低密度高强度水泥浆体系研究

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浅析低密度水泥浆体系的研究与应用

浅析低密度水泥浆体系的研究与应用
一 —

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常压 )
原材 料进 行 了适 当的 调 整 , 核 心 技 术 其 是选 择具 有合 理 颗粒 级 配 的较 低密 度 的 活性 胶 凝 材料 P W-3 增强 水泥 石的抗 Z 来
10 2 10 2 10 2 30 1 30 1 30 1 1 2 1 2 1 2


1 2 6 0 8
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1 8 9
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1 9 5
压 强 度 , 时 优 选 了分 散 剂 、 失 水 剂 同 降 缓 凝 剂 ( 据 井深 而定 ) 水 泥 外加剂 , 根 等
4 3 10 ∞ 2 1
4 3 ¨O ∞ 2 4 0 3 1O O 2 1 4 32 ∞ 10 1
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间 , 现 紧 密 堆 积 和 颗 粒 级 配 . 而 达 到 实 从
提高 低密 度水泥 强度 的 目的。
强度


3 水 B F ×

9 ℃ 5 稠 化 时 间 O O一
MP a
具有低 密 高 强特 点 的低 密度水 泥 浆 体 系是 根 据 紧密堆 积 和颗 粒 级 配理 论 研
7 8 8
14 8 2O 5 24 4
1 8 7 2 6 0 2 0 1
7 6 6 7 2
布 的充 填性 好 、 比表面 相对 较低 表 面光

低密度水泥浆体系的制备和室内性能评价

低密度水泥浆体系的制备和室内性能评价

低密度水泥浆体系的制备和室内性能评价I. 绪论简述低密度水泥浆体系的研究背景和意义,阐述本文的研究目的和意义。

II. 低密度水泥浆体系的制备方法介绍低密度水泥浆体系的主要组成和成分配比,详细描述低密度水泥浆体系的制备步骤,包括原材料的配制、混合和搅拌等过程。

III. 室内性能评价方法介绍低密度水泥浆体系室内性能评价的依据,详细列举低密度水泥浆体系应力应变性能、抗压强度、低温性能、渗透系数、吸水量等多个方面的测试方法。

IV. 实验结果与讨论给出低密度水泥浆体系制备后的实验结果,对比测试不同成分比例的低密度水泥浆的物理性能和力学性能,分析各项性能参数之间的关系,探讨低密度水泥浆体系的组成和制备工艺对其性能的影响。

V. 结论与展望总结低密度水泥浆体系的制备和室内性能评价研究,强调其在建筑和油田工程领域的应用前景,展望未来低密度水泥浆体系研究的发展方向和重点。

第一章:绪论低密度水泥浆体系是一种新型的建筑材料,其研究和应用具有重要的科学意义和实际价值。

本章旨在阐述低密度水泥浆体系的研究背景和意义,以及本文的研究目的和意义。

1.1 研究背景和意义传统水泥材料因其高密度和高强度而广泛应用于建筑领域,但其制备和使用过程中会对环境造成一定的污染,同时也存在原材料成本高、施工周期长等问题。

针对这些问题,人们开始研究低密度水泥浆体系。

低密度水泥浆体系具有良好的物理和力学性能,重量轻、使用周期短、环保等优点,逐渐开始应用于建筑和油田工程领域。

在石油开采过程中,液态低密度水泥浆作为控制井壁稳定性的主流材料,有效地减少了井壁漏失等问题。

在建筑领域中,低密度水泥浆可以用作填充材料、隔热材料、抗震材料等,提高了建筑结构的安全性和舒适度。

因此,低密度水泥浆体系的研究和应用具有重要的现实意义和科学意义,对于推动建筑材料科学的发展、改善人们的生活质量和保护环境都具有极其重要的价值和意义。

1.2 研究目的和意义本文旨在探究低密度水泥浆体系的制备方法和室内性能评价方法,并深入研究各项性能参数之间的关系。

1.25~1.30gcm^3低密高强水泥浆体系研究与应用

1.25~1.30gcm^3低密高强水泥浆体系研究与应用

1.25~1.30g/cm3低密高强水泥浆体系研究与应用李德伟*(中国石油集团川庆钻探工程有限公司长庆固井公司,陕西西安710000)摘要:2019年,油田公司为了保护油层,保护套管的要求,调整了油、气井产建方案,油气井实行全封固,同时对低密度段封固质量及性能提出了更高的要求。

