2014油田常用油井水泥的种类和性能要求.docVIP

油田常用油井水泥的种类和性能要求 1 前言 油井水泥在我国水泥的分类中归属于特种水泥。可定义为：油井水泥是应用于油气田各种钻井条件下进行固井、修井、挤注等用途的硅酸盐水泥和非硅酸盐水泥的总称。包括掺有各种外掺料或外加剂的改性水泥，后者有时被称为特种油井水泥。通常所指的油井水泥是属于硅酸盐类水泥。 应用于油井的硅酸盐水泥．与应用于建筑、水工、海工、隧道、巷道等用的硅酸盐水泥是不同的。由于工程施工的性能要求不同．尽管都属硅酸盐水泥体系，但化学组成，矿物组成，也会存在差异，其物理化学性能的测试仪器和测试方法都会存在差异。 2 油井水泥的种类和应用 1903年在美国加利福尼亚劳木波斯油田使用水泥浆封堵油层上部的水层，该油井被称为世界上最早的注水泥井。到目前为止油井水泥的研究和探索，已有百年的历史。在这一百年里对油井水泥的研究取得了较为显著的成果。美国“世界石油”杂志在1999年编纂了“世界主要固井用产品和外加剂汇总”，它包括了世界七大石油公司相关固井用产品和外加剂的必威体育精装版统计。其中把基本油井水泥分为了13大类，在这13类油井水泥中，波特兰水泥(我国称为硅酸盐水泥)是世界各油田最为常用的油井水泥，美国APl石油组织根据应用性能的不同，进一步把波特兰水泥分为A级、B级、C级、D级、E级、F级、G级、H级、J级等油井水泥，随着应用中的不断发展和淘汰，目前简化为A级、8级、C级、G级、H级。高铝水泥主要应用于300℃以上的热采井、地热井固井。市售低密度水泥主要应用于低压油气井、漏失井等井况的固井。市售膨胀水泥可改善胶结性能防止油气窜流，提高固井质量。微细波特兰水泥、微细波特兰水泥和微细高炉矿渣混合物可用于小间隙井、套管微缝的修补、含水井的封堵以及挤水泥作业和修井作业。高炉矿渣、微细高炉矿渣可用于泥浆转化成水泥浆(MTC)的固井作业。 特种油井水泥的种类直接取决于掺入外掺料和外加剂的用途．并且随着外掺料和外加剂的发展而发展。其种类多种多样也较为繁杂．没有相对明确的界限。从应用角度大致可以分为低密度油井水泥、膨胀油井水泥、触变油井水泥、高寒地区油井水泥、抗腐蚀油井水泥、抗高温油井水泥、纤维油井水泥、提高胶结强度的油井水泥、抗渗透油井水泥等。其中的任何一种油井水泥都有自身的特性．用于解决在某一方面具有特殊要求的井况．其性能更主要的是依赖于掺入的外掺料和外加剂的种类和性能。在应用时往往并不是在水泥厂混合制得．更为常见的是在现场根据固井的需要，由基本油井水泥、外掺料、外加剂按比例混合配成。 近些年随着技术的发展．油井水泥在非硅酸盐类的研究也在进一步的拓展．如：以硫铝酸盐水泥熟料为基材的快凝早强油井水泥．用磷酸盐胶凝材料与金属氧化物、其它耐高温材料(BFS)烧成的磷酸盐水泥，用黏土、工业废渣或矿渣适当工艺处理的沸石型无机聚合物水泥．用石灰石和黏土矿物烧结的热合水泥等，凭借其优越的性能．在固井领域都具有较好的应用前景。 3 我国常用油井水泥的种类和应用 我国常用的油井水泥有API油井水泥(即按照美国APl规范进行分类的波特兰油井水泥)，还有微细或超细油井水泥、G级抗高温油井水泥、快凝早强油井水泥。 3.1 API油井水泥 我国上世纪60年代初就开始了油井水泥的研究和生产．当时受到前苏联油井水泥分类的影响，在这个时期油井水泥的生产主要是仿制其45℃、90℃、120℃、150℃水泥。我国80年代开始按照APl规范进行油井水泥分类，并且研制开发向全国推广。生产厂家也开始依据APl的分类和指标要求从事生产。用了十年左右的时间，到l993年底实现了API油井水泥的全部转化。l988年我国参照采用美国石油协会APISPEC l0—86《油井水泥材料和试验规范l0》制定了国家标准GBl0238—88《油井水泥》。该标准把油井水泥分为九种即A级、8级、C级、D级、E级、F级、G级、H级、J级，此外还根据水泥抗硫酸盐的能力进一步分为普通型(O)、中抗硫酸盐型(MSR)、高抗硫酸盐型(HSR)。其中J级油井水泥由于在62℃以下基本不水化，初始反应活性低不利于使用，所以在以后应用中被APl取消了。我国98版的油井水泥标准也取消了J级油井水泥，今年3月实施的必威体育精装版标准GBl0238—2005《油井水泥》把油井水泥分为了八种：A级、8级、C级、D级、E级、F级、G级、H级。 APl各级水泥适用于不同的井况．A级只有普通型一种，化学成份和细度类似于ASTM Cl50，I型，适合无特殊要求的浅层固井作业。在我国大庆、吉林、辽宁油田用量较大．配制的水泥浆体系也较为简单．一般是A级油井水泥加入现场水按比例混合即可，有时根据需要可适当加入少量的外加剂如促凝剂等。 B级