低密度水泥浆固井技术探讨
浅析低密度水泥浆体系的研究与应用
ｇ
４ Ｏ ３ １ 。 ２ ∞
ｇ
１Ｏ ３ １ ２ ３ ３ １ ２ １
ｍｆ
１１ １ ５ ∞
５ ＢＣ） ０
ｍ １ ｎ
２ｈ４ｈ ） ４／８
１ ４ ３
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
１ ２ ６ ０ ８
１２ ６ Ｏ ０
１ ２
１ ８ ９
１１ ９
２ ３ ６ １ １ ９ １６ ５
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
１５ ３ １ ２ １ ６ ３ ２
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 ×
一
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
泡沫水泥浆固井技术
泡沫水泥浆固井技术前言油田常用的低密度水泥浆基本上可分为四类，即：1、用搬土控制自由水的搬土水泥浆，密度可控制在1.45g/cm3以下，但是这种水泥浆体系水灰比较高、抗压强度低，在使用上受到限制。
2、添加火山灰、硬沥青等低密度添加物的低密度水泥浆。
3、添加强度高、较低密度的漂珠配制漂珠水泥浆。
4、添加发泡剂和稳定剂，并充入空气或氮气的泡沫水泥浆。
从水泥本身讲，用提高水灰比的办法使水泥浆密度降到1.26g/cm3是非常不成功的。
1978年以后开始使用了两种新型的超低密度水泥浆，两者都以气体作为低密度的添加物，其中之一是气体充填于硬的、耐压空心漂珠内，有些空心漂珠水泥浆的密度比清水还低。
第二种是具有独特流变性能的泡沫水泥浆，这种剪切强度很高的水泥浆即使在很高的速度梯度下也可保持很好的流变性能，有利于提高水泥浆的顶替效率，这种新型材料的推广应用在地面建筑上已使用多年了。
一、泡沫水泥的基本性能1、性能稳定其气体能够均匀地分散在水泥浆中，不聚集，不上浮，形成的气泡保持相对稳定，满足固井要求。
2、抗压强度泡沫水泥在不控制失水的条件下，抗压强度较高；加入降失水剂后，失水控制较好，但强度降低较大。
在水力压裂作业时泡沫水泥的抗压强度虽低，但并不增加水泥环裂缝出现和发展的危险。
在套管试压和压裂作业时井内高压在水泥环处所产生的应力是拉应力，水泥环承受拉应力的能力主要取决于水泥机械性能（杨氏模量和波松比）及抗拉强度。
水泥石的抗压强度作用很小。
3、导热性水泥石的导热系数随水泥浆密度的降低而降低。
泡沫水泥的隔热性优于常规水泥。
4、可塑性泡沫水泥可塑性好，当套管承受压力时它可以变形，且不会像常规水泥那样出现破裂。
泡沫水泥的可塑性一般比普通水泥至少大一个数量级，而价格比纤维水泥要经济。
目前，泡沫水泥浆以其成本低、密度低、强度高、替浆泵压低、隔热性能好等优点日益受到人们的重视。
二、泡沫水泥的应用泡沫水泥可以解决一系列钻井时发生的问题，其中包括：1、对于普遍存在着的裸井眼段较长，而且存在漏层的深井套管来说，使用等于或小于钻井泥浆密度的泡沫水泥浆一次注水泥，较双级或多级注水泥经济而有效。
超低密度水泥浆固井技术在煤层气井中的应用
超低密度水泥浆固井技术在煤层气井中的应用
超低密度水泥浆固井技术在煤层气井中的应用
敬倩;王海升;强明宇
【期刊名称】《中国石油和化工标准与质量》
【年(卷),期】2018(038)004
【摘要】煤层气井具有:井身浅、井底温度低、力学稳定性差等特点,采用常规水泥浆固井常出现稠化时间长、流动性差、失水量大、易污染、易发生气窜等问题.因此,试验超低密度水泥浆固井技术,以便实现低压固井,达到保护储层的目的则显得十分有必要.本文以山西晋城某区块13口试验井为例,介绍了超低密度水泥浆固井技术在煤层气井中的应用及取得的成果,希望可以为煤层气开发井固井工程提供一定的借鉴及思考.
