油井水泥生产
什么是油井水泥?油井水泥,又称堵漏水泥,是一种新型水泥特种水泥用于油井、气井固井工程。它由硅酸盐水泥或混合水泥加上添加剂组成。在极端深度、温度和压力的固井应用中,其性能始终稳定。
在石油天然气开采过程中,当钻井深度达到设计要求时,通常采用钢套管入孔,并在套管周围的钻孔内泵入水泥浆,使套管与周围地层胶结。这一过程不仅堵塞了油气层和水层,而且形成了一条从油气层到地表的孤立通道。
油井水泥特点
- 良好的流动性。油井水泥掺水后,稠度低,游离水含量低,沉积稳定性高,有利于泵送作业。
- 适当的设置时间。在不同井温、井压条件下,油井水泥浆稠化时间长,保证固井后能迅速凝结,产生一定的机械强度。初凝和终凝时间间隔较短。
- 适当的密度。将油井水泥与水混合后,具有合适的泥浆密度,以满足各种岩层固井作业的需要。
- 强度迅速产生。油井固井后,油井水泥浆能够快速硬化,保证长期稳定。
- 密实度好。硬化油井水泥浆体密封防水,具有良好的抗渗、稳定性和耐腐蚀性能。
油井水泥功能
用油井水泥充填套管与井眼之间的空隙具有多种作用。
- 它支撑套管以及施加在套管上的垂直和径向载荷。
- 为油气层形成快速、密封的抽采通道,防止混流和爆裂。
- 它隔离了气、水和油层,以及周围的其他地层,形成了井的区域。
- 它可以帮助排出不必要的地下流体。
- 有助于限制异常孔隙压力。
- 它保护套管不受腐蚀。
油井水泥类型
油井中的温度和压力通常随着井深的增加而升高。每100米深度,温度升高约3℃,压力升高1.0~2.0mpa。在高温高压下,油井水泥的各项性能都会受到很大影响。因此,不同深度的油井应使用不同等级的油井水泥。根据美国API规范,油井水泥可分为八个等级。每级又分为普通型(O,C3A<15%)、中等抗硫酸盐型(MSR,C3A)≤ 8%,二氧化硫≤ 高抗硫酸盐型(HSR,C3A)≤ 8%).
一年级:A级油井水泥只有普通型,适用于无特殊要求的浅固井作业。通常直接与水混合制成浆料。有时可根据需要加入少量混凝剂等外加剂。
乙级:B级油井水泥具有中等抗硫酸盐型和高抗硫酸盐型。适用于浅层抗硫酸盐固井作业。
等级C:C级油井水泥又称早强油井水泥,有普通型、中抗硫酸盐型和高抗硫酸盐型。适用于要求早期强度和抗硫酸盐性的浅层固井作业。
D、E、F级:所有D级、E级和F级油井水泥称为缓凝油井水泥。它们均有中抗硫酸盐型和高抗硫酸盐型,适用于中、深井固井作业。D级油井水泥适用于中等温度、中等压力的井下条件。由于制造工艺复杂,生产成本高。因此可以在G级和H级油井水泥中添加缓凝剂来代替。E级油井水泥适用于井下高温高压条件。F级油井水泥一般应用于井下超高温高压条件下。
G、H级:G级和H级油井水泥称为基础油井水泥。它们有中等抗硫酸盐型和高抗硫酸盐型,适用于大多数固井作业。可与低密度材料(粉煤灰、膨润土等)混合形成水泥浆,常用于封固低压渗漏地层。也可与外加剂结合形成常规密度固井水泥浆。此外,G级、H级油井水泥还可以用加重材料(水晶粉、铁矿粉等)配制成高密度水泥浆,用于深井、高压井固井项目。
等级 | 应用深度(米) | 使用温度(℃) | 类型 | ||
普通(O) | 中等抗硫酸盐性(MSR) | 高耐硫酸盐(高铁) | |||
一个 | 0 - 1830 | ≤76.7 | √ | ||
B | √ | √ | |||
C | √ | √ | √ | ||
D | 1830-3050 | 76 - 127 | √ | √ | |
E | 3050-4270 | 76 - 143 | √ | √ | |
F | 3050-4880 | 110 - 160 | √ | √ | |
G | 0-2440 | 0-93 | √ | √ | |
H | √ | √ |