水泥浆的性能及其提高固井质量措施
水泥浆性能对固井质量的影响
水泥浆性能对固井质量的影响【摘要】固井作业是石油工业中非常重要的环节，其质量直接关系到井下安全和井上产量。
固井水泥浆是固井作业中不可或缺的一部分，其性能直接影响到固井质量。
因此，研究固井水泥浆性能对固井质量的影响非常重要。
本文通过对固井水泥浆性能与固井质量的关系进行研究，探讨了如何通过优化固井水泥浆性能来提高固井质量，为石油工业提供了有益的参考。
【关键词】固井；水泥浆；固井质量引言固井作业是石油工业中极为重要的一环，它的主要作用是保障井下安全和提高井上产量。
而固井水泥浆是固井作业中最为关键的一部分，其性能直接影响到固井质量。
近年来，由于地下环境的复杂性和井深的增加，固井作业面临着越来越多的挑战。
为了确保固井质量，研究固井水泥浆性能对固井质量的影响，优化固井水泥浆配方，提高固井质量是非常必要的。
1.固井水泥浆性能对固井质量的重要性固井是油气勘探开发中的一项关键技术，其质量直接影响到油气井的安全稳产和环境保护。
固井过程中，水泥浆是起到关键作用的材料之一，其性能对固井质量起到至关重要的影响。
因此，研究水泥浆的性能参数和其对固井质量的影响，对于保障油气井的安全、稳定和可持续生产具有重要的现实意义。
水泥浆在固井过程中承担着以下几个方面的重要功能：填隙固井、支撑井壁、隔离不同地层、防漏等。
因此，水泥浆的性能参数应当满足具有一定强度、流动性、可凝性和适当收缩率等特点，以保证固井的质量和稳定性。
同时，水泥浆性能参数的优化也有助于提高固井施工的效率、降低成本，保证固井的施工质量和环境安全。
2.水泥浆性能对固井质量的影响分析2.1 水泥浆浆柱结构对固井质量的影响在固井过程中，水泥浆浆柱的结构对固井质量有着非常重要的影响。
固井浆柱结构的合理设计可以有效地防止井壁塌陷、分层、钻柱失稳等问题，同时也可以保证固井液的正常循环，提高固井质量。
如果浆柱结构不合理，很容易出现固井不牢固、漏失严重等问题，给井下作业带来不必要的麻烦和安全隐患。
固井水泥浆性能对固井质量的影响分析
固井水泥浆性能对固井质量的影响分析摘要:为了研究水泥浆性能对固井质量的影响,利用现场水泥浆性能的相关资料并结合第一､第二界面固井质量的测井解释结果,定性地统计出水泥浆性能与固井质量间的关系｡经过对水泥浆性能的统计表明,水泥浆结构使用领浆和尾浆比用单一结构的固井质量要高,且当领尾浆的长度比大于1､领尾浆的稠化时间差为40~60min时,有利于提高固井质量｡水泥浆领浆和尾浆的稠化过渡时间小于20min 时,有利于提高固井质量｡如果用水泥浆性能系数SPN评价水泥浆的防气窜能力,则领浆的SPN值小于3及尾浆的SPN值小于6时,有利于保证固井质量｡｡关键词:固井;水泥浆;性能;固井质量1前言目前,随着对固井质量影响因素全面而深入的研究,水泥浆性能对固井质量的影响越来越受到固井工作人员和科研人员的高度重视｡研究表明,水泥浆的体系以及性能都会不同程度地对固井质量产生影响,但是关于水泥浆性能对固井质量影响的研究主要是室内实验研究｡利用统计现场数据的方法研究水泥浆性能对固井质量的影响还很少,只对水泥浆的少数性能进行统计,没有对水泥浆性能进行系统的统计｡2固井水泥原材料2.1水泥选择目前,我国常用普通硅酸盐水泥和G级油井水泥作为固井原材料｡针对钻采地热能时热能的流失和孔壁垮塌等问题,我国研究人员展开了一系列研究｡以硅酸盐水泥为原材料制备了固井导热水泥材料,以G级油井水泥为原材料与石墨混合制备导热水泥材料等｡普通硅酸盐水泥由硅酸盐水泥熟料,5%~20%的混合材料及适量的石膏混合而成｡G级油井水泥与普通硅酸盐水泥的根本区别在于:油井水泥具有严格的化学成分和矿物成分,由硅酸盐水泥熟料和适量的石膏混合而成｡针对这两种常用固井水泥的性能,国家相关学者研究分析出高温条件下,两种固井水泥的流动性与水灰比成正比关系;由于水分的蒸发,两种水泥的凝结时间都显著减少;高温下养护3d,两种固井水泥的抗压强度也受到很大影响,但是G级油井水泥下降幅度小,较为稳定｡