低密度水泥石24h抗压强度达到7.0MPa 以上。

因此,为了解决承压能力低区块难以实施一次上返固井工艺的技术难题,研制出了一种复合减轻剂以及形成了三种低密高强水泥浆体系,使用密度范围为1.25~1.30g/cm3,适用温度范围广泛,具有水泥浆稳定性好、抗压强度高、渗透率低、防气窜能力强、失水量易控制等特点,提高低密度段固井质量,满足甲方产建方案要求。

混灰流程方便,现场施工工艺简单,取得了很好的经济效益。

关键词:1.25~1.30g/cm3;低密高强;水泥浆体系;复合减轻材料;现场应用中图分类号:TE24文献标识码:B文章编号:1004-5716(2021)03-0101-04随着长庆油田对低压低渗透油气藏的进一步勘探和开发,深井和长封固段井的数量也逐年增多,低压易漏井和深井长封固井的固井难点也日趋突显出来。

为避免长封井和易漏井固井施工中出现漏失,并保证固井质量,对固井水泥浆的各项性能提出了更高的要求,特别是在2019年,为了适应新环保法的要求,长庆油田调整了油、气井产建方案,油气井实行全封固,同时对低密度段封固质量及性能提出了更高的要求。

不仅要进一步降低水泥浆密度,还要保证水泥浆在大温差下的各项性能,最大程度地满足油田勘探开发的要求。

1长庆油田低密度水泥浆应用现状目前,长庆油田应用的低密度水泥浆密度范围在1.35~1.65g/cm3之间,难以满足地层承压能力特低的区块的固井要求和固井质量要求。

但该水泥浆密度和低温条件下的抗压强度,还不完全满足长封段固井要求。

1.25~1.30g/cm3低密高强水泥浆体系的研究的完成将有利于保证长庆油田深井和长封固井的固井施工及提高固井质量,改善下部漏失层承压能力;同时随着水泥浆密度的进一步降低,也减少了液柱压力与地层压力的过平衡的程度,尽可能避免了油气层带来的损害;为长庆油田后续开发的需求提供了有利的技术支撑,对固井技术的发展起到积极的推动作用。

低密度高强度水泥浆体系分析

低密度高强度水泥浆体系分析

T(℃ )
6 0
流动度 ( c m)
2 0
F L AP I
4 2
游离液 ( mL)

t 稠化 ( ai r n)
l 8 2
P 2 4 h ( MP a )
1 0. 8
降 水剂 、D R B — I S 增 强 材 料 、漂 珠 、G级 油井水 泥等 ,使用 的设备 有 :激 光粒度 分 析仪 、 高温高 压养护 釜 、 高 温高压 稠化仪 、 高温高 压失水 仪 、常压稠化 仪等 。 制 备 水 泥 浆 及 测试 其 性 能 均 严 格 按 照A P I 标准 实施 。 二 、材料 与外 加剂 的分析 材 料 与 外 加 剂 分 析 主要 包 括 水 泥 与 外掺料性能、 外加剂选择研究量方面内容 , 接 下来 进行逐 一分 析研究 。 l 水 泥与 外掺料 性能 分析 D R B — I S由很多 种类 具 有活 性 的超 细 材 料 组 成 ,其粒 径较 G级 水 泥 小 ,所 以 比 表 面积 相 对 较 大 ,在 水 泥 浆 液 体 系 中 能 够发 挥 较 好 的悬 浮 稳 定 作 用 ;漂 珠 、 D R B — I s 增 强 材 料 、G级 水 泥 虽 然具 有 不 同 的粒 径 ,可 增强低 密度 水泥浆 堆积 密实 度 ,提 高水 泥石 强 度 ;D R B — I S增强 材 料


