固井----水泥漿失重

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1、固井----水泥漿失重技術(shù)與發(fā)展固井前后,環(huán)空液柱壓力是分階段變化的。前隔離液返出套管前,環(huán)空液柱壓力等于泥漿柱壓力，水泥漿剛返至環(huán)空預(yù)計位置時,液柱壓力等于水泥漿、前隔離液和上覆泥漿柱的壓力之和。此時,前隔離液和上覆泥漿柱的壓力在水泥漿初凝時,都可視為一個常數(shù),以后則可能發(fā)生變化。隨著水泥的凝固,水泥漿液柱壓力是變化的。剛返至環(huán)空預(yù)計高度時,其液柱壓力等于平均比重乘返高。8/8/2021采油803班趙朋學(xué)號：20081425序號：381、水泥漿膠凝引起的失重水泥是一種膠凝物質(zhì)，它與水混合后，水泥漿在物理、化學(xué)作用下逐漸從液

2、態(tài)轉(zhuǎn)變成固態(tài)。根據(jù)前面所介紹的水泥凝結(jié)和硬化理論可知，在水泥漿水化過程中，在漿體內(nèi)部形成兩種不同類型的三維空間網(wǎng)“凝聚-結(jié)晶網(wǎng)”，正是由于這種網(wǎng)架的作用（膠凝作用），在水化水泥顆粒之間以及它們與井壁和套管之間，相互搭接起來形成了一種空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，使水泥漿柱的一部分重量懸掛在井壁和套管上，從而降低了水泥漿柱作用在下部地層的有效壓力，即所謂水泥漿膠凝引起的失重。當(dāng)漿柱有效壓力低于地層壓力，地層里的油、氣，水就侵入環(huán)形空間。8/8/2021采油803班趙朋學(xué)號：20081425序號：382、橋堵引起的失重在注水泥過程中及水泥返至設(shè)

3、計高度靜止之后，由于水泥漿失水形成的水泥餅、鉆井時井下未帶出的巖屑、注水泥時高速沖蝕下的巖塊以及水泥顆粒的下沉等因素，在滲透層或井徑和間隙較小的井段形成堵塞（即橋堵），使得橋堵段上部漿柱壓力不能繼續(xù)有效地傳遞至橋堵段下部的地層，而下部漿柱由于體積的減小（水泥水化體積收縮和失水），橋堵前上部漿柱作用的壓力就失去了一部分（或全部），此時作用在下部地層的有效靜液壓力就減小了，這就是橋堵引起的失重過程和實質(zhì)，當(dāng)作用在地層上的環(huán)空有效壓力低于地層壓力時，地層里的油、氣、水就會侵入環(huán)形空間。橋堵引起的失重的嚴(yán)重程度主要決定于水泥水化體積

4、的減小程度和水泥漿失水的大小8/8/2021采油803班趙朋學(xué)號：20081425序號：38水泥漿凝固過程中的四個現(xiàn)象多余的水在水泥初凝過程中便會以自由水析出,這是水泥在凝固過程中發(fā)生的第一個現(xiàn)象因地層,特別是滲透層一般都附著有泥餅。套管比較光滑,且不具有滲透性,所以水泥漿與套管膠結(jié)較好。自由水就會跑向水泥一地層膠結(jié)面,從而形成靜水液柱,這是水泥凝固過程發(fā)生的第二個現(xiàn)象。8/8/2021采油803班趙朋學(xué)號：20081425序號：38水泥漿凝固過程四個現(xiàn)象水泥凝固過程發(fā)生的第三個現(xiàn)象是：目前注水泥是邊混合,邊向井內(nèi)注。因混合

5、水泥的時間先后不一,比重也不盡相同,且地溫又隨井深成梯度變化,所以水泥漿在井下凝固時間就不一致。從水泥漿比重看,比重大的較比重小的應(yīng)先初凝，從混合水泥時間先后順序看,先混合的應(yīng)先初凝，從水泥漿所處的位置看,水泥漿位于深部比位于淺部應(yīng)先初凝。由于初凝時間不一致,釋放自由水的時間就有先后。當(dāng)這一段釋放出自由水,由液體狀態(tài)變?yōu)楣腆w狀態(tài)時,那一段可能還處于液體狀態(tài),或者說這一段已經(jīng)初凝,那一段才開始初凝。8/8/2021采油803班趙朋學(xué)號：20081425序號：38水泥漿失重水泥漿凝固過程發(fā)生的第四個現(xiàn)象是:水泥漿初凝時釋放出的自

6、由水,使水泥漿液柱壓力變成靜水柱壓力,這種現(xiàn)象叫做失重。8/8/2021采油803班趙朋學(xué)號：20081425序號：38就整個水泥封固段而論,失重是分段出現(xiàn)的。在高壓或異常高壓區(qū)固井,失重問題是關(guān)系到固井成敗的突出問題。這個問題必須慎重對待,妥善解決。因為高壓和異常高壓區(qū),水泥封固的油氣水層具有相當(dāng)大的原始飽和壓力,當(dāng)水泥漿返到預(yù)定位置經(jīng)歷一定時間后,水泥漿就逐漸初凝,分段失重。當(dāng)上覆泥漿、前隔離液和部分未初凝的水泥漿以及剛初凝失重的水泥漿產(chǎn)生的液柱壓力之和大于地層壓力時,油氣水就不致上竄，若壓力過大,使自由水進(jìn)入滲透層,也

7、可能還會發(fā)生環(huán)空液面下降。若壓力小于地層原始飽和壓力時,水泥漿與地層又沒有足夠的膠結(jié)強(qiáng)度,油氣水就會上竄,造成封固段竄槽。這時,如果井口失控,油氣水上竄就會引起泥漿外溢,甚至井噴,給油田開發(fā)帶來難以彌補(bǔ)的損失。8/8/2021采油803班趙朋學(xué)號：20081425序號：38隨著我國石油工業(yè)的迅猛發(fā)展和鉆井技術(shù)的不斷革新以及在國際合作的技術(shù)交流中，對水泥漿失重所引起的竄井噴井有了相應(yīng)的措施：8/8/2021采油803班趙朋學(xué)號：20081425序號：38預(yù)防水泥漿在凝結(jié)過程中因失重引起的油、氣、水竄的措施1）限制水泥返高；2）

8、在水泥柱內(nèi)采取多種凝結(jié)時間（或稠化時間）；3）環(huán)形空間憋壓候凝；4）在注水泥前增加環(huán)空泥漿密度；5）利用常規(guī)多級注水泥技術(shù)；6）增加水泥漿混合水的密度；7）使用充氣水泥或非滲透水泥。8/8/2021采油803班趙朋學(xué)號：20081425序號：38固井過程防竄防噴在高莊和異常高壓區(qū)固井,防竄