除此之外,G级油井水泥还具有较好的抗硫酸盐腐蚀作用,于是选用较为稳定的G级油井水泥作为固井原材料,研究人员更容易筛选出高导热固井水泥材料｡2.2外加剂选择为了弥补固井水泥在高温条件下性能的减弱,于是研究者向固井水泥中混合了外加剂,从而来调整固井水泥的性能｡常用的外加剂分为降失水剂､缓凝剂､早强剂､减水剂､分散剂等等｡因此,选用合适的外加剂,对于提升固井水泥性能是非常重要的｡(1)降失水剂用于固井水泥中时,减少水泥浆滤失量,有效控制固井水泥的流动性和稠化时间,工程中使用最多的降失水剂主要是以AMPS和AM为主要单体的共聚物｡(2)油井水泥稳定剂是一种以多种氢氧化物为主辅以适量抗高温纤维组成的固体粉末,稳定剂的加入能防止水泥长期经受高温后抗压强度的衰退,但其加量越大水泥流动性就越差,因此需要控制加入稳定剂的用量｡(3)在地热钻采深度为1800m以上时,为了防止水泥浆凝结过快,需要向固井水泥中加入缓凝剂｡缓凝剂通常为羟基羧酸类､有机膦酸类以及木质素磺酸盐类,然而常用的聚合物缓凝剂在高温､强碱易发生降解,经研究如果通过聚合反应将含有多种官能团的单体聚合在一起,可以使缓凝剂具有更好的抗温性能｡3水泥浆性能对固井质量的影响3.1水泥浆初稠水泥浆初稠对顶替流态有很大的影响,可影响顶替效率和固井质量｡当水泥浆初稠较小时,则可能降低顶替效率;当水泥浆初稠较大时,流动度较低,导致部分环空返速达不到要求,从而影响固井质量的提高｡水泥浆的初稠在5~10BC时的固井质量较高｡因此,设计水泥浆初稠在一定的范围内可以提高固井质量｡3.2水泥浆稠化过渡时间水泥浆的稠化过渡时间是水泥浆防窜系数的核心指标之一,稠化过渡时间越短,防窜效果越好｡这是因为稠化过渡时间缩短后,减少了地层流体窜入井内的时间,有效地防止窜流的发生,从而提高固井质量｡水泥浆领浆和尾浆稠化过渡时间的影响如表1所示｡由表1可知,水泥浆领浆和尾浆稠化过渡时间少于20min时,其第一､第二界面的固井优质率和总合格率都相对较高｡因此,应尽量使水泥浆的稠化过渡时间控制在20min以内｡表1水泥浆领浆和尾浆稠化过渡时间的影响3.3水泥浆领浆和尾浆稠化时间差值水泥浆领浆和尾浆的稠化时间差值主要影响着水泥浆的防窜效果,差值不宜过小也不宜过大｡当水泥浆领浆和尾浆的稠化时间差偏小时,使领浆的缓凝效果减弱,地层流体有可能在领浆开始失重并且尾浆胶凝强度未达到240Pa时进入井内,导致窜流发生;当水泥浆领浆和尾浆的稠化时间差偏大时,领浆的过度缓凝可能会影响尾浆的凝固效果,导致窜流发生,从而使得固井质量降低｡水泥浆领浆和尾浆稠化时间差的影响如表2所示｡由表2可知,水泥浆领浆和尾浆的稠化时间差值介于40~60min时,其第一､第二界面的固井优质率和总合格率都相对较高｡因此,应该使水泥浆领浆和尾浆的稠化时间差控制在40~60min以内｡表2水泥浆领浆和尾浆稠化时间差的影响3.4水泥浆性能系数SPN值PN值是水泥浆防窜系数的指标之一,SPN值小于3时,表示防窜效果好;SPN介于3~6之间时,表示防窜效果中等;SPN大于6时,表示水泥浆防窜效果差｡水泥浆领浆的SPN值的影响如表3所示｡由表3可知,水泥浆领浆的SPN值小于3时,固井质量优质率较高;水泥浆尾浆的SPN值小于6时,固井质量优质率较高｡因此,在用SPN设计水泥浆的防窜性能时,注意分别考虑领尾浆的防窜特性｡表3水泥浆领浆的SPN值的影响4结论水泥浆结构使用领浆和尾浆比用单一结构的固井质量要高,且当领尾浆的长度比大于1.5和领尾浆的稠化时间差为40~60min时,有利于提高固井质量｡水泥浆领浆和尾浆的稠化过渡时间少于20min时,有利于提高固井质量｡如果用水泥浆性能系数SPN评价水泥浆的防气窜能力,则领浆的SPN值小于3及尾浆的SPN值小于6时,有利于保证固井质量｡参考文献:[1]刁胜贤,张丽哲,任知维,等.粉煤灰水泥浆体系研究与应用[J].石油钻探技术,2002,30(5):39-41.[2]叶志富.固井质量影响因素及对策[J].天然气技术,2008(3):27-29,79.[3]曾庆真.海拉尔盆地苏德尔构造带固井质量的影响因素及对策[J].内蒙古石油化工,2005(7):121.。
2水泥浆的性能及其提高固井质量措施
