水泥浆的性能及其提高固井质量措施.ppt

水泥浆的性能及其提高固井质量措施
水泥浆的性能及其提高固井质量措施
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一、描述油井水泥及水泥浆性能的参数
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
(原)国家标准
★ 密度
★ 流动度
★ 凝结时间
★ 水泥石抗折强度
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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
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（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。
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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”，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。
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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，％的含水量。
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，％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1530min的最大稠度应小于30BC，对G级和H级水泥，%）。
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（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。g/cm3，但密度越大，流动阻力也越大。
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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。
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（3）密度的调节方法 g/cm3。
低密度水泥：加减轻剂。主要有空心微珠、硅灰、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。
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（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。
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