中低温缓凝剂性能评价及现场应用

1、    中低温缓凝剂性能评价及现场应用    赵丹 张岩摘要：在原有缓凝剂不能满足现有体系施工的要求下，引入新的中低温缓凝剂，通过实验调整，现场试验，总结体系调配及相应的施工工艺技术，经过应用，收到了良好的效果。关键词：中低温缓凝剂;水泥浆;固井1.目前存在的问题近年来，随着陇东区块的不断开发，油井水平井长水平段、超长水平段井数量逐年增多，固井难度增大，需要足够长的水泥浆稠化时间，以确保施工安全。为延长水泥浆稠化时间，需要性能优良的缓凝剂予以调节。目前拥有的中温缓凝剂使用温度范围较小（55-85），虽基本能够满足陇东区域常规井的固井需求;但随着致密油气藏

2、开发，油井水平技术日驱完善，采用一次全返封固固井，油水平井的水平段不断加长，无有效的缓凝剂，会给施工安全带来较大隐患。固井缓凝剂要求在低温端（45-55）能够很好的控制水泥浆稠化和胶结时间（因水平段灰量较大，施工时间较长），确保施工安全。由于目前分布在陇东油区，井温多数分布在45至 65范围内，由于稠化与强度变化产生较大矛盾，直接影响固井质量，为此引入新的中低温缓凝剂是技术关键。2.新引用的中低温型缓凝剂性能评价在水泥浆体系调整、评价实验过程中，不但要求引用缓凝剂具有良好的稠化时间可调性，还要求其配伍性优良，主要要求如下：对体系早期强度的发展影响较低;不影响体系稳定性;不破坏体系的流动性;为此

3、，我们开展了一系列的评价性实验研究，并进行较为完整的性能评价。2.1基础性能指标2.1.1对水泥浆稠化时间的影响中低温缓凝剂是一种灰白色固体粉末，无毒、无腐蚀性。加量一般为0.01-0.2%（bwoc），该产品缓凝剂在不同加量，不同温度梯度下稠化时间可控可调，具有良好的缓凝性能。2.1.2对水泥浆流变性的影响在常用温度50条件下，首先考察该缓凝剂对水泥浆流变性的影响，每隔15min观察其稠度值变化，发现加入了该温带缓凝剂之后，水泥浆的流变性比不加該温带缓凝剂时得到了一定的提高，其原因是由于该缓凝剂通过吸附和螯合作用，在水化物的表面形成了一层隔离膜，阻碍了颗粒之间团聚，并减小了水泥颗粒直接的摩擦

4、力，使水泥浆的流变性改善。2.1.3对水泥石抗压强度的影响通过开展对水泥石强度的实验研究，对比发现随着缓凝剂加量的增加，水泥浆24h抗压强度有所下降，还远远大于行业标准sy/t5504.1-2005油井水泥外加剂评价方法第1部分一缓凝剂中规定的14 mpa。可见该缓凝剂对水泥石早期强度影响较小，后期抗压强度基本无干扰。2.2早强早强韧性水泥浆体系基础性能实验评价早强早强韧性水泥浆基本配方：g+2.0%g307a+1.0%gj-f+2.5%增强剂+1.0%增韧剂+0.3%gfj，水灰比均为0.44，在50条件下，早强韧性水泥浆体系基方稠化时间明显偏短（65min），满足不了施工安全要求，需要加入

5、缓凝剂调节稠化时间。2.3中低温缓凝剂对早强韧性水泥浆体系综合性能评价引入新缓凝剂，在50条件下，考察中低温缓凝剂在早强韧性水泥浆体系中的综合性能，水灰比均为0.44，试验数据见表1。可以看出在早强韧性水泥浆体系中，在50下，缓凝剂的缓凝时间可调性良好，能满足施工要求，稠化曲线平稳，过渡时间短，对水泥石早期强度影响较低，后期基本无影响。3.中低温缓凝剂的现场应用中低温缓凝剂在陇东区块油井水平井截至目前共应用了94口井，已测声幅图64口，其中早强韧性水泥浆体系中应用了44口井，已测声幅图14口，固井一次声幅合格率达到100%，声幅中等以上达90%以上。以固平14-62井为例，尾浆100吨，采用早

6、强韧性水泥浆体系，分为四批次混拌。为保障固井施工顺利，分别对尾浆每批次进行综合性能检测，确保各项性能符合设计要求。从实验数据可以看出，与试验调配阶段试验数据相接近，水泥与外加剂混拌均匀，水泥浆各项性能满足现场施工及后续要求。固平14-62井于9月2日进行固井施工，施工中水泥浆流动性好，密度平稳，尾浆72m3，平均密度1.91g/cm3，起压、碰压正常，均达到设计要求。加入低温缓凝剂后早强韧性水泥浆体系，性能稳定，能够满足现场施工要求。固平14-62井声幅图目的层封固质量优良。为后续低温长水平段固井提供了技术支持。该体系共应用了44口井，从统计数据显示可以看出，引入中低温缓凝剂的早强韧性水泥浆体系具有良好的使用效果。4结论及建议1.新缓凝剂对g级水泥缓凝效果明显，水泥浆稠化时间随缓凝剂加量的增加而延长。2.引入新缓凝剂，解决了在4565范围内早强体系