显提高水泥的石抗压强度 不属于功能材料 只有通过科学合理的设计和使用外掺料，才能最大程度地发挥其功能和作用！ 1.水泥浆配方设计和外加剂使用原则 2.油井水泥外加剂的功能定位 3.油井水泥功能材料的功能定位 4.功能与常规外加剂的长效性评价实例 大庆油田 吉林油田 South Oman油田 防窜水泥浆 体系固井 质量长期跟踪 国内油田 国外油田 South Oman 油田 非均质碳酸盐