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水泥浆 编辑
水泥浆(英文名liquid cement) 是固井中使用的工作液。这里提到的固井是一种作业。水泥浆的功能是固井。固井可以达到下列目的:
1.固定和保护套管:钻井过程中所下的套管,都必须通过固井作业将它固定起来。此外,套管外的水泥石可减少地层对套管的挤压,起保护套管的作用。
2.保护高压油气层:当钻遇高压油气层时,易发生井喷事故,要提高钻井液密度以平衡地层压力,钻完高压油气层后,必须下套管固井,将高压油气层保护起来。
3.封隔严重漏失层和其他复杂层:当钻遇严重漏失层时,可采取降低钻井液密度和(或)加堵漏材料的方法钻井,钻完严重漏失层后,也必须下套管固井,将它封隔起来,使它不影响后面的钻井。当钻遇其他复杂层(如易坍塌地层)时,也可在钻完该层后用下套管固井的方法解决。
水泥浆由水、水泥、外加剂和外掺料组成。水泥浆的外加剂与外掺料是为了调节水泥浆性能,需在其中加入一些特殊物质,其加入量小于或等于水泥质量5%的物质成为外加剂;其加入量大于水泥质量5%的物质,则称为外掺料。
1.水配制水泥浆的水可以是淡水或盐水(包括海水)
2.配制水泥浆用的水泥是由石灰石、粘土在1450~1650摄氏度下煅烧、冷却、磨细而成,它主要含有下列硅酸盐和铝酸盐:
(1) 硅酸三钙 硅酸三钙在水泥中含量最高,而且水化速率、强度增加速率和最后强度都高
(2) 硅酸二钙 在水泥中,硅酸二钙的含量小于硅酸三钙的含量,它的水化速率和强度增加速率虽然低,但最后强度高
(3) 铝酸三钙 铝酸三钙在水泥中含量较少。虽然它水化速率高,但强度增加速率低,最后强度低。
(4) 铁铝酸四钙 在水泥中,铁铝酸四钙含量比铝酸三钙含量略高,但其水化速率、强度增加速率及最后强度均与铝酸三钙的情况类似。
若按用途,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。
固井用的水泥成为油井水泥。
按API(American Petroleum Institute) 标准分类,油井水泥分A、B、C、D、E、F、G、H、J九个级别,API油井用的水泥使用的井深见下表:
API油井水泥适用的井深
级别
适用井深/m
级别
适用井深/m
A
0~1 830
F
3 050~4 880
B
0~1 830
G
0~2 440
C
1 830~3 050
H
0~2 440
D
3 050~4 270
J
3 600~4 880
E
3 050~4 270
赵福麟《油田化学》北京 石油大学出版社 2000年7月
Sabins F L,Sutton D L. The relationship of thicking time,gel strength,and compressive strengths of oilwell cements. SPE 11 205,1982
刘希圣 完井工程 北京:石油工业出版社,1988:98
黄柏宗,徐同台 国内外油井水泥和外加剂现状及发展趋势 钻井液与完井液 1995;12(6):53~72
Gulf Publishing Company. Cementing produCTs and additives. World Oil, 1996;217(3):c-3~c-9