2水泥浆的性能及其提高固井质量措施水泥浆是固井工程中一种重要的材料，用于封隔油井或气井中的不稳定地层和防止油气泄漏。
水泥浆的性能直接影响固井质量，因此需要采取相应的措施来提高固井质量。
本文将介绍水泥浆的性能及其提高固井质量的措施。
1.水泥浆的性能：1.1流动性：水泥浆需具有良好的流动性以便于泵送，减少泵送阻力，保证浆液均匀输送，以达到完整充填井筒和充分密封的目的。
1.2成型性：水泥浆需具有良好的成型性能，能够在固井过程中保持稳定的形态，不发生分层和分离现象，以防止泥浆裂缝的产生。
1.3强度：水泥浆的强度是评价其固井质量的重要指标之一、水泥浆需具有足够的强度以保证井壁充分固化，防止油、气外溢和地层破坏。
1.4密封性：水泥浆需具有良好的密封性能，能够有效封隔井筒和地层之间的间隙，以阻止油、气向井口移动或外泄。
2.提高水泥浆固井质量的措施：2.1添加剂的选择：根据不同的需求，可向水泥浆中添加适量的防失水剂、增稠剂、降粘剂等，以改善浆液的流动性、成型性和抗裂性。
2.2水泥浆配合比的合理设计：通过控制水泥与水的比例、增加掺合料的使用量等措施，调整浆液的流变性能和强度，以达到最佳的固井效果。
2.3水泥浆的施工工艺控制：包括搅拌时间、搅拌速度、搅拌工艺等，合理控制工艺参数，防止泥浆分层、分离等问题的发生。
2.4浆液充填和固化过程的监测控制：通过实时监测浆液的流动性、密封性和强度等指标，及时调整固井操作参数，保证水泥浆的质量和固井效果。
2.5精确的固井设计和施工方案：根据具体的井况、地层条件和固井目标，制定合理的固井设计和施工方案，以确保水泥浆在封隔地层和保护井筒方面的有效性。
综上所述，水泥浆的性能对固井质量具有重要影响。
需要通过选择适当的添加剂、设计合理的配合比、控制施工工艺和监测固井过程等措施，来提高水泥浆的性能和固井质量，从而保证油井或气井的安全和可靠运营。
提高加密井固井质量的措施与性能要求
提高加密井固井质量的措施与性能要求加密井具有保护地表水和土壤的重要作用，能够有效避免地下水资源受到污染。
为了更好地实现加密井的保护作用，加密井的井固井质量需要得到进一步提高。
本文将重点讨论提高加密井固井井质量的措施和性能要求。
一、提高加密井固井井壁强度加密井井壁强度是影响井固井质量的关键因素之一。
为了提高固井井壁强度，我们应采取以下措施：1、选用优质泥浆进行固井泥浆是固井的重要材料，固井工程中选择优质的泥浆可以大大提高固井井壁强度。
优质泥浆应具有黏度高、密度较大、稳定性好等特点，能够保证固井井壁有足够的支撑力。
2、加强钢筋网的使用钢筋网是在井壁中铺设的一种加强材料，能够增强井壁的整体强度和稳定性。
在井固井施工时，应采用高质量的钢筋网，并在井壁中设置足够数量的加强筋，以提高固井井壁的强度。
3、采用新型水泥加固材料传统的水泥固井材料存在着易龟裂、强度不高等缺点，难以满足现代加密井固井的要求。
现在市场上出现了一些新型的水泥加固材料，能够有效提高固井井壁的强度和耐久性，是提高加密井固井井壁强度的重要手段之一。
二、优化井固井结构设计井固井结构的设计对固井井壁的强度和稳定性有着重要影响。
为了提高加密井固井的质量，我们应该从以下几个方面优化井固井结构的设计：1、增加井壁的厚度井壁的厚度是影响井固井质量的关键参数之一。
增加井壁的厚度可以提高井固井的稳定性和强度，减少塌方和漏水的风险。
在设计井固井结构时应当根据井身的大小、地下水位情况等因素合理确定井壁的厚度。
2、合理设计井底、井口的结构井底、井口的结构对加密井的稳定性和安全性同样具有重要作用。
在井固井设计中，应合理设计井底和井口的结构，使其能够有效支撑井身和井壁，避免井口坍塌和渗漏等安全隐患。
3、考虑井身材料的选择在设计加密井固井结构时，应当考虑用什么材料来建造井身。
传统的井身材料存在质量不好、易断裂、使用寿命短等缺点。
现在市场上有一些优质的井身材料，如玻璃纤维增强塑料等，具有轻质、高强度、耐腐蚀等特点，能够有效提高加密井固井的质量和耐久性。
如何提高施工井的固井质量
