油田固井
東營萬佳節能材料有限公司生產的漂珠應用於石油工業;例如 油田固井、管道防腐保溫、海底油田、漂浮裝置、油井鑽探泥漿減輕劑、石油天然氣輸送管道等方麵都能起到很好的作用,並能同其它同性能的產品有質優價廉的優勢。
隨著石油工業的迅猛發展,油、qijinggujinggongchengyongdeyoujingshuinixuqiuliangyezaibuduanshangsheng。youqishiyouyujingshenjiashen,dizhitiaojiancha,dimiduyoujingshuinidexuqiugengxiandepoqie。yinci,xuduoguojiadoumiaozhunhetansuoheshideshuinijianqingji——粉煤灰漂珠,並為配製低密度油井水泥這項新技術的研製和開發作出不懈的努力。我國同樣也做出許多新貢獻,先後在許多油、氣井工程中實際應用上取得了一些經驗。當然,有些方麵還有待改進。
固井工程與低密度油井水泥
在油氣田的勘探與開發中,為了防止表土坍塌,建立了鑽井液循環係統,以克服鑽井中遇到的井塌、漏失、氣竄等複雜情況。封隔已鑽穿的油、氣、水層段,達到分層試采油氣的目的,需先後下入多層鋼管(套管)。按其作用可劃分為表層套管、技術套管、油層套管等。在每層套管與井眼的環形空間內均需按要求注入不同性質的水泥漿,使套管與井壁緊密連接起來,為油、氣的開采建立鋼鐵的井筒。這種將套管下至預定深度,用水泥車在環形空間注以水泥漿並安裝井口以及相輔助的工序統稱為固井。
由you於yu純chun水shui泥ni漿jiang是shi由you水shui泥ni車che泵beng送song入ru套tao管guan至zhi井jing底di後hou,再zai從cong環huan形xing空kong間jian上shang返fan到dao預yu定ding深shen度du,水shui泥ni漿jiang柱zhu隨sui著zhe套tao管guan的de深shen度du承cheng受shou著zhe愈yu來lai愈yu高gao的de溫wen度du和he壓ya力li,因yin此ci,這zhe就jiu要yao求qiu油you井jing水shui泥ni具ju有you顆ke粒li微wei細xi、漿體初始稠度(從配漿開始15~30min內水泥漿的粘滯力)低、稠化時間(水泥漿處於可以泵送的狀態的時間)、水泥石早期(8~24h)強度高等基本的特殊性能。
同時由於在固井工作中,將純水泥采用常規水灰比配製成的漿體,其體積密度一般都大於1.85g/cm3,當這種漿體注入井下時,具有裂縫、孔洞的岩層、地層壓力係數很低,或由於封固段超長達1500m以(yi)上(shang),不(bu)少(shao)脆(cui)弱(ruo)地(di)層(ceng)的(de)地(di)耐(nai)力(li)及(ji)對(dui)於(yu)承(cheng)受(shou)該(gai)水(shui)泥(ni)漿(jiang)體(ti)的(de)液(ye)柱(zhu)壓(ya)力(li)等(deng)因(yin)素(su),造(zao)成(cheng)水(shui)泥(ni)漿(jiang)體(ti)發(fa)生(sheng)井(jing)漏(lou),引(yin)起(qi)漿(jiang)麵(mian)低(di)返(fan),達(da)不(bu)到(dao)預(yu)期(qi)填(tian)充(chong)高(gao)度(du),必(bi)需(xu)進(jin)行(xing)二(er)次(ci)封(feng)固(gu),這(zhe)不(bu)僅(jin)延(yan)緩(huan)交(jiao)井(jing)周(zhou)期(qi),而(er)且(qie)即(ji)使(shi)采(cai)取(qu)補(bu)救(jiu)措(cuo)施(shi),也(ye)由(you)於(yu)水(shui)泥(ni)漿(jiang)體(ti)的(de)流(liu)失(shi),已(yi)造(zao)成(cheng)油(you)氣(qi)層(ceng)汙(wu)染(ran),影(ying)響(xiang)油(you)氣(qi)產(chan)量(liang)。為(wei)此(ci),在(zai)發(fa)展(zhan)石(shi)油(you)工(gong)業(ye)的(de)同(tong)時(shi),如(ru)何(he)研(yan)製(zhi)、應用低密度油井水泥(即配製的水泥漿體密度低於1.85g/cm3),已成為固井工程的一個突出問題,其技術要求大致歸納如下:①克服地層壓力係數低,水泥漿柱高,壓力增大產生井漏,導致水泥麵低返,封固長度不符合采油等現象;②平衡地層壓力、延緩水泥漿“失重”時間,防止油氣“竄出”;③降低主要儲層的水泥漿失水量,保護油氣層、防止汙染;④作領漿使用,衝刷井壁,提高主要油氣層段的水泥封固質量;⑤抵抗地層水的腐蝕,保護套管,延長油井壽命;⑥填充非主要環形空間,節約水泥,降低成本。
