第五講常用材料體系

1、水泥化驗(yàn)基礎(chǔ)水泥化驗(yàn)基礎(chǔ)COSL油井水泥外加劑命名規(guī)則油井水泥外加劑命名規(guī)則 l命名方法 l一般表示方法為PC-X*X：首段兩個(gè)大寫(xiě)字母加連字符（PC-），中段一個(gè)大寫(xiě)字母和二個(gè)數(shù)字，尾段一個(gè)大寫(xiě)字母。如：PC-H31L編號(hào)位次說(shuō)明12345分段字符PC-H31Ll具體說(shuō)明l對(duì)于編號(hào)1為：固定模式“PC-”代表固井添加劑的標(biāo)準(zhǔn)代碼。PC-是中海油田服務(wù)股份有限公司“水泥漿技術(shù)體系”的已注冊(cè)名稱。 l對(duì)于編號(hào)2為：一個(gè)大寫(xiě)字母代表固井添加劑的系統(tǒng)功能分類或用途。 A-促凝（早強(qiáng)）劑，H-緩凝劑，G-降失水劑，F(xiàn)-分散劑，X-消泡劑，J-（交聯(lián)）穩(wěn)定劑，P-減輕劑，D-加重劑，B-固結(jié)增強(qiáng)劑，C-

2、抗高溫材料， W-沖洗液（劑），S-隔離液（劑），M-MTC系列的添加劑，L-液體水泥系列的添加劑，O-泡沫水泥系列的添加劑，Z-其他后續(xù)雜項(xiàng)材料。 COSL油井水泥外加劑命名規(guī)則油井水泥外加劑命名規(guī)則 l具體說(shuō)明l對(duì)于編號(hào)3為：第一數(shù)字代表某類產(chǎn)品內(nèi)的機(jī)理和功能分類編號(hào)。參考習(xí)慣，不同大類的產(chǎn)品中可以細(xì)分如：緩凝劑中的“2”代表中低溫，“3”代表中高溫，“4”代表高溫；再如降失水劑中的“6”代表不滲透系列（PVA)，“7”代表改性不滲透系列，“8”代表丙烯酰胺和丙烯酸的共聚物系列（AMPS）。對(duì)于那些不太好進(jìn)行類別內(nèi)區(qū)分的外加劑，可以使用沿用習(xí)慣搭配，如CX6, CA9, CF4, 以后新產(chǎn)

3、品再追加細(xì)分類型。l對(duì)于編號(hào)4為：第二數(shù)字代表某種產(chǎn)品的代級(jí)（第幾代）或特殊用途編號(hào)?？梢杂脕?lái)表示某種產(chǎn)品的代級(jí)，或表示特殊用途如普通型、防凍型，或油基型、水基型，或針對(duì)不同作業(yè)者的合同需要等。l對(duì)于編號(hào)5為：尾標(biāo)字母表示添加劑的物理狀態(tài)。固體形式為S，液體形式為L(zhǎng)。COSL油井水泥外加劑命名規(guī)則油井水泥外加劑命名規(guī)則 l特別說(shuō)明l對(duì)于以固定固體形式出現(xiàn)的材料，如般土、硅粉、鐵礦粉、漂珠等，不需要加后綴S； l對(duì)于一些比較特殊的外加劑，可以沿用習(xí)慣使用PC-XXXX*的方式命名，如PC-CRET1、PC-SEAL1等； l對(duì)于進(jìn)口的產(chǎn)品直接使用原廠家名稱代號(hào)； l目前各類固井添加劑的新舊名稱對(duì)

4、照詳細(xì)見(jiàn)匯總表。 低密度高強(qiáng)水泥漿體系低密度高強(qiáng)水泥漿體系 低密度高強(qiáng)水泥漿體系以漂珠為減輕材料，輔以增強(qiáng)材料和多種外加劑配制而成，具有密度低、強(qiáng)度高的特點(diǎn)。體系以線性堆積模型和固體懸浮模型為基礎(chǔ)，以緊密堆積技術(shù)為基本理論，提高了單位體積水泥漿中固相，增強(qiáng)了水泥石的致密性；利用合理材料改善物料的表面性質(zhì)，減少物料顆粒間的充填水和表面的潤(rùn)滑水，使水泥漿有良好的流變性，改善了水泥漿的整體性能。 l低密度高強(qiáng)水泥漿體系組成 l油井水泥： G級(jí) l減輕材料：PC-P61（漂珠）l增強(qiáng)劑：PC-BT1或PC-BT2l緩凝劑：PC-H21L l分散劑：PC-F41Ll固結(jié)增強(qiáng)劑：PC-B10l消泡劑：PC