如何提高施工井的固井质量摘要：施工井的固井工作是钻井的最后一道工序，是衔接钻井和采油工程的重要环节，固井技术直接影响油气田的勘探开发效果和经济效益。
随着复杂油藏的探勘开发和钻井工艺的技术进步，对固井工艺和质量的要求越来越高。
本文针对当前存在的问题，介绍了我公司固井技术的现状，及提高施工井固井质量的新材料、新体系、新理论等。
关键词：固井质量水泥浆技术对策1.绪论如今胜利油田已完善了多种油藏固井技术。
随着复杂油藏开发、油层保护、防砂完井等特殊要求，随着工具的完善和新工具的研制开发，原来所谓的常规技术又赋予了新内容的工艺技术。
目前的完井固井工艺技术，主要针对油藏类型、地质特征、流体性质和开采工艺要求，结合钻井过程中遇到的复杂情况来研究和采取具有针对性的工艺技术。
2固井质量差对生产的影响（1）固井质量差，产层或层间封固不合格，导致油井高含水。
布置调整井的主要目的是实施层内细分开采，固井时要求即要防止被调整的薄油层之间互相窜通，又要防止被调整的薄油层和老油层之间的窜通，如果固井质量不好，就会造成油水层间的窜槽。
就会出现生产井突然含水上升。
（2）固井质量差，导致生产层内无法细分开采。
坨30断块新井 35x436井射孔沙二103 、102层顶部避射，高含水。
邻井34x418井含水 94.7%，分析原因35x436井固井质量评价图显示其沙二l02-3层固井均很差，避射根本不起作用。
（3）固井漏失、水泥浆返高不够，浅层套管损害严重。
目前胜坨油区1000m以上浅层套管破损的油水井数较多，表现形式为丝扣漏失、套管穿孔等，其中套损水井中水泥返高以上的套损套损水井的22.4%，浅层套管漏失问题日益突出，并有逐年增加的趋势，已严重制约了注水开发.3.提高施工井固井质量对策3.1 不同于常规的完井固井工艺技术（1）水平井尾管防砂筛管顶部注水泥工艺针对低渗透、稠油、敏感、古潜山裂缝等特殊油藏，为防止水泥浆污染，保护油层，实现低效油藏的高效开发，采用了水平井尾管完井筛管顶部注水泥、水平井防砂（酸洗）完井、筛管选择性（分段）完井、水泥膨胀封隔器完井等工艺，为复杂油藏水平井开发提供了多样选择。
固井质量的影响因素及攻克途径探索
固井质量的影响因素及攻克途径探索固井质量是指在钻完井后进行水泥固井作业的过程和结果的质量，直接影响到井底的封固效果。
固井质量的好坏受到多种因素的影响，主要包括以下几个方面：1. 水泥浆配比：水泥浆配比的合理性直接影响到固井质量。
在设计水泥浆配比时，需要根据井深、井眼形状、井壁稳定性、地层性质等因素进行合理选择，以确保水泥浆的流动性、黏度和强度满足要求。
2. 水泥浆性能调整：水泥浆的性能调整是保证固井质量的关键。
通过调整水泥浆的稠度、凝结时间、抗压强度等性能参数，可以满足不同地层条件和井眼形状对固井的要求。
3. 固井泥浆与环空液体的室温密闭配合：固井泥浆在配制、储存和运输过程中，容易受到环空液体的污染，因此需要保持泥浆配制室的温度密闭，避免外界物质的污染。
4. 固井操作技术：固井操作技术对固井质量也有重要影响。
包括钻井液排除、井壁处理、搅拌水泥浆、浆体泵入、完井后清洗等操作过程都需要严格控制，确保操作流程标准化、规范化。
为了提高固井质量，可以采取以下措施：1. 加强人员培训：对参与固井作业的人员进行技术培训，提高其固井操作技能和安全意识，以确保操作规范、安全。
2. 强化沟通与协调：加强钻井设计和固井设计之间的沟通和协调，明确固井要求和地层情况，以便合理设计固井方案。
3. 引进先进技术和设备：引进先进的固井技术和设备，提高固井操作的准确性和效率，从而提高固井质量。
4. 加强质量监督和检测：建立健全的固井质量监督机制，对固井作业进行全程监测和检测，及时发现、处理和纠正固井质量问题。
提高固井质量需要综合考虑各种因素的影响，并采取相应的措施来解决问题。
通过加强人员培训、沟通协调、引进先进技术和设备，以及加强质量监督和检测，可以提高固井作业的质量和效率。
水泥浆的性能及其提高固井质量措施
一、描述油井水泥及水泥浆性能的参数
水泥的性能
★ 自由水 ★ 抗压强度 ★ 安定性 ★ 细度 ★ 稠化时间
水泥浆的性能 (现行)国家和API标准