试验 内容
配方
1 #
表1 低 密度高强度水泥浆综合性能对比
密度 ( cm 3 )
1 . 2
1 试 验材 料及设 备介 绍 为对 低 密 度 高 强 度水 泥 体 系 进 行研 究 ,本 文 进行 的试 验 所需 材料 包 括 D R S — I s分 散 剂 、D R A — I S 早 强 剂 、D R F 一 3 0 0 S

低密度高强度水泥浆体系研究与应用

低密度高强度水泥浆体系研究与应用

低密度高强度水泥浆体系研究与应用首先,低密度高强度水泥浆体系的研究是多学科交叉的工作。

在研究过程中,需要从水泥化学、流变学、材料学等多个学科角度进行分析。

通过深入研究各种水泥材料的化学反应、流变性质以及形成高强度水泥浆的机理,可以找到制备低密度高强度水泥浆的有效方法。

其次,在低密度高强度水泥浆体系的应用方面,主要包括石油钻井和水泥固井。

在石油钻井中,低密度高强度水泥浆可以用于井口衬套、井眼质量改进等方面,提高整体钻井效率。

在水泥固井中,低密度高强度水泥浆可以用于井下充填、固井补偿等方面,增强固井效果,减少固井质量问题的发生。

另外,低密度高强度水泥浆体系还可以应用于其他领域,如建筑工程中的轻质混凝土制备。

通过将低密度高强度水泥浆与适当的骨料混合,可以制备出轻质混凝土,具有重量轻、强度高、耐久性好的优点,在建筑物的结构设计和施工中具有重要的作用。

在低密度高强度水泥浆体系的研究和应用中,还存在一些问题需要解决。

首先,需要深入研究低密度高强度水泥浆的制备工艺和配方设计,以提高低密度高强度水泥浆的性能和适应性。

其次,需要研究低密度高强度水泥浆在特殊环境下的稳定性和流变性能,以保证其在实际应用中的可靠性和稳定性。

最后,还需要进一步探索低密度高强度水泥浆的应用领域,拓宽其在其他领域的应用前景。

总的来说,低密度高强度水泥浆体系是一种具有重要研究和应用价值的新型水泥浆体系。

通过深入研究其制备工艺和配方设计,并探索其在不同领域的应用前景,可以进一步提高其性能和适应性,为相关行业提供更
好的解决方案。

同时,还需要加强学术研究和工程实践的结合,推动低密度高强度水泥浆体系的研究和应用工作的发展。

关于低密度高强度固井水泥浆的应用探讨

关于低密度高强度固井水泥浆的应用探讨

关于低密度高强度固井水泥浆的应用探讨作者:肖金柱来源:《China's foreign Trade》2010年第22期摘要为了满足低密度条件下固井施工的要求,常用的低密度水泥浆必须被淘汰。

本文就高强度超低密度水泥浆的基本性能及优势进行的研究得知其适用的温度范围十分广泛,具有稳定性好、抗压强度高、渗透率低、防气窜能力强、失水量易控制等优点,因此可以在更大的方面满足低压易漏、气体钻井以及欠平衡钻井的固井要求,简化了施工工艺,提高了施工效率。

关键词低密度高强度水泥固井应用1低密度高强度固井水泥的设计思路及组成体系组成1.1低密度高强度水泥将的设计思路随着科学界对微观力学与宏观力学进一步的研究,一些科学工作者提出了通过紧密堆积理论及材料颗粒大小分布来提高材料宏观力学性能的技术构想。