【总页数】2页(185-186)
【关键词】煤层气井;固井;超低密度
【作者】敬倩;王海升;强明宇
【作者单位】中海油能源发展股份有限公司山西分公司,山西晋中030600;中海油能源发展股份有限公司山西分公司,山西晋中030600;中海油能源发展股份有限公司山西分公司,山西晋中 030600 【正文语种】中文
【中图分类】TE256
【相关文献】
1.适合煤层气井固井的低密度水泥浆体系 [J], 李明; 齐奉忠; 靳建洲; 于永金
2.超低密度早强水泥浆在天然气井固井中的应用[J], 魏周胜; 王文斌; 陈小荣; 韩湘义; 冯旺成; 肖纪石。
阿31—102井防漏堵漏低密度水泥浆固井技术
摘要 ：二连油 田阿南老 区阿 ３ —１２井 由于周围生产 井开发政 策不同， １ ０ 各套 目的层压 力 系数差别较 大 ， 高低 压
储层共存 ， 压力 系数为 ０８一１４ ． ． 。钻井过程 中在 １５ ４ ９—１７ ６０ ｍ井段 累计 发 生 ７次漏 失， 漏失钻 井液 １０ ｍ ， 共 ５ 井 漏时钻 井液密度 １３ ／ ｍ 。 井漏 同时也存在较严 重的 油水浸现 象。为 解决此 问题 ， 井温低 、 ．ｌｇ ｃ ’ 在 水泥 用量小 的情 况下， 用低 密度 防漏堵漏 水泥浆体 系固井。该 水泥浆体 系在 降低水泥 浆 密度 的 同时， 水泥 中加入 弹性防 漏堵 采 在
漏材料 ， 以达到 防止 漏失及 油水浸 的双重 目的。现 场应用施 工顺利 ， 未发 生漏失情况 ，６ｈ后 测 井， ３ 固井质 量优质 ，
满足二 连油田老 区复杂储层的低温 防漏 固井要求 。
关键词 ： ３ 一１２井 ；低密度水泥浆 ；防漏 ； 阿 ｌ ０ 堵漏 中图分类号 ：Ｅ ５ ． Ｔ ２６１ 文献标 识码 ： Ｂ
８９ ９ 、 ２ ３１ ２
维普资讯
－
＿
－
ｑ 睿昶等 ： ３ —１２井防漏堵 漏低 密度 水泥 浆 固井技 术 阿 １ ０
５
选用性能优异的低密度水泥浆稳定剂解决减轻材料 在水泥浆中的上浮问题。由于钻井过程漏失的钻井 液密度为 １３ ｃ 为防止固井时发生漏失 ， ．ｌ ｍ ， 降低
３ 水泥浆技术
３ １ 防漏 堵漏 水 泥 浆技术 ．
针对 阿 ３ １—１２井 的储层 压 力系 数差 别大 及 钻 ０
生油气浸 ， 提高密度到 １３ ／ｍ ， ．３ｇｅ 再次发生井漏 ， 虽经多次堵漏 ， 仍然有漏失存在 。后将钻井液密度
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是指在深井钻井中使用的一种具有特殊性能的水泥浆体系。
由
于深井钻井的特殊环境，传统的水泥浆体系常常不能满足需求，因此需要对深井低密度水
泥浆体系进行研究和优化。
需要考虑深井环境下水泥浆的密度。
深井钻井中，常常需要使用低密度的水泥浆来填
充井眼，以减轻地层压力。
研究者需要寻找合适的添加剂，来降低水泥浆的密度，并且保
持其良好的流动性和硬化特性。
深井环境对水泥浆的温度也提出了很高的要求。
深井钻井中，水泥浆会受到高温的影响，因此需要研究耐高温的水泥浆体系。
研究者需要选择耐高温的材料，来保证水泥浆在
高温环境下的稳定性和硬化性能。
深井钻井中常常遇到高岩性地层，这对水泥浆的黏度和流动性提出了更高的要求。
研
究者需要寻找添加剂或改变配方，来提高水泥浆的黏度和流动性，以确保其能够在高岩性
地层中顺利运输和填充。
深井钻井中还需要考虑水泥浆的硬化时间和强度发展。
深井钻井往往需要很长的时间，因此水泥浆的硬化时间不能太长，需要尽快形成强度以支撑井筒。
研究者需要通过优化水
泥浆的成分和配方，来控制其硬化时间和强度发展，以满足深井钻井的需求。