★ 密度 ★ 自由水(析水) ★ 滤失量(失水) ★ 稠化时间 ★ 流变性能 ★ 水泥石抗压强度 ★ 水泥石渗透率
水泥浆的性能 (原)国家标准
YP，Pa
8.13
6.57
4.37
1.88
0.55
/
/
PV，Pa.s 0.6219 0.5865 0.3344 0.2652 0.2093 0.1421 0.1419
注
水泥浆密度ρc=2.25g/cm3，压力为15MPa。
② 压力的影响
一般情况下，压力对流变性能的影响不如温度 明显。
流变参数 常压 20 MPa 40 MPa 60 MPa 80 MPa 100 MPa
（3）提高稳定性的方法：
提高水泥浆稳定性就是降低游离水量和沉降量， 主要方法是增加浆体粘度和静切力。
增加水泥浆的粘度：减少用水量（增加水泥或 减轻剂或加重剂）、增加固相物细度、加入增粘 聚合物（一般受温度影响大）。
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：
对于有效封隔地层来说，水力胶结强度比剪切胶结强 度的作用更大。
7、水泥石的渗透率
渗透率是一定压力下，水泥石允许流体通过的特性， 单位μ m2。
一般情况下，对水泥石渗透率不作要求，用于封固 腐蚀性地层应尽量降低渗透率。
三、提高注水泥质量的措施
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。
石油固井中影响质量的主要因素及改进措施
石油固井在钻完井工程中处于重要地位，其工程量复杂、庞大，而在建设过程中，由于其难度系数较大，且存在着较多的不确定因素，因此固井质量的好坏对整体工程影响重大。
为此，相关部门应该重视石油固井的建设质量及建设效率，加强其管理力度，并对建设环境进行综合性分析，从而制定出更合理、更科学的建设方案，保证其质量，为后续工作奠定良好的基础。
1 石油固井中影响质量的主要因素（1）水泥浆。
水泥浆作为石油固井中影响质量的关键因素，源于水泥浆会发生分层沉淀现象，在水泥浆到达层目的层段后，如果能在发生分层沉淀现象前快速凝固，就不会影响石油固井的质量，否则的话就会使层面产生裂缝，严重影响石油固井的质量。
而且水泥浆极容易受到自身或外界因素的干扰，从而导致自身性能变差，产生的实际效果也达不到作业人员的预期。
水泥浆凝固速率主要有以下两方面因素。
从外界因素来看：分为环空返速和封固段的具体长度两点。
水泥浆在注入时，环空返速会对顶替效果造成一定的影响，为了保证石油固井的质量，必须要提升环空返速；从实际施工的情况来看，封固段的具体长度范围通常是900~1300m[1]，采用这个长度范围能使水泥浆充分发挥自身作用，从而使石油固井达到最好的施工效果。
从自身因素来看：包括水泥浆的密度、流动性及失水量等。
提高水泥浆的密度能够同时提升水泥浆的流速和浮力，如果注入流速过快易导致水泥浆分层沉淀，从而影响石油固井的质量，如果注入流速过慢则会加大注入难度；如果水泥浆失水量过大，多余的水量流失后会渗入地层，地层中黏土矿物吸水膨胀，间接对石油固井的质量造成影响。
因此，为了保证石油固井的质量，就必须要对水泥浆的密度、流动性和失水量等因素进行科学、合理的管控。
（2）地层岩性。
石油固井的第二界面是地层和水泥环，在进行石油固井作业时，应当给予特殊岩性地层的高度重视。
随着时间的推移油井不断受到地层给予的压力，同时因渗水现象导致地层胶结的密实度降低，从而降低石油固井的质量；地层声速的快慢会对水泥胶结的质量产生影响，从而间接影响到石油固井的质量；地层的吸水性导致注入流体内水分流失从而形成裂缝，而形成裂缝则会对石油固井带来坍塌的风险。
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实际应用中，只要存在上述情况之一，都认为水 泥浆是不稳定的，即：垂直水泥柱存在较大的密度 梯度，和 / 或水泥浆静止2小时游离出较大的自由水。 这两种现象单独发生，也可以同时出现。
（2）稳定性的测量方法：
① API标准的自由水； ② 水泥柱纵向收缩； ③ 水泥柱纵向密度梯度（分布）。