通过调节混合物加固对象的不同颗粒的尺寸分布,进行合理级配和加工,从而使水泥浆体系能够实现良好的孔隙充填。

多种尺寸的颗粒分布的混合物紧密堆积一单位体积水泥浆含有更多的固相,从而得到高性能的水泥浆。

低密度高强度水泥浆的组成是根据物料间的物理化学作用来确定的。

为提高低密度水泥浆的性能,研究并确定具有一定颗粒分布的充填性好、比表面积小、表面光滑致密、本身化学性能高的矿物活性材料,不仅能够发生自身凝硬性的反应,还能够提高水泥浆的整体性能。

高强低密度水泥浆是以线性堆积模型和固体悬浮模型为基础的,根据紧密堆积理论进行设计。

这个体系利用合理的物料颗粒级配以及对物料表面性质的改善,减少物料颗粒间的充填水和表面的润滑水,提高单位体积水泥浆中的固相,形成更加致密的水泥石,通过超细矿物材料之间的物理作用,提高低密度水泥浆的力学性能。

体系中的增强剂是由具有合理颗粒级配的活性矿物材料组成的,可在水泥中形成具有致密网架结构的悬浮体系,体系中还能够产生细小的、均匀分布的、具有一定弹性的封闭泡沫,能够进一步地充填、连接悬浮体系中的固体颗粒,从而使体系更加稳定。

深井低密度水泥浆体系的研究

深井低密度水泥浆体系的研究

深井低密度水泥浆体系的研究一、引言深水钻井作为目前石油勘探和开发的热点领域,对于水泥浆的要求也越来越高。

传统的水泥浆在深水环境下存在着密度大、加固效果差、分层严重等问题,因此需要研究开发新型的深井低密度水泥浆体系,以满足深井环境下的水泥浆需求。

二、深井低密度水泥浆体系的研究意义深井环境下的水泥浆需求不同于常规条件下的水泥浆,需要考虑密度低、加固效果好、抗渗透性高等特点。

研究深井低密度水泥浆体系具有重要的现实意义和应用价值。

三、深井低密度水泥浆体系的组成与性能1.成分深井低密度水泥浆体系的主要成分包括水泥、轻质填料、掺合料、分散剂、增稠剂等。

水泥是水泥浆的主要固化材料,轻质填料用于降低水泥浆的密度,掺合料用于改善水泥浆的加固效果,分散剂用于控制水泥浆的流变性能,增稠剂用于提高水泥浆的承载能力。

2.性能深井低密度水泥浆体系的性能主要包括密度、加固效果、抗渗透性等指标。

密度是衡量深井水泥浆体系的重要参数,一般要求在1.2-1.6g/cm3之间;加固效果是衡量深井水泥浆体系的另一个重要参数,要求水泥浆能够有效地封堵井壁裂隙,提高地层的稳定性;抗渗透性是衡量深井水泥浆体系的关键指标,要求水泥浆能够有效地抵御地层流体的侵入,保证井筒的安全稳定。

四、深井低密度水泥浆体系的关键技术1.轻质填料的选择选择合适的轻质填料是构建深井低密度水泥浆体系的关键技术之一。

常见的轻质填料包括珍珠岩粉、膨胀珍珠岩粉、膨胀硅酸盐粉等,这些轻质填料具有密度低、吸水性小、热膨胀系数小等优点,适合用于构建深井低密度水泥浆体系。

2.掺合料的应用掺合料能够改善水泥浆的加固效果和抗渗透性能,是构建深井低密度水泥浆体系的关键技术之一。

常见的掺合料包括粉煤灰、硅灰等,这些掺合料具有微粒细度、活性成分高等优点,能够有效地改善水泥浆的加固效果和抗渗透性能。

五、深井低密度水泥浆体系的应用展望深井低密度水泥浆体系在深水钻井、钻井液固井、油套管固井等领域具有广阔的应用前景。

超低密度水泥浆体系的设计与研究

超低密度水泥浆体系的设计与研究

超低密度水泥浆体系设计和研究孙富全侯薇靳建洲高永会(中国石油集团工程技术研究院,天津塘沽)摘要欠平衡钻井的发展和某些低破裂压力地层要求固井水泥浆密度低于1.20g/cm3,有些甚至要求水泥浆密度低于1.00g/cm3。

