胶凝材料学41.ppt

单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,主讲：郑洪仿,小组成员：张奇 李腾,油井水泥,（,Oil well cement,）,渤海蓬莱,19-3,油田钻井,海上油井作业图片,抽油机磕头机油井,目录,前言,油井水泥背景,油井水泥简介和特点,油井水泥四大分类,结论,前言,应用于油井的硅酸盐水泥，与应用于建筑、水工、海工、隧道、巷道等用的硅酸盐水泥是不同的。由于工程施工的性能要求不同。尽管都属硅酸盐水泥体系，但化学组成，矿物组成，也会存在差异，其物理化学性能的测试仪器和测试方法都是不同的。,油井水泥的历史背景,1903,年在美国加利福尼亚劳木波斯油田使用水泥浆封堵油层上部的水层，该油井被称为世界上最早的注水泥井。到目前为止油井水泥的研究和探索，已有百年的历史。美国,“,世界石油,”,杂志把基本油井水泥分为了,13,大类，在这,13,类油井水泥中，,波特兰水泥,(,即硅酸盐水泥,),是世界各油田,最为常用的油井水泥,。,油井水,泥,，又,称堵塞水泥,(blockage,cement,),或固井水,泥，属,于硅酸盐类水泥，是石灰石、粘土和少量铁矿石，按一定比例混合磨碎，做成生料，然后在,1450,的高温煅烧，生成一种以硅酸钙为主要成分的熟料，再加少量的石膏，磨细成为油井水,泥。,油井水泥简介,外加剂概述,在油、气井固井中，井的条件千差万别，温度最低的有低于冰点的永冻地层，高的可以达到,350,的热采井及地热井，压力有接近常压的浅井，也有高达,200MPa,的深井。除了温度和压力以外，还要应对松软地层、多孔地层、腐蚀性液体及高压地层流体等。固井施工现场不可能配备多种水泥，通常只有一两种,API,标准的油井水泥，只有通过使用,外加剂,来调整油井水泥的性能，使水泥满足以上条件的要求。,常用油井水泥外加剂一般可以分为以下几类：,水泥胶乳,降失水剂,缓凝剂,早强剂,减阻剂（分散剂,）,消泡剂,冲洗液,隔离液,油井水泥外加剂,除常用油井水泥外加剂以外，还有许多类型的外加剂以满足不同的需求。,具有合适的密度和凝结时间，较低的稠度，用其配制的预拌油井混凝土具有良好的抗沉降性和可泵性。将其注入预定（温度、压力）的井段，能迅速凝结硬化并产生一定的机械强度。混凝土固化后具有良好的抗渗性、稳定性和耐腐蚀性。,简言之，,油井水泥,由水硬性硅酸钙为主要成分的硅酸盐水泥熟料，加入适量石膏和助磨剂磨细制成,。,油井水泥的特点,我国常用的油井水泥有,API,油井水泥，还有微细或超细油井水泥、,G,级抗高温油井水泥、快凝早强油井水泥。,API,油井水泥,超细油井水泥,G,级抗高温油井水泥,快凝早强油井水泥,油井水泥的分类,一、,API,油井水泥,美国石油协会（API）将油井水泥分为九个等级，各级别油井水泥使用范围如下：,A级：,A,级只有普通型一种,，适合无特殊要求的浅层固井作业。在我国大庆、吉林、辽宁油田用量较大。配制的水泥浆体系也较为简单。,普通油井水泥分类,普通油井水泥又称中深井水泥，根据GB202-77又分为：,45油井水泥，适用于井深1500米以内。,75油井水泥，适用于井深15002500米。,90油井水泥，适用于井深25003500米。,高温油井水泥适用于井深3500米以上的深井。,B,级具有中抗硫酸盐型,(MSR),和高抗硫酸盐型,(HSR),。一般适用于需抗硫酸盐的浅层固井作业,。目前在我国还没有使用。,C,级又被称作早强油井水泥，具有普通,(O),型、中抗硫酸盐型,(MSR),和高抗硫酸盐型,(HSR),三种类型。,C,级油井水泥凭其自身低密高强的特性，在浅层油气井的封固和低密度水泥浆的配制都有较大的优势。,D,级、,E,级、,F,级又被称作缓凝油井水泥，具有中抗硫水泥熟料，来达到,D,级油井水泥的指标要求。工艺复杂生产控制难度大而造成成本较高。而且,D,级油井水泥可以通过,G,级、,H,级油井水泥加入缓凝剂来代替，该工艺较为简单，所以近几年,D,级油井水泥的使用量也在逐渐下降。,E,级、,F,级油井水泥在我国尚没有应用报道。,G,、,H,级油井水泥被称为,基本油井水泥,，具有中抗硫酸盐型,(MSR),和高抗硫酸盐型,(HSR),，可与外加剂和外掺料相混合适用于大多数的固井作业，水泥浆体系也多种多样。,G,级、H,级油井水泥可以与低密材料,(,粉煤灰、漂珠、膨润土等,),配制低密度水泥浆体系。其中,G,级油井水泥在我国用量最大。,二、微细或超细油井水泥,有专家认为水泥中,95,粒子的粒径在,12,m,以下，平均粒径在,3,6,m,左右，或者说水泥的细度,(,用比表面积表示,),达到,100m,2,kg,左右才称的上超细水泥。粉磨细度根据各油田现场需要，可以从,50,120m,2,kg,之间甚至更高。该系列油井水泥颗粒较为细小，能够渗透到,API,油井水泥不能到达的区域，,可用于挤水泥、消除砾石层出水，修复套管泄漏区，封堵地层出水通道以及小间隙固井,。,三、,G,级抗高温油井水泥,G,级抗高温油井水泥根本上是,G,级高抗油井水泥与硅粉按一定比例混合的产物，主要用于防止井底静止温度大于,110,的深井、蒸汽注入井和蒸汽采油井由于温度过高造成的强度倒退。规格分为细硅粉和粗硅粉两个等级。,在我国辽河油田有不少的稠油热采井。,水泥浆配方基本上都掺入一定比例的硅粉，可以现场混入也可在水泥厂出厂前混入，这样产生了,G,级抗高温油井水泥。,四、快凝早强油井水泥,快凝早强油井水泥,是面向低温地层,(380),固井开发的一种油井水泥。目前固井使用的,API,油井水泥在低温条件下，存在水泥浆凝结时间长，强度发展慢的缺陷。虽然在基本油井水泥中加人大量促凝剂、早强剂等外加剂能达到预期的效果，但成本投入较大。工艺较为复杂。快凝早强油井水泥则凭借其,快凝、早强,的优势，是较为理想的产品。但该油井水泥技术还尚未成熟，在应用中还没有代表性的产品。,结论,（,1,）我国油井水泥的发展与国外相比还有一定的差距，应进一步加大对油井水泥的研究，使品种多样化满足各种油气井的固井需要。,（,2,）,C,级油井水泥在浅层固井和配置低密度水泥浆体系有较大的优势应加大推广和使用。,（,3,）微细油井水泥在油田封堵和修补作业中的使用较为广泛，应尽快制定相应的质量标准。,（,4,）根据固井向高温深井和低温浅层的发展趋势，应加快对高温油井水泥如高铝油井水泥和低温油井水泥如快凝早强油井水泥的研究，并且使最终的产品成熟和稳定。,THANKS FOR ATTENTION!,