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1、固井----水泥漿失重技術與發(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,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班趙朋學號：20081425序號：381、水泥漿膠凝引起的失重水泥是一種膠凝物質，它與水混合后，水泥漿在物理、化學作用下逐漸從液
2、態(tài)轉變成固態(tài)。根據前面所介紹的水泥凝結和硬化理論可知，在水泥漿水化過程中，在漿體內部形成兩種不同類型的三維空間網“凝聚-結晶網”，正是由于這種網架的作用（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架結構，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
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?。ㄋ嗨w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，當作用在地層上的環(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班趙朋學號：20081425序號：38水泥漿凝固過程中的四個現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較好。自由水就會跑向水泥一地層膠結面,從而形成靜水液柱,這是水泥凝固過程發(fā)生的第二個現象。8/8/2021采油803班趙朋學號：20081425序號：38水泥漿凝固過程四個現象水泥凝固過程發(fā)生的第三個現象是：目前注水泥是邊混合,邊向井內注。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先初凝，從混合水泥時間先后順序看,先混合的應先初凝，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),或者說這一段已經初凝,那一段才開始初凝。8/8/2021采油803班趙朋學號：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,這種現象叫做失重。8/8/2021采油803班趙朋學號：20081425序號：38就整個水泥封固段而論,失重是分段出現的。在高壓或異常高壓區(qū)固井,失重問題是關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大的原始飽和壓力,當水泥漿返到預定位置經歷一定時間后,水泥漿就逐漸初凝,分段失重。當上覆泥漿、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強度,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)帶來難以彌補的損失。8/8/2021采油803班趙朋學號：20081425序號：38隨著我國石油工業(yè)的迅猛發(fā)展和鉆井技術的不斷革新以及在國際合作的技術交流中，對水泥漿失重所引起的竄井噴井有了相應的措施：8/8/2021采油803班趙朋學號：20081425序號：38預防水泥漿在凝結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、在水泥柱內采取多種凝結時間（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；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