5、-X60L水泥漿組成不只局限于以上材料，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)要求可以添加其它材料或更改部分材料，使其性能達(dá)到所需要求。低密度高強(qiáng)水泥漿體系低密度高強(qiáng)水泥漿體系 2. 低密度高強(qiáng)水泥漿體系特點(diǎn) 水泥漿密度可調(diào)控在1.41.7g/cm3范圍。 該體系適用溫度27110，有良好的流變性能，失水量可控制在40ml以內(nèi)，水泥漿稠化曲線良好，可調(diào)。 水泥石強(qiáng)度高，24小時(shí)抗壓強(qiáng)度可過(guò)20MPa。 良好的水泥漿沉降穩(wěn)定性能。 良好防漏失性能。 由于采用了顆粒級(jí)配原理，水泥石致密，滲透率低，有良好的防氣竄性能。 可用海水配漿，CF-42L能有效改善水泥漿流變性，消除觸變現(xiàn)象。 該水泥漿體系與PEM泥漿和沖洗液隔離液相容性

6、較好。低密度高強(qiáng)水泥漿體系低密度高強(qiáng)水泥漿體系 3. 典型水泥漿配方性能基本配方：400g水泥+320g海水+9gFS02+100g漂珠106g增強(qiáng)劑4gCF42L+ 4gCH218L + 1.5gC603L 密度(g/cm3)溫度()稠化時(shí)間（min）流變儀讀數(shù)600/300/200/100/6/3API失水（ml）抗壓強(qiáng)度72（MPa/24hr/48hr）1.5060155156/110/89/60/23/173030.4/39.64. 水泥漿應(yīng)用范圍（1）適用于低壓易漏失、長(zhǎng)封固井段固井。（2）適用于調(diào)整井、氣井、水平井、大斜度井的固井。聚乙烯醇水泥漿體系聚乙烯醇水泥漿體系 聚乙烯醇水泥

7、漿體系是以聚乙烯醇（PVA）類降失水劑為主劑配制而成的體系，具有防氣竄好、價(jià)格低的特點(diǎn)，有預(yù)交聯(lián)型、抗污染型、防凍型等類型，適合于不同的條件，最高使用溫度120。該水泥漿體系主要通過(guò)交聯(lián)作用形成貫穿整個(gè)體系的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，在水泥與地層間存在一定壓差時(shí)，在界面處形成一層致密堅(jiān)韌的濾膜，降低了水泥漿的失水，同時(shí)也有效地阻止氣竄的發(fā)生。聚乙烯醇水泥漿體系聚乙烯醇水泥漿體系 1. 聚乙烯醇水泥漿體系的組成 油井水泥： G級(jí) 降失水劑：PC-G70L、PC-G71L、PC-G72L，加量39% 分散劑：PC-F41L、PC-F44L，加量0.32.5% 消泡劑：PC-X60L、PC-X61L，加量0.050

8、.3% 根據(jù)對(duì)水泥漿性能的具體要求，可向水泥漿中加入以下可選材料； 緩凝劑：PC-H21L 促凝劑：PC-A90L 膨脹劑：PC-B10 防氣竄劑：PC-GS1 交聯(lián)劑：PC-J10S、PC-J12L 以及其它外加劑。聚乙烯醇水泥漿體系聚乙烯醇水泥漿體系 2. 2. 體系使用、維護(hù)要求體系使用、維護(hù)要求使用溫度不超過(guò)110；存在門限加量，必須大于5%（BWOC）以上才能控制好失水量；有輕微的觸變性，適當(dāng)提高分散劑的加量；加入微膨脹劑防止水泥石收縮；抗污染能力差，配混合水時(shí)注意不要被其它液體污染，注水泥時(shí)使用良好的沖洗液、隔離液，防止水泥漿被污染。聚乙烯醇水泥漿體系聚乙烯醇水泥漿體系 2. 2.

