挤、注水泥分解.ppt

挤、注水泥 第一节 油井水泥 油井水泥是一种凝固很快、且在很短时间内便有相当高机械强度的硅酸盐水泥，是石油工 业的专用水泥，主要应用在固井工程、各种保护工程和油、气、水井大修工程上。在封窜工艺 中，油井水泥质量是封窜成败的重要因素之一。 一、油井水泥的配制 油井水泥是用氧化钙60％-70％、二氧化硅21％—24％、铝钒土4％～7甲o、氧化铁2％- 7％配成生料。将生料放在高温炉内煅烧，获得以硅酸三钙(3CaO·SiO2)、硅酸二钙(2Ca0， Si02)、铝酸三钙(3CaO．Al203·Fe203)、铁铝酸四钙(4CaO·A120，·Fe20，)为主的熟料，再 在熟料中加入适量的石膏，研磨成细粉，制成油井水泥。 油井水泥与水混合后，发生一系列的物理、化学作用，很快凝固形成一种具有很高机械强 度的“水泥石”。 油井水泥凝固受温度影响很大，根据井的深浅不同分别采用热井水泥与冷井水泥。 二、油井水泥的物理性能 对油井水泥的物理性能要求有下述几点。 (一)细度 用4900孔／cm2的筛子过处理筛，筛余量不超过15％。 (二)凝固时间 按水泥质量加水50％，所得水泥浆的凝固时间符合冷井水泥或热井水泥规定的初凝和终 凝时间。 水泥浆从调配时起，到变稠开始凝结这段时间称为初凝时间，从初凝起到凝固硬化这段时 间称为终凝时间。整个施工作业必须保证在水泥浆初凝以前完成，一般要求是小于初凝时间 的75％。 (三)流动度 水泥浆要有较好的流动性，流动性好，流动阻力小，可提高水泥浆的挤注质量。 测量时，锥形圆环平放于具有环形刻度玻璃板的中心，将配好的水灰比为50％的水泥浆 搅拌后倒入环内，刮平表面，上提圆环，水泥浆在玻璃板上自由流散面积的最大、最小直径的平 均值，即为水泥浆的流动度。 (四)体积安定性 以标准稠度制成水泥试样，用煮沸法试验，体积变化必须均匀。 (五)失水 水泥浆的大量失水将引起急剧稠化，降低流动性，易在井壁形成水泥饼，严重者造成卡钻 和蹩泵，特别是在松软和渗透性好的地层。低失水是优质水泥的一项重要指标。 (六)抗折强度 抗折强度是指按水泥质量加50％水，成型后养护48h的抗折强度。 三、水泥凝固机理及影响因素 水泥与水混合后发生的变化非常复杂。当水泥与适量的水混合成水泥浆，先发生一系列的水泥颗粒和水泥矿物的化合及水化现象。其中最快的是水解作用，其变化过程为放热反应。 由于水化作用，使水泥浆中产生以硅酸钙为主要成分的胶体，随着水化作用的进行，胶体不断增多并逐渐凝聚变稠。同时在胶体中产生形成水泥石的新化合物，逐渐在非晶质胶体中开始呈现微粒晶体并逐渐硬化，使水泥浆失去流动性。 水泥的凝固过程，除受本身物理、化学因素影响外，也受到外部物理、化学因素的影响，主要是温度、压力和各种化学添加剂的影响。水泥的凝固时间随着温度的增加显著缩短，初凝的时间也随着压力的增加明显缩短。 由于施工的特殊要求，有时需要在水泥浆中加入某些添加剂，如石膏、硫酸铁、丹宁酸及表面活性剂等均能起到缓凝作用。加入泥浆，可配制成胶质水泥，它的漏失量很小。若加入石棉纤维，可配制成纤维水泥浆，这种水泥浆对于封堵窜槽有很重要的作用。应明确，不管使用哪种化学试剂和添加剂，均应在实验室内做好实验，取得优良的实验数据后再用于现场施工。 第二节 挤水泥 油田油、气水井在开发生产过程中，由于受油、气、水运移及各种应力、腐蚀、地质结构及施工措施诸因素的影响，一方面使新打井水泥返高不够，固井质量不合格；另一方面使生产井原固井水泥环遭到破坏，或造成油层窜通或地层胶结物被破坏，近井地带形成空洞，或因地层出水，套管破漏使油水井不能正常生产，通过挤水泥工艺技术，可使固井质量不合格井、窜槽井，套管破漏的油、气、水井恢复正常生产。 挤水泥工艺是利用液体压力挤入一定规格、数量的水泥浆，使之进入地层缝隙或多孔地带，套管外空洞、破漏处等目的层，达到在地层或地层与套管之间形成密封带，以承受各种应力．满足油、气、水井注采需要及生产措施的一种工艺技术。 1．挤水泥的目的及作用 挤水泥目的是恢复油、气、水井正常生产。 (1)对油、气、水井封堵某一出水层位或高含水层，解决在生产过程中注水开：发形成的矛盾。 (2)对油、气、水井层间窜通，油层与非油层窜通，生产井与邻井窜通，通过挤水泥封窜槽。 (3)通过挤水泥弥补油水井固套管破损不能承受各种应力作用，填补地层亏空。 (4)封堵某井段漏失，保护油气资源。 (5)对固井质量不合格的油、气、水井，通过挤水泥使其达到完井质量标准。 (6)对油、气、水井地层出砂井段，采用挤水泥及其添加剂实现人工井壁防砂。 (7)对某些因地质