为此,本文引入了超低密度水泥浆的概念;分析了所使用的减轻材料选择依据,提出超低密度水泥浆设计原理,超低密度水泥浆密度可达0.96g/cm3;讨论了超低密度水泥浆稳定性、失水、强度等性能,并对超低密度水泥浆的的综合性能进行试验,试验结果表明其综合性能优良,可以满足各种固井工程的应用要求。

关键词固井超低密度水泥浆紧密堆积水泥浆性能Abstract: under-balanced drilling and some low pressure and circulation-lost formation require cementing slurry density below 1.20 g/cm3. In some cases, slurry density less than 1.00 g/cm3 is also needed. So, the concept of super light weight slurry is introduced in this paper, the choosing rule for the light weight materials is analyzed and the design theory of super light weight slurry is put forward, by which the slurry density can reach 0.96g/cm3. The slurry properties, such as stability, fluid loss, strength development, etc., are discussed in this paper and slurry complex property has been tested. The testing results show the super light weight slurry has excellent complex property, which can fulfill the need of various cementing application.Key words: Cementing Super light weight slurry High packing Slurry property1、前言低密度水泥浆在低压,易漏,低渗等油气层固井中具有广泛的应用,一般密度范围为1.20~1.60g/cm3。

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积 , 水泥 浆体 系具 有很好 的悬 浮稳定 作用 ; 对 G级水 泥 、
D B一1 R S增强 材料 、 漂珠 三种 不 同粒 径分 布 的材料 , 通
性, 却难以保证水泥环的高强度 , 因此对水泥浆设计来 说, 低密度、 高强度 、 低失水量 、 稳定性好是关键 , 也是 目 前急待解决的问题 。开发了一套低密度高强度水泥浆 体系, 并对 该水 泥浆 体系进 行 了性 能评 价 。
性 能
水 强料 珠 菜 增材 漂 i 泥 料… S
钻井 工程 技术 研究 院 。 主要 设备 : 常压 稠 化仪 , 阳泰 格 石 油仪 器 设 备 制 沈
造有限公司 ; 高温高压失水仪 , 阳泰格石油仪器设 备 沈 制造 有 限 公 司 ; 温高 压 稠 化仪 , 国 C a de 公 司 ; 高 美 hn l r 高 温 高 压 养 护 釜 , 国 C ade 公 司 ; 光 粒 度 分 析 美 hn lr 激
仪, 珠海 欧美 克仪 器有 限公 司 。
1 2 性 能测试 方 法 .
水泥 浆制 备及 性能测 试按 照 AP 标 准进行 。 I 2 材料 和外 加剂 研究
2 1 水 泥及 外掺 料性 能 .
表 1 G级 水泥 、 R 为 D B一 1 S增 强 材 料及 漂 珠 粒 径
* 收 稿 日期 :0 11—9 2 1- 10
1 试 验 部分
1 1 材 料 、 剂和 主要设 备 . 试
过颗 粒级配 的作 用能 够 使 低 密度 水 泥 浆具 有 很 好 的堆 积密 实度 , 而使 水 泥石具 有 高强度 ; B一1 强材 从 DR S增 料 中 的活性 成分 能够 促进 水泥 水化 , 以使 水泥 石获得 可
