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1、水泥漿的性能及其提高固井質(zhì)量措施1一、描述油井水泥及水泥漿性能的參數(shù)水泥漿的性能(現(xiàn)行)國家和API標(biāo)準(zhǔn)★密度★自由水(析水)★濾失量(失水)★稠化時間★流變性能★水泥石抗壓強(qiáng)度★水泥石滲透率水泥的性能★自由水★抗壓強(qiáng)度★安定性★細(xì)度★稠化時間水泥漿的性能(原)國家標(biāo)準(zhǔn)★密度★流動度★凝結(jié)時間★水泥石抗折強(qiáng)度2二、水泥漿的性能1、水泥漿密度水泥漿密度是一個重要參數(shù)，主要由水泥、水、外加劑和外摻料的比例控制。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3（1）用水量：水化需水量、標(biāo)準(zhǔn)用水量、最小用水量、最大用水量。水化需水量：在
2、正常情況下，水泥水化和凝固的需水量一般為水泥質(zhì)量的25％左右。而水泥漿具有可泵性的最小含水量為38％?？梢?，實(shí)際水泥漿存在較大的游離水，主要以束縛水和自由水的形式存在。4標(biāo)準(zhǔn)用水量：按照水泥正常水灰比的加水量。如G級44％，A、B級46％，C級56％，D、E、F、H級38％。正常用水量：根據(jù)“水泥漿含水量的確定”，在室溫下，水泥漿的常壓稠度的最大值≤11ABc的含水量。最小用水量：根據(jù)“水泥漿含水量的確定”，在室溫下，水泥漿在常壓稠化儀中攪拌20min，其最大稠度為30ABc的含水量。5最大用水量：為了使水泥顆粒保持懸浮，直至凝固，根據(jù)“水泥漿含
3、水量的確定”，在27℃條件下，水泥漿游離水不大于1.4％的含水量。最佳用水量：根據(jù)“水泥漿含水量的確定”，在室溫下，水泥漿在常壓稠化儀中攪拌20min的最大稠度不大于11ABc，且游離水不大于1.4％的含水量。在配制水泥漿時應(yīng)滿足2個指標(biāo)，稠度和游離水含量。對它們的要求是隨不同的注水泥類型而改變的。這與油井水泥的質(zhì)量檢驗是兩個概念（如標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，任何水泥漿在增壓稠化儀中稠化15?30min的最大稠度應(yīng)小于30BC，對G級和H級水泥，游離水還應(yīng)小于1.4%）。6（2）密度設(shè)計：根據(jù)井下條件和施工作業(yè)的要求進(jìn)行密度設(shè)計。設(shè)計準(zhǔn)則：①滿足井下壓力條件限制
4、。靜液柱壓力必須大于地層孔隙壓力，靜液柱壓力與流動阻力之和必須小于地層破裂壓力。②滿足頂替效率的密度差要求。尾漿＞領(lǐng)漿＞前置液＞鉆井液?？赡艿臈l件下，考慮密度差0.12?0.24g/cm3，但密度越大，流動阻力也越大。7③滿足水泥石強(qiáng)度和膠結(jié)要求。對于尾漿，特別是封隔油氣層段的水泥漿，應(yīng)盡量使用標(biāo)準(zhǔn)密度（同時，也有利于降低滲透率和孔隙度）。非膠凝材料加重劑和減輕劑應(yīng)盡量少加。8（3）密度的調(diào)節(jié)方法：用加入外加劑和外摻料調(diào)節(jié)水泥漿的密度。水泥漿的正常密度范圍是1.78?1.98g/cm3。低密度水泥：加減輕劑。主要有空心微珠、硅灰、粉煤灰、硅藻土、
5、水玻璃、膨潤土等。高密度水泥：加分散劑減水和加重劑。加重劑主要有重晶石、鈦鐵礦粉、鐵礦粉、鹽等。9（4）密度的測量方法：常壓鉆井液密度計、加壓鉆井液密度計、振蕩管密度計和核密度計等。影響密度測量準(zhǔn)確性的因素：溫度壓力、排量、水泥漿混合效率、空氣混入、漿體穩(wěn)定性、安放密度計的位置和取樣間隔等。102、水泥漿的穩(wěn)定性水泥漿的穩(wěn)定性，已越來越得到人們的重視。實(shí)踐已證明，許多水泥漿由于配方設(shè)計不合理，穩(wěn)定性差，固相顆粒產(chǎn)生沉降，析出自由水。因此，容易形成橋堵或油氣水竄流通道，特別是水平井和大斜度井更容易在井眼上側(cè)形成連通的自由水帶和在下側(cè)形成固相沉降墊層
6、引起竄槽。11（1）穩(wěn)定性的表示方法：水泥漿的穩(wěn)定性一般可用游離水量（水泥石的體積收縮量）、水泥柱的縱向密度分布和表示。實(shí)際應(yīng)用中，只要存在上述情況之一，都認(rèn)為水泥漿是不穩(wěn)定的，即：垂直水泥柱存在較大的密度梯度，和/或水泥漿靜止2小時游離出較大的自由水。這兩種現(xiàn)象單獨(dú)發(fā)生，也可以同時出現(xiàn)。12（2）穩(wěn)定性的測量方法：①API標(biāo)準(zhǔn)的自由水；②水泥柱縱向收縮；③水泥柱縱向密度梯度（分布）。13（3）提高穩(wěn)定性的方法：提高水泥漿穩(wěn)定性就是降低游離水量和沉降量，主要方法是增加漿體粘度和靜切力。增加水泥漿的粘度：減少用水量（增加水泥或減輕劑或加重劑）、增加
7、固相物細(xì)度、加入增粘聚合物（一般受溫度影響大）。14增加水泥漿的靜切力（膠凝強(qiáng)度）：一般可加入AlCl3、FeCl3和硫酸鋁等。應(yīng)注意的問題：應(yīng)區(qū)分概念膠凝與絮凝。流變學(xué)角度，膠凝是由靜止而產(chǎn)生的觸變性，施加外力即可恢復(fù)流動；而絮凝則是生成具有結(jié)構(gòu)性的絮凝物，施加外力不能分散流動，只能整體移動。化學(xué)角度，膠凝是生成具有膠體結(jié)構(gòu)的凝膠；絮凝則是生成沉淀物。應(yīng)注意靜切力提高值應(yīng)適當(dāng)。要充分估計停泵一定時間內(nèi)能開泵循環(huán)和不壓漏地層。153、水泥漿的流變性流變參數(shù)是描述水泥漿在外力作用下，產(chǎn)生流動的特點(diǎn)的參數(shù)。它的合理描述和準(zhǔn)確測量，直接影響準(zhǔn)確計算注水
8、泥過程的流動摩阻壓力。常用流變模式參數(shù)有：PV、YP(賓漢)，n、k(冪律)，YP、n、k(赫?巴)等。16（1）流變性能的測定方法：常