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1530min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）流变性能的影响因素：
水泥浆的流变学性质，不仅受其本身水化过程 的影响，还受温度、压力、剪切时间、水灰比、 外掺料和外加剂等的影响。
① 温度的影响
一般情况下，温度对水泥浆流变性能有很显著 的影响，其影响的程度往往与外加剂体系有关。
流变参数 27℃ 50℃ 75℃ 90℃ 120℃ 150℃ 175℃
（3）提高稳定性的方法：
提高水泥浆稳定性就是降低游离水量和沉降量， 主要方法是增加浆体粘度和静切力。
增加水泥浆的粘度：减少用水量（增加水泥或 减轻剂或加重剂）、增加固相物细度、加入增粘 聚合物（一般受温度影响大）。
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：
YP，Pa
8.13
6.57
4.37
1.88
0.55
/
/
PV，Pa.s 0.6219 0.5865 0.3344 0.2652 0.2093 0.1421 0.1419
注
水泥浆密度ρc=2.25g/cm3，压力为15MPa。
② 压力的影响
一般情况下，压力对流变性能的影响不如温度 明显。
水泥浆的性能及其提高固井质量 措施
一、描述油井水泥及水泥浆性能的参数
水泥的性能
★ 自由水 ★ 抗压强度 ★ 安定性 ★ 细度 ★ 稠化时间
水泥浆的性能 (现行)国家和API标准
★ 密度 ★ 自由水(析水) ★ 滤失量(失水) ★ 稠化时间 ★ 流变性能 ★ 水泥石抗压强度 ★ 水泥石渗透率
水泥浆的性能 (原)国家标准
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1.781.98 g/cm3。
低密度水泥：加减轻剂。主ห้องสมุดไป่ตู้有空心微珠、硅灰、
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”，
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
★ 密度 ★ 流动度 ★ 凝结时间 ★ 水泥石抗折强度
二、水泥浆的性能
1、水泥浆密度
水泥浆密度是一个 重要参数，主要由水 泥、水、外加剂和外 掺料的比例控制。一 般含水量越小，密度 越大。
混合水
最小水量
最大水量
不可泵送 可泵送泵
（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
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
水泥浆的稳定性，已越来越得到人们的重视。实践已证 明，许多水泥浆由于配方设计不合理，稳定性差，固相颗 粒产生沉降，析出自由水。因此，容易形成桥堵或油气水 窜流通道，特别是水平井和大斜度井更容易在井眼上侧形 成连通的自由水带和在下侧形成固相沉降垫层引起窜槽。
（1）稳定性的表示方法：
流变参数是描述水泥浆在外力作用下，产生流 动的特点的参数。
它的合理描述和准确测量，直接影响准确计算 注水泥过程的流动摩阻压力。
常用流变模式参数有：PV、YP(宾汉)，n、 k(幂律)，YP、n、k(赫巴)等。
（1）流变性能的测定方法：
常压、常温或中温（82℃）,用范式35型粘度计； 高温高压下，用增压流变仪，如7400型流变仪。 只有正确的描述（模型选择）和测出（测试仪器和 条件）水泥浆的流变性能，才能准确计算注水泥的 流动摩阻，合理的安排地面设备，防止发生井下事 故（漏失），提高顶替效率。
（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0.120.24g/cm3， 但密度越大，流动阻力也越大。
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。