较高的早期强度 。
度要求的水泥浆 , R -30 D F 0S本身没有缓凝作用 , 对水 泥浆 的稠化 时 间及水 泥石抗压 强 度发展 无不 良影响 。
1 0 水 ( 度 1 3 g c ) 1 密 . 0 /m。 。 4: # G级 水泥 +5 漂 珠 + 5 D B一 1 强 材 7 8 R S增 料 +4 0 D 一 3 0 +0 2 DRH一 1 0 凝 剂 + . RF 0 S . 0I缓 02 D . RX一1 L消泡 剂 +1 0 水 ( 度 1 3 g c ) 1 密 . 0 / m3 。 5 G 级水 泥 +3 漂 珠 +4 DR #: 7/ 9 6 1 B一1 S增 强材
21 02年第 7 期
西 部探 矿工程
3 3
低 密度 高 强 度 水 泥 浆体 系研 究
于永金 , 刘硕琼 , 靳建洲 , 齐奉 忠 , 袁进平
( 中国石油 集 团钻 井工 程技术 研 究院 固井完 井研 究所 , 京 10 9) 北 01 5 摘 要 : 压 易漏地 层在 固井过程 中易发 生 漏失 , 低 因此低 压 易漏地层 固井要 求降低 水泥浆 密度 。介绍
2 2 外 加剂选 择研 究 .
降失水 剂 D -30 RF 0S为 固体成 膜 型 降 失水 剂 , 用 这种 降失水 剂 配制 出 的水 泥 浆具 有 降 滤失 、 防漏 、 防窜
第一作者简介 : 于永金 (9 2)男 ( 18 一 , 汉族 )河北保定人, , 工程师 , 现从事圃井 、 水泥浆及 ̄ J 剂 的研究工作。 b ̄ J
3 4
西 部探 矿工 程 1 7 水 ( 度 1 2 g c ) 5 密 . 0 /m3 。
21 0 2年第 7 期
等多 种功 能 , 与钛铁 矿粉 、 晶石 粉 、 煤灰 、 可 重 粉 漂珠 、 坂 土等 密度调 节剂 以及 硅 石粉 一起 使 用 以配制 出不 同 密
3: # G级水 泥 +5 漂珠 + 5 DR 7 8 B一 1 强 材 S增 料 + 4 0/D . RF一 30 + 0 2 D 9 6 0 S . RX一 1 L消 泡 剂 +
在低 压易漏 地层 , 别 是 裂缝 型 、 洞 型 碳 酸盐 地 特 溶 层 固井 中 , 常规 密度 水泥 浆 固井极 易 引 起 井 漏 , 造成 固
统计 情况 , R 一 1 D B S是根 据 紧 密堆 积 理 论 由多 种具 有 活性 的超细 材料 组成 , 由表 中数 据 可知 , R D B—l S的粒
径 比 G 级水 泥 的 粒 径小 得 多 , 因此 具 有 较 大 的 比表 面
井失败或 固井质量不合格 。采用低密度水泥浆 固井可
有效 解决 上述 固井 复杂 问题 , 护 油气 储 集层 , 高 单 保 提 井产 能[ ] 1 。普 通低 密度 水泥 浆可 以保证水 泥 浆 的流 变
表 1 水泥 、 R D B一1 S增强材料及漂珠粒径统计 表
主要 材料及 外加 剂 : 华 G 级油 井 水 泥 , 嘉 四川 嘉 华 水泥 厂 ; 漂珠 ; R D B一1 S增强 材料 、 F 3 0 DR 一 0 S降 失 水 剂 、 A一1 DR S早 强剂 、 R 一1 D S S分散 剂 , 国石 油 集 团 中
于 5 mI,4 0 2 h抗压 强度 高 于 1 MP , 系稳 定 , O a体 满足 固井施 工要 求 。
关 键词 : 密度 ; 低 高强度 ; 水泥 浆性 能 ; 固井
பைடு நூலகம்
中图分 类号 : 2 4 文 献标识 码 : 文章 编号 :0 4 5 1 (0 2 O 一O 3 —0 TE 5 A 10 - 762 1 )7 03 3
了一种 能满足低 压 易漏地层 的 密度 为 1 2 ~ 1 5 g c 低 密度 高强度 水 泥浆 体 系, . 0 . 0 / m。 该体 系 引入 了一
种根据 紧密堆积理论开发 的增强材料 D B s D B S能够使漂珠低 密度水泥浆体 系具有 良好 R 一1 , R —l 的稳 定性 及 密 实性 。低 密度 高强度 水 泥浆性 能评价 结果表 明 : 该水 泥浆体 系稠 化 时 间易调 , 失水量低
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