水泥浆的性能及其提高固井质量措施.pptx

会计学二、水泥浆的性能（1）用水量：水化需水量、标准用水量、最小用水量、最大用水量。
水化需水量：在正常情况下，水泥水化和凝固的需水量一般为水泥质量的25％左右。而水泥浆具有可泵性的最小含水量为38％。可见，实际水泥浆存在较大的游离水，主要以束缚水和自由水的形式存在。标准用水量：按照水泥正常水灰比的加水量。如G级44％，A、B级46％，C级56％，D、E、F、H级38％。
正常用水量：根据“水泥浆含水量的确定”，在室温下，水泥浆的常压稠度的最大值≤11ABc的含水量。
最小用水量：根据“水泥浆含水量的确定”，在室温下，水泥浆在常压稠化仪中搅拌20min，其最大稠度为30ABc的含水量。最大用水量：为了使水泥颗粒保持悬浮，直至凝固，根据“水泥浆含水量的确定”，在27℃条件下，水泥浆游离水不大于1.4％的含水量。
最佳用水量：根据“水泥浆含水量的确定”，在室温下，水泥浆在常压稠化仪中搅拌20min的最大稠度不大于11ABc，且游离水不大于1.4％的含水量。
在配制水泥浆时应满足2个指标，稠度和游离水含量。对它们的要求是随不同的注水泥类型而改变的。这与油井水泥的质量检验是两个概念（如标准规定，任何水泥浆在增压稠化仪中稠化1530min的最大稠度应小于30BC，对G级和H级水泥，游离水还应小于1.4%）。（2）密度设计：根据井下条件和施工作业的要求进行密度设计。设计准则：
①满足井下压力条件限制。静液柱压力必须大于地层孔隙压力，静液柱压力与流动阻力之和必须小于地层破裂压力。
②满足顶替效率的密度差要求。尾浆＞领浆＞前置液＞钻井液。可能的条件下，考虑密度差0.120.24g/cm3，但密度越大，流动阻力也越大。③满足水泥石强度和胶结要求。对于尾浆，特别是封隔油气层段的水泥浆，应尽量使用标准密度（同时，也有利于降低渗透率和孔隙度）。非胶凝材料加重剂和减轻剂应尽量少加。（3）密度的调节方法：用加入外加剂和外掺料调节水泥浆的密度。水泥浆的正常密度范围是1.781.98g/cm3。
低密度水泥：加减轻剂。主要有空心微珠、硅灰、粉煤灰、硅藻土、水玻璃、膨润土等。
高密度水泥：加分散剂减水和加重剂。加重剂主要有重晶石、钛铁矿粉、铁矿粉、盐等。（4）密度的测量方法：常压钻井液密度计、加压钻井液密度计、振荡管密度计和核密度计等。
影响密度测量准确性的因素：温度压力、排量、水泥浆混合效率、空气混入、浆体稳定性、安放密度计的位置和取样间隔等。2、水泥浆的稳定性（1）稳定性的表示方法：（2）稳定性的测量方法：（3）提高稳定性的方法：增加水泥浆的静切力（胶凝强度）：一般可加入AlCl3、FeCl3和硫酸铝等。应注意的问题：
应区分概念胶凝与絮凝。流变学角度，胶凝是由静止而产生的触变性，施加外力即可恢复流动；而絮凝则是生成具有结构性的絮凝物，施加外力不能分散流动，只能整体移动。化学角度，胶凝是生成具有胶体结构的凝胶；絮凝则是生成沉淀物。
应注意静切力提高值应适当。要充分估计停泵一定时间内能开泵循环和不压漏地层。3、水泥浆的流变性（1）流变性能的测定方法：（2）流变性能的影响因素：①温度的影响②压力的影响③密度的影响4、水泥浆的滤失量（1）降低滤失量的目的①防止施工事故②防止油气层损害（2）降低滤失量的方法（3）降失水剂类型5、稠化时间（1）可泵性与稠度（2）稠化时间与初终凝时间的关系稠化时间与初终凝的关系6、水泥石强度（抗压强度）（2）水泥浆的固结特性7、水泥石的渗透率1、对注水泥质量的基本要求

（l）对固井质量的基本要求
水泥浆返高和水泥塞高度必须符合设计要求；
注水泥井段环空内的钻井液顶替干净；
水泥石与套管及井壁岩石胶结良好；
水泥凝固后管外不冒油、气、水，不互窜；
水泥石能经受油、气、水长期的侵蚀。372、影响注水泥质量的因素

（1）顶替效率低，产生窜槽。

注水泥段：

注水泥段任一截面：

窜槽：由于水泥浆不能将环空中的钻井液完全替走，而使环形空间局部出现未被水泥浆封固住的这种现象。39（2）水泥浆凝结过程中油气水上窜

引起油气水上窜的原因：
①水泥浆失重：水泥浆柱在凝结过程中对其下部或地层所作用的压力逐渐减小的现象。
②桥堵引起失重，从而引起油气水上窜；
③水泥浆凝结后体积收缩；收缩率小于0.2%。
④套管内原来有压力，放压后使套管收缩。
⑤泥饼的存在，影响地层——水泥间（第二界面）的胶结。4142433、提高注水泥质量的措施

（1）提高顶替效率，防止窜槽；
①采用套管扶正器，改善套管居中条件；
②注水泥过程中活动套管，增大水泥浆流动的牵引力
③调整水泥浆性能，使其容易顶替钻井液；
④注水泥过程中使水泥浆在环空的流动形成紊流或塞流，有利于水泥浆的顶替；
⑤在注水泥前，打入一定量的隔离液或清洗液，增加二者的密度差，形成有利的“漂浮”。（