深井低密度水泥浆体系的研究涉及到密度、温度、黏度和流动性、硬化时间和强度发
展等多个方面。
通过研究和优化水泥浆的配方和成分，可以满足深井钻井的特殊需求，确
保钻井作业的安全和顺利进行。
这对于深井开发和资源勘探具有重要意义。
人造微珠低密度水泥浆的研究与应用
人造微珠低密度水泥浆的研究与应用近年来，人造微珠低密度水泥浆逐渐引起人们的关注。
由于其低密度、高强度、防腐蚀及耐高温等优点，得到了广泛的应用。
本文主要介绍人造微珠低密度水泥浆的研究与应用情况。
一、人造微珠低密度水泥浆的组成人造微珠低密度水泥浆主要由水泥、人造微珠和混合材料组成。
其中，水泥是主要的固化剂，人造微珠是浆体的轻质填料，混合材料起到调节浆体含水量，提高流动性的作用。
二、人造微珠低密度水泥浆的制备方法1. 混凝土泵送法将水泥、人造微珠和混合材料按一定比例混合，加入适量的清水，搅拌均匀后将浆料泵送至目标区域，待其凝固后即可得到人造微珠低密度水泥浆。
2. 雾化喷涂法将三种材料混合，经过高速的旋转和喷出之后形成雾状，经过一定时间后在目标区域成型，是一种速度较快、装置简单的制备方法。
三、人造微珠低密度水泥浆的应用1. 海洋油气开采海洋油气开采需要进行岩石固井作业，人造微珠低密度水泥浆可作为海底芯取得固结材料。
2. 防水层加固在建筑工程中，为保证结构的防水性，可使用低密度水泥浆来填充有缝隙的地方，形成防水层，以提高结构的耐久性。
3. 地基沉降补偿在土地沉降严重的地区，为避免建筑物的倾斜和损坏，可使用低密度水泥浆进行灌浆，以补偿地基沉降。
4. 隧道建设在隧道的建设过程中，可使用低密度水泥浆进行钻孔灌浆作业，以加固隧道结构。
四、结论人造微珠低密度水泥浆具有高强度、低密度、防腐蚀以及耐高温等特点，得到了广泛的应用。
其中，主要应用于海洋油气开采、防水层加固、地基沉降补偿以及隧道建设等领域。
随着材料科学研究的不断发展，人造微珠低密度水泥浆的应用前景将会更加广阔。
五、人造微珠低密度水泥浆的优点1. 具有较高强度和韧性，不易破裂或开裂。
2. 低密度，便于搬运和使用，能够降低工作人员的劳动强度。
3. 耐腐蚀，适用于复杂环境，例如海洋油气平台、地下建筑物等。
4. 耐高温，适用于高温环境，例如高温地下隧道、液化天然气(LNG)等。
水泥固井质量检测方法探讨和评估
水泥固井质量检测方法探讨和评估低密度的水泥浆是最近几年才发展起来的一项固井技术。
在整个中低压的产层增加的情况下，采用一种低密度的水泥井进行灌浆对于提高单井的相应产能和增加相应的勘探储量以及对于汽油的开发都具有重要的意义，同时也得到了比较充分的应用。
但是，因为空心微珠的加入充分的改变了水泥石与水泥浆的本来性能，直接的导致了声幅的测井不可以准确的对固井质量进行评价，这样是不利于该项技术的推广的。
所以，对水泥固井相对质量在实际的测量方法上进行了具体的评估和分析，希望可以给有关人士提供参考性意见。
标签：水泥固井；检测方法；探讨；具体评估在整个油田的生产工艺中，为了充分的确保正常的采购原油，就必须在地层和钢套管之间用水泥进行加固连接，这种连接加固的方式就是所说的固井，紧接着会在水泥和套管之间射穿，只有这样才可以将油层内部的原油从套管和透过的水泥采出来。
但是，对于水泥固井的实际质量检测，并从实际的工程上来说，是有一定要求的。
本文就此进行了分析和探讨。
1 关于固井的定义固井是水井和油在建井过程中一个比较重要的环节之一，对于固井质量的好坏将直接的关系到有关固井的使用年限，甚至对于整个注以及采期之间是否可以顺利的进行生产都有影响。
固井质量上的评价体现：对水泥环和套管界面、地层和水泥环的交界面在水泥结胶的程度。
