新型早强剂水泥浆体系室内性能探究

1、新型早强剂水泥浆体系室内性能探究摘要：现今使用的水泥浆体系不能完全满足中低 温浅层油气井的固井需要，达不到防止窜槽和低温促凝以及 微膨胀的目的，本文针对这些问题研发了一种具有膨胀性能 的新型早强剂，设计开发出一套新型早强剂水泥浆体系。实 验结果表明：该水泥浆体系具有温度适用范围广、微膨胀、 沉降稳定性好、抗压强度高、流变性能好、防气窜性能好， 稠化时间可调等优良性能，为提高中低温油气井固井质量提 供了技术依据。关键词：水泥浆早强剂 微膨胀水泥浆性能目前中低温浅层油气井固井存在以下几大难点：一是水 泥浆在低温低压条件下，普通硅酸盐水泥水化速度缓慢，并 且具有较高的水泥石强度和较短的稠化时间1;二

2、是水泥 浆的候凝时间比较长，油井水泥强度发展缓慢；三是油井水 泥浆在低温低压下凝固时会发生体积收缩，从而导致水泥环 与地层和套管间形成微间隙，使界面胶结出现问题。现今使 用的水泥浆体系不能完全满足中低温浅层油气井的固井需 要，达不到防止窜槽和低温促凝以及微膨胀的目的2。近 年来，国内自主研制的一些无机氯盐早强剂会使水泥石中氯 离子的浓度增加，从而造成氯离子与套管之间产生较大的电 极电位，对套管产生了一定的腐蚀作用，影响固井质量和作 业安全3 o这些早强剂与其它水泥外加剂都存在着一定的 不配伍性，从而较大的影响了水泥浆的流变性能。因此，亟 需研发一套中低温水泥浆体系，提高水泥石的早期抗压强 度，

3、以满足中低温浅井固井需要。一、新型早强剂水泥浆体系设计思路本文主要从以下三个方面入手，保证水泥浆具有良好的 综合性能和较高的早期强度，从而满足施工的要求。1加入一种新型的早强剂，形成高早强、微膨胀的水泥 浆体系，以提高在中低温条件下水泥浆的稳定性和水泥石的 致密性，保证水泥石具有良好的力学性能，从而达到提高中 低温浅气井的固井质量的目的。2. 考察该水泥浆体系的常规性能。3. 考察该体系是否能够满足施工作业的基本要求。二、新型早强剂水泥浆体系1. 晶种的制备在水灰比0.44的g级水泥浆中加入3%硫酸盐a,搅拌 均匀，放在常温水浴箱中养护，7d后取出，放入烘箱，在 12(tc下通风干燥，粉碎后磨

4、入球磨机粉磨至0. 125mm,方孔 筛筛余20cm,说明该水泥浆体系的流变性较好，摩阻较小， 有利于降低泵注压力，降低施工作业可能发生的风险。3稠化性能图2是配方为g级高抗硫酸盐水泥+1.0%分散剂 +3%dsw-z+2.0%降失水剂+0.2%消泡剂+44.0%水 (p=1.90kg/l)配制的水泥浆，在30°c, lompa条件下所呈 现的稠化曲线。从图4可以看出，该水泥浆的初始稠度为 lobc,稠化时间为211min,稠化曲线中间段过渡平稳，没有 发生闪凝等现象，曲线近似为直角稠化。四、结论1新型早强剂dsw-z能够提高水泥石的抗压强度，在晶 种加量3%时效果最好。2. 不同温

5、度下，dsw-z均能增大界面胶结强度，当dsw-z 加量达到和超过3%时，水泥石体现出一定的膨胀性且随着养 护龄期的增加而减小。3新型早强剂水泥浆的流变性能较好，会使固井过程中 泵压降低，从而减小注水泥施工的难度；稠化曲线中间段平 稳，曲线的发展趋势近似为直角稠化，完全能满足中低温浅 井固井施工要求。参考文献1 刘崇建，黄柏宗，徐同台.油气井注水泥理论与应 用m.北京：石油工业出版社，2001： 443-4472 屈建省，许树谦，郭小阳.特殊固井技术m.北京： 石油工业出版社，2006： 58-60.3 王瑞和，齐志刚，布玉环等.一种新型曼尼希碱促 凝剂的性能研究j.石油钻探技术，2009,