影响油井水泥浆流变性的因素

油井水泥浆的流变性是水泥浆配方设计的核心及安全施工的前提。本文分析了影响油井水泥浆流变性的主要因素：水泥的矿物组成（主要讨论中间相）即Ｃ４ＡＦ和Ｃ３Ａ对水泥浆的流变性影响很大,而易与硫酸盐反应生成钙矾石（ＡＦｔ）,不利于水泥石的长期稳定性;碱含量即Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ总含量,熟料中碱对水泥浆的影响超过Ｃ３Ａ;当水泥的粒度（比表面）颗粒粒径大于７５ｕｍ时,分散剂几乎不起作用;温度主要是通过加速或延缓水泥的水化速度而影响水泥浆的流变性;压力的增加会加速水泥的水化;化学外加剂也能改善水泥浆的流变性。并提出了水泥浆配方流变学设计的试验流程。     

油井水泥浆堵水工艺技术

介绍油井水泥浆堵水机理,对油井水泥浆堵漏设计了３种施工方法：①套管手推挤水泥法;②正挤反循环挤水泥法;③正挤反替挤水泥法。通过人研究确定了３大油井水泥浆体系：即膨胀、分散、降失水高强度体系;早强、分散、降失水高强度体系;高早强、分散、降失水低密度体系。通过现场实施工艺成功率１００％,１７口油井９０＾取得了较好的增油降失水效果,且有较长的有效期,取得较好的经济效益。     

油井水泥浆封窜堵漏工艺技术

文中介绍了油井水泥浆封窜堵漏机理，设计建立了三种施工方法，研究确定了三大油井水泥浆系列体系。通过现场实施工艺成功率100％，实施油井90％的得到了较好的增油降水效果，并且有较长的有效期。     

高温高压下水泥浆的流变性及其模式

水泥浆特别是掺有外加剂的水泥浆体系在高温高压下的流变行为，不完全遵循二参数的宾汉模式和幂律模式，而遵循更复杂的三参致赫切尔－巴克莱模式。本文分析了水泥浆的结构，利用美国坎德尔公司的７４００型高温高压流变仪，使用相应的数学处理技术，提出了基于赫切尔－巴克莱模式计算水泥浆高温高压下流变参数的方法。     

油井水泥浆封窜堵漏工艺技术

介绍了油井水泥浆封窜堵漏机理，设计建立了三种施工方法，研究确定了三大油井水泥浆体系，通过现场实施工艺成功率100％，实施油井90％得到了较好的增油降水效果，并且有较长的有效期。     

温度压力对水泥浆流变性的影响规律研究

温度与压力是影响水泥浆流变性的客观关键因素。选取了有一定代表性的4种水泥浆,测定了在不同温度、压力下的流变性,根据试验结果,分析了温度、压力对水泥浆流变曲线、水泥浆流型、流变参数及水力参数的影响。研究表明,实际的注水泥流变学设计应考虑温度、压力对水泥浆流变性的影响,温度对流变性的影响要比压力显著得多。     

温度及外加剂对水泥浆流变性的影响

水泥浆流变性与水灰比、水泥颗粒的粒度和形状、水泥化学组分及颗粒表面上组分的相对分布、外加剂种类和加量、试验条件(温度和压力)等众多因素密切相关，因此对特定浆体流变模式及流变规律的确定结果，往往因研究者及实验条件不同而存在差别。以嘉华G级油井水泥为研究对象，以流变学基本原理为基础，以高温高压流变仪获得的流变测试曲线为依据，采用赫切尔—巴尔克莱模式本构关系确立了在不同井温下水泥浆体流变模型，探讨了温度、外加剂等对流变性能的影响规律及其本质，为深井水泥浆体系设计及流变学计算提供了基础。计算及分析结果表明，建立的流变模式及确定的流变参数值具有良好的精度。     

油井水泥浆流变模式选择

本文通过对水泥浆的几种流变模式进行线性转化，用水泥浆的实测数据分别对几种模式进行线性回归。然后，将回归后的线性方程还原成原曲线方程。应用相关指数对实测数组与还原后的原曲线方程密切性进行判断，相关指数最高，即为实测数据满足的流变模式。并给出计算程序框图。     

小井眼固井水泥浆流变性研究

小井眼井是继水平井后的又一种新型钻井技术。小井眼井由于井径小,环空窄,其在固井时面临着许多技术难点。从水泥浆体系的流变性能出发,研究配制出了一种用D级水泥作为添加剂的低黏水泥浆体系。经过流变学计算分析,该水泥浆体系能够满足大多数小井眼井固井时的紊流顶替,且该体系失水小,零自由液,水泥浆体系稳定性能好,水泥石抗压强度和抗冲击强度高,稠化时间能确保固井施工安全。     

油井水泥质量检测与水泥浆性能的关系

油井水泥的性能直接关系到水泥浆性能的稳定和油气井的生产寿命。因此,世界各国对油井水泥的质量标准都作了严格的规定。以G级水泥为例阐述了油井水泥质量检测的标准,讨论了水泥化学组成、熟料矿物组成及物理性能对水泥浆工程性能的影响。通过对14种国产G级中抗硫酸盐油井水泥质量检测指标的分析,并针对国内油田在这方面存在的问题,提出了相应的建议。     

基于均匀设计的泡沫渗流阻力因子影响因素研究

利用均匀设计方法,通过均匀设计实验方案下的泡沫在多孔介质中的流动实验,研究了注入气液比、注入流速、渗透率对泡沫在多孔介质渗流的阻力因子的影响,用逐步回归分析方法拟合出了泡沫渗流阻力因子和各个因素的关系式,得出了各因素对泡沫渗流阻力因子的影响规律,并分析了各因素之间是否存在相互作用。结果表明,均匀设计实验方法应用于多因素多水平的实验中,可大大节省时间,减少实验次数。     