日前，对于固井的质量评价很大程度上都集中在了固井的水泥环和套管的界面上，但是从地层和水泥环的界面来说对于胶结的质量评价比较少。
对于水泥环的界面来说，其胶结如果良好，对于地层界面的窜通也会带来比较严重的后果。
所以，不仅要对水泥环界面的质量进行评价的同时也要去重视地层界面的质量评价。
2 有关水泥固井平衡压力的注水泥对于水泥固井来说，其水泥施工监控和设计是整个固井施工中一项比较重要的环节，对于井的施工参数和水泥相关的设计质量以及相应水平的调整，会直接影响到相应固井的质量。
对于平衡压力下进行水泥的注浆要通过两个不同的过程：主要有候凝的过程和顶替的全过程。
坂土低密度水泥浆在老区调整井固井中的应用
胜利 海 上埕 岛油 田经过 近 ２ Ｏ年 的开发 ， 已进入调 整 开发 阶段 ，为提 高 产 能及 原油 采收 率 ，２ ０ １ ２ 年 度 在埕 岛南 区和 中区连 续布 置 了 ６ 各 调整 井井
组 。 由于埕 岛地 区 多年 开采对 产层 注水量 不 足 ，压力 亏空 严重 。海上 安 全
生 产要 求井 眼 中不 允许 出现裸 露地 层段 ，水 泥封 固需 进入 上层 套管 ２ ０ ０ ｍ ， 使 该地 区调 整井 存在 固井 封 圃段过 长 ，环空 静压 差和 循环 摩阻 偏大 ， 在 固 井 施工 时 易 出现地层 压 力低 、易漏 、污 染 油气层 ， 急需找 到一 套适合 该 地
Ｃ Ｂ １ Ｆ 、Ｃ Ｂ ２ ２ Ｈ 、Ｃ Ｂ ２ ２ Ｆ 等调整并井组。由于堙岛地区多年开采对产层注水量不足，压力亏空严重。固井质量难 以 得到保障
关键 词 ：埕岛 油 田 固井 质 量
一
长 封 固段
易漏
坂 土低 比重 层
、
工 程概 况
水泥 浆加 入适 量 的坂土 后 ，密 度下 降到 １ ． ５ ０ ｇ ／ ｃ ｍ ， 失水量 和稠 化 时
燕
Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ Ｃ ｈ ｅ ｍｉ ｃ ａ ｌ Ｔ ｒ ａ ｄ ｅ
巾国化 ｌ ： 贸易
０ １ ３ 璺
坂土低密度水泥浆在老 区调整井固井 中的应 用
古 峰
胜 利 石油管 理局 海洋钻井 公 司 。山东东 营 ２ ５ ７ ０ ５ ５
摘 要 ： 胜利 海 上 埕 岛油 田经 过 近 ２ ０年 的开 发 ， 已进 入调 整 开 发阶 段 ，为 提 高 产能 及 原油 采 收率 ，２ ０ １ ２年 度 在埕 岛南 区和 中 区连 续 布 置 了 Ｃ Ｂ ２ ０ Ｃ 、
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
（大庆钻探钻井生产技术服务二公司，吉林 松原 138000）
摘 要：低密度水泥浆固井技术的基本原理就是利用水泥浆的低密度性质，发挥通过和填
充性，对油井的周围进行有效的填充和密闭，由此保证油井的安全。在低密度水泥浆的发展
过程中，其比例设计和添加剂的合理使用成为了其发展的主要推动力，而且增加了强度的低
密度水泥浆也在实际的应用中获得了成功。
关键词：低密度水泥浆；配比设计；应用优势
中图分类号：tu 文献标识码：a文章编号：1672-3198（2011）01-0282-01
1 低密度水泥浆固井思路
随着研究层面的拓展，微观力学和宏观力学的研究进一步通过密集堆积的理论，明确了
用颗粒材料粒径大小分布调整来提高其宏观力学特性可能。其原理就是通过对混合物质内的
固体粒径的大小和分布状况的调整，使之合理分配和混合，让水泥浆的体系具备更加优良的
填充效果，而且让各种粒径的材料实现更好的密集堆积效应，增加水泥浆更多的固相，由此