由於井深、地溫梯度、油氣壓力和地質條件的不同,我國油井水泥標準於1988年參照美國石油學會APISPEC10-86《油井水泥材料和試驗》標準,修訂成九個級別(A、B、C、D、E、F、G、H和J級),不同級別的水泥又分為普通型、中zhong抗kang硫liu酸suan鹽yan型xing及ji高gao抗kang硫liu酸suan鹽yan型xing三san種zhong類lei別bie,但dan仍reng不bu足zu以yi解jie決jue固gu井jing工gong程cheng中zhong的de不bu同tong要yao求qiu。因yin此ci,在zai固gu井jing時shi除chu需xu要yao選xuan擇ze適shi當dang級ji別bie和he類lei型xing的de油you井jing水shui泥ni外wai,還hai需xu要yao摻chan加jia不bu同tong的de油you井jing水shui泥ni外wai加jia劑ji,以yi提ti高gao固gu井jing質zhi量liang。如ru稠chou化hua時shi間jian調tiao節jie劑ji(促凝劑和緩凝劑)、改變水泥漿流動性的外加劑(分散劑或稱減阻劑)、控製水泥漿失水性的外加劑(降失水劑)、水泥漿密度的調節劑(減輕劑和加重劑)、提高水泥石熱穩定性的外加劑等。
我國低密度油井水泥研究起步較晚,但20世紀80年代以後發展速度較快,現按所用減輕劑材料,分述如下:
(1)矽粉。1966年中國建築材料科學研究院研製出在油井水泥中添加67%的矽粉或矽藻土的低密度油井水泥。當水灰比為0.8~1.10時,密度降至1.40~1.52g/cm3,在大港油田試驗成功。1974年,錦西水泥廠為遼河油田試驗生產水泥漿的密度為1.55~1.60g/cm3的礦渣油井水泥,並將其用於固井。
(2)粉煤灰。20世紀80年代末,大港油田將粉煤灰添加進G級水泥中,使漿體密度降至1.50~1.60g/cm3。
(3)漂珠。為解決克拉瑪依油田克拉瑪依——烏魯木齊大斷裂以南的井眼漏失問題,1983年新疆石油管理局鑽井工藝研究所用漂珠作減輕劑,配製低密度油井水泥,使水泥漿密度降至1.15~1.50 g/cm3,推廣後較好地解決了該地區的水泥漿的漏失問題。
1984年,遼河油田將漂珠添加在錦西水泥廠75℃油井水泥中,使水泥漿密度降至1.25~1.55g/cm3,較好地防止了古潛山油礦的井眼漏失。1984~1991年共應用623井次,使用漂珠達4000餘噸。
至1988年末,全國又有大慶、華北、四川、勝利、青海等油田或多或少地采用了漂珠低密度油井水泥。 1988~1990年,石油部工程技術研究所針對中原油田抗鹽防漏問題,遼河油田稠油熱采井防漏問題,與中原油田協作,以漂珠作減輕料,輻以T50等外加劑,研製出密度為1.20~1.40g/cm3的抗硫酸鹽和耐高溫的低密度水泥漿,並獲得成功。
為(wei)提(ti)高(gao)漂(piao)珠(zhu)的(de)懸(xuan)浮(fu)穩(wen)定(ding)性(xing),應(ying)盡(jin)可(ke)能(neng)選(xuan)擇(ze)粒(li)徑(jing)小(xiao)的(de)漂(piao)珠(zhu),更(geng)為(wei)關(guan)鍵(jian)的(de)是(shi),應(ying)使(shi)水(shui)泥(ni)漿(jiang)具(ju)有(you)合(he)適(shi)的(de)粘(zhan)度(du)。亦(yi)可(ke)采(cai)用(yong)外(wai)加(jia)劑(ji)來(lai)限(xian)製(zhi)漂(piao)珠(zhu)的(de)上(shang)浮(fu)速(su)度(du)。
為降低漂珠低密度油井水泥的成本,應采用較低價的空心沉珠(其密度接近於1g/cm3),以取代高價漂珠的應用,首先可在漏失井中使用。若能通過機械分選,分選出高強度漂珠,則可在深井中應用。
為wei迅xun速su發fa展zhan我wo國guo石shi油you工gong業ye,滿man足zu固gu井jing工gong程cheng需xu要yao,開kai發fa漂piao珠zhu低di密mi度du油you井jing水shui泥ni,勢shi在zai必bi行xing。一yi些xie技ji術shu與yu經jing注zhu方fang麵mian的de問wen題ti,隨sui著zhe科ke學xue的de技ji術shu的de發fa展zhan,一yi定ding會hui在zai今jin後hou的de不bu斷duan實shi踐jian中zhong獲huo得de到dao解jie決jue。