磁处理水泥浆应用机理实验研究

水泥浆经过磁处理后,改变了水泥颗粒的表面性质和胶体的电动特性,拆散了水泥浆体的网状结构,使水泥浆的粘度、切力降低,流动性变好,有利于提高固井顶替效率.磁处理使水泥的水化反应速度加快,水化产物数量增多,结晶、沉淀得更完善,水泥石变致密,水泥石的渗透率降低和强度提高,在固井中能更好地封固油气水层.通过室内系列微观实验,研究了磁处理水泥浆的应用机理,论证了磁处理效果.从室内实验到现场应用都证实了,磁处理水泥浆是提高固井质量的一项新技术,并具有施工简单、投资少和效益高的特点.     

水泥浆的沉降失重研究

给出了几组无失水条件下的典型失重模拟实验结果,并把失重曲线上失重速率第一次出现增加以前的时间定义为沉降期。分析结果表明:用胶凝和胶凝与水化体积收缩综合作用的观点都不能解释沉降期的失重。为此提出了水泥浆不稳定导致沉降失重的观点,阐述了这种失重的机理、特点和规律,并用这种观点解释了沉降期的实验结果。初步揭示了水泥浆稳定性与失重的关系,指出了提高水泥浆稳定性是控制早期失重和防止气窜的一条基本措施。     

高强度低密度水泥浆固油层技术

常规低密度水泥浆固井中存在水泥石抗压强度低、水泥浆游离液含量大、浆体稳定性差等突出问题,满足不了油层固井需要。为保护油气层、提高固井质量,通过深入研究,从筛选和优化水泥、外掺料及配伍外加剂入手,开发了高强度低密度水泥浆体系;并通过采取新工艺、强化技术措施,有效解决了油层固井中遇到的一系列问题,在中国科探1井、4000 m以上深井、煤层气井以及浅层稠油井等40余口井进行了油层固井作业,固井一次成功率100%,质量优良率90.5%,达到了满意的效果。     

颗粒级配增强低密度油井水泥的实验研究

基于颗粒级配增强原理,设计了以漂珠、水泥颗粒、微硅颗粒和自制的颗粒级配增强外掺料为主构成的四元体级配体系,并研制了与之配套的早强增韧剂。试验结果表明,筛选确定的漂珠、微硅颗粒和自制的颗粒粒径分布合理,所设计的四元体级配体系确实可行,与早强增韧剂配合使用,可显著提高漂珠微硅类低密度水泥石的综合强度、水泥浆的稳定性和防窜能力,与其它常用外加剂也有良好的配伍性。研究结果对油井水泥体系的研制与应用具有普遍的指导意义。     

新型水泥浆实心减轻材料FXW在固井中的应用研究

低密度水泥浆常用泡沫和漂珠作为减轻材料，但泡沫和漂珠的一个共同缺陷是承压能力有限。在现场使用时，地面密度和井下密度是不一致的，这将打破注水泥压力平衡，给固井施工带来一定的风险。为此，通过大量实验，根据颗粒紧密堆积原则，以粉煤灰、改性橡胶粉、微硅、石灰类矿物等为原料，复配出一种新型实心耐压减轻材料 FXW 。由于FXW为实心减轻材料，能够承受压力，因而能够适应井下高压条件。实验表明，FXW低密度水泥浆强度高，韧性好，可更好地满足油气井后期开发需求。     

顶部水泥脉冲振动的理论研究

介绍了复杂地质条件下固井新技术-顶部水泥脉冲振动技术[1,2],能延缓水泥浆的静水压力损失,并能有效地预防复杂地质条件下固井时气窜,提高固井质量。文中列出了该项技术的基本原理、目的以及拟解决的关键问题等,为顶部水泥脉冲振动理论研究提供了简捷的思路,同时主要讨论了这一新技术的理论研究成果[3],即顶部水泥脉冲振动波动方程、边界条件及初始条件与顶部设备空气压缩机和空气脉冲发生器输出参数的相互调节关系,为固井时顶部水泥脉冲振动的优化设计、压缩机的优化及优选提供了理论依据。     

对油基超细水泥封堵封窜的认识与实践

油基超细水泥是一种选择性堵剂。在室内考察了油基水泥浆的分散剂含量、油灰比、凝结时间等因素对封堵效果的影响,结合多种测井手段,通过在王129等4口井的现场试用证明,油基超细水泥在油井套管外窜封堵、薄夹层封堵和层内选择性封堵等方面具有良好的堵水不堵油特性。     

低密度高炉矿渣水泥浆固井技术

针对长庆油田低压易漏地层团井水泥浆返高和固井质量存在的问题,用高炉矿渣、膨润土设计密度1.40～1.60g/cm³的矿渣膨润上水泥浆,用矿渣和钻井液设计密度1.40～1.60g/cm³的矿渣MTC浆,用矿渣和多功能钻井液设计密度互1.40～1.60g/cm³的矿渣UF浆。对三种低密度矿渣水泥浆的抗压强度、凝结时间、流变性和稳定性进行了试验研究。室内研究结果和现场试验结果表明,三种低密度矿渣水泥浆水泥石抗压强度高,水泥浆流变性好,体系稳定。低密度矿渣膨润土水泥浆现场施工方便,固井质量优质率平均约80%.低密度矿渣MTC浆和矿渣UF浆现场施工有局限性,但其对提高固井质量的技术优势必将引起固井界人士的关注和研究应用。