增加水泥浆的性能指标。这时低密度高强度水泥浆就应运而生了。其组成不仅仅考虑到了原
料的物理性能，也考虑到了水泥浆化学特性。
2 低密度水泥浆的配备设计
在试验的过程中发现，低密度水泥浆的试验效果降低，尤其是强度的变化差异的主要原
因就是，高速度的剪切和破碎对水泥造成的影响。因此在低密度水泥的配备的时候，应当控
制搅拌器的转速，控制在4000转每分钟，并控制搅拌的时间，这样就可以达到较为理想的试
验效果。
研究人员为了使得整个水泥浆系统达到应用的标准，并提高效果，在试验中已经形成了
一个系列化的密度配合方案，基本配比的组合形式为：g级石油井水泥，粉煤灰、漂珠、增
加稳定剂、水。在实际的应用中通过改变材料的比例和水量来实现对水泥浆密度的调整。按
照上面的组合形成的不同密度的水泥浆都可以实现固井要求，例如：试验中采用的60%水泥、
25%粉煤灰、15%漂珠、2%外加剂，水：灰7:3，这样产生的水泥浆密度为1.43g/cm。并且利
用这一密度的水泥浆对某油田的3口油井进行加固处理，在施工结束后的检测中得到了较好
的胶结数据，胶结良好的段占整个井的80%以上。
3 低密度水泥浆的固井技术特性
3.1 低密度水泥浆的稳定性提高
低密度水泥浆在研究和发展中已经逐步过渡到低密度高强度的材料特性上，因此整个水
泥浆的体系的沉降稳定性更好，这主要是来自于增强剂的添加，其中的超细微的颗粒成为了
一种助剂，成为了帮助水泥浆强化的“原料”。这些超细微的颗粒作用为：将加大颗粒的空隙
填满，并连接悬浮物料；还可以吸附周围的水分子，让水分子之间形成氢键而互相连接，这
就让超细颗粒之间形成了一个紧密的网状结构，然后再与水泥浆中的其他物料进行吸附连接，
这样就使得整个水泥浆形成了紧密的网络体系。另外，增强剂的使用还可以让水质发生硬性
反应和水泥浆胶凝，由此让水泥浆具备了优良的稳定性。
3.2 改良的水泥浆抗压强度有所提高
目前采用的低密度水泥浆技术与传统的相比，其强度有明显的改善。与以往的普通漂珠
低密度水泥浆形成的水泥石的抗压强度相比，目前采用的增加了强化剂的水泥石抗压强度明
显提高。这主要是因为增强剂在水泥凝结的过程中产生了大量的水硬反应，提高了颗粒间的
胶结和强度；而且增强剂中的超微颗粒还改善了物料间的空隙和填充性，让水泥浆形成的水
泥石的强度进一步增强。
3.3 低密度水泥浆固井提高了抗腐蚀性能
固井过程中，水泥石的抗腐蚀的最重要因素就是水泥浆在凝固的过程中所形成的水泥石
中的钙化结晶体的致密程度，钙化结晶体越致密抗腐蚀的能力也就越强。目前添加在低密度
水泥中的增强剂可以提高其抗腐蚀的性能，主要是因为增强剂能够和水泥水化产生钙结晶，
形成网络状的凝胶结构，从而消耗水泥石中的腐蚀性物质，以此提高了抗腐蚀的能力；另外，
没有参加反应的也会和其他物料形成良好的级配、填充、凝结，形成致密的非渗透性的硬结
性水泥石，因此阻隔了腐蚀物质的侵蚀，提高了水泥石的抗腐蚀能力。
3.4 低密度水泥的防气窜性能
气窜现象主要是钻井液顶替不充分，游离的液体多，失水程度高、水泥浆体积变小，凝
结强度发展慢，水泥石的空隙大等因素引起的，而采用改良的低密度水泥可以改善水泥石的
孔隙度，保证水泥柱的压力平衡，减少气窜的几率；而且低密度水泥增强剂还可补偿部分水
泥凝结收缩，减少失水和游离液数量，减少了凝结强度的过度时长，有效防止气窜。
4 结语
低密度水泥在固井中的作用明显，可以帮助提高油井的生产安全。低密度水泥浆技术的
发展，让水泥浆的性能有了明显的改善。尤其是添加了增强剂的水泥浆，更是在减少游离液、
失水量，缩短凝结时间，水泥石强度，抗腐蚀、防气窜等方面都有所提高，且降低了温度和
环境的影响。