9、 體系使用、維護(hù)要求體系使用、維護(hù)要求使用溫度不超過(guò)110；存在門限加量，必須大于5%（BWOC）以上才能控制好失水量；有輕微的觸變性，適當(dāng)提高分散劑的加量；加入微膨脹劑防止水泥石收縮；抗污染能力差，配混合水時(shí)注意不要被其它液體污染，注水泥時(shí)使用良好的沖洗液、隔離液，防止水泥漿被污染。聚乙烯醇水泥漿體系聚乙烯醇水泥漿體系 3. 3. 水泥漿體系特點(diǎn)水泥漿體系特點(diǎn) 水泥漿體系適用于30到100井況； API失水量可控制在50ml以內(nèi)； 有一定的抗鹽能力，能用海水配漿； 稠化時(shí)間可調(diào)，抗壓強(qiáng)度高，適應(yīng)各種水泥漿密度，而且沉降穩(wěn)定性良好； 通過(guò)與特殊的調(diào)凝劑復(fù)配，可使過(guò)渡時(shí)間小于10min，呈直角稠

10、化； 具有良好的防漏、防氣竄性和非滲透性； 價(jià)格便宜，性能比較穩(wěn)定； 適用于低溫、中溫井段，易竄、易漏失地層，調(diào)整井固井施工。聚乙烯醇水泥漿體系聚乙烯醇水泥漿體系 4. 典型配方性能典型配方性能配方:100%水泥+0.3%PC-X60L+ 0.3%PC-F41L+ 3%PC-G71L+ 0.25%PC-H21L + 41.3% 海水密度井底靜止溫度井底循環(huán)溫度稠化時(shí)間minAPI失水ml12h抗壓強(qiáng)度MPa24h抗壓強(qiáng)度MPa1.9361461335015.4621.45聚合物水泥漿體系聚合物水泥漿體系 聚合物水泥漿體系由聚合物水泥漿體系由PC-G80LPC-G80L、PC-G83LPC-G8

11、3L等等AMPSAMPS類降失水劑為主劑類降失水劑為主劑，輔以相配伍的其它外加劑配制而成。，輔以相配伍的其它外加劑配制而成。AMPSAMPS降失水劑是以降失水劑是以AMPSAMPS（2 2丙烯酰胺基丙烯酰胺基2 2甲基丙烷磺酸）為主要單體的二元或多元共聚甲基丙烷磺酸）為主要單體的二元或多元共聚物材料，具有抗溫、抗鹽、體系穩(wěn)定的特點(diǎn)。向聚合物水泥漿中加物材料，具有抗溫、抗鹽、體系穩(wěn)定的特點(diǎn)。向聚合物水泥漿中加入具有特殊功能的外加劑可以配成有相應(yīng)功能的的水泥漿體系，以入具有特殊功能的外加劑可以配成有相應(yīng)功能的的水泥漿體系，以適應(yīng)不同井況的固井需求。適應(yīng)不同井況的固井需求。聚合物水泥漿體系聚合物水泥

12、漿體系 1. 1. 聚合物水泥漿體系的組成聚合物水泥漿體系的組成 油井水泥：G級(jí) 降失水劑：PC-G80L、PC-G83L、PC-G84L等，加量36%（BWOC） 分散劑：PC-F41L、PC-F44L，加量0.32.5% 消泡劑：PC-X60L、PC-X61L，加量0.050.3% 混漿水：淡水或海水根據(jù)對(duì)水泥漿性能的要求，可向水泥漿中加入可選材料： 緩凝劑：PC-H21L、PC-H32L、PC-H34L等 促凝劑：PC-A90L、PC-A93L 膨脹劑：PC-B10、PC-B40、PC-B60等 防氣竄劑：PC-GS1、PC-GS2 外摻料：PC-P61、PC-C81L、PC-C82L等

13、。以及其它外加劑。聚合物水泥漿體系聚合物水泥漿體系 2. 體系使用、維護(hù)要點(diǎn)：30110推薦使用PC-H21L、PC-H32L中溫緩凝劑，加量0.32%；溫度大于110推薦使用與降失水劑相配伍的PC-H34L等高溫緩凝劑，加量15%；30110的海水水泥漿體系推薦使用PC-G80L、PC-G83L；溫度大于110的體系推薦用PC-G84L，并用淡水配漿；流變性好的情況下，可以不使用分散劑；在8090存在自緩凝現(xiàn)象，要進(jìn)行溫度敏感實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)；不推薦在密度低于1.65g/cm3的漂珠水泥漿體系中使用。聚合物水泥漿體系聚合物水泥漿體系 3. 3. 水泥漿特點(diǎn)水泥漿特點(diǎn)良好的失水控制性能，游離液零；優(yōu)秀

14、的抗溫抗鹽能力；很好的普適性，可在26180的溫度范圍內(nèi)使用；具有良好的分散作用，在一些情況下，不加分散劑，也有良好的流變性；抗污染能力強(qiáng)；水泥石強(qiáng)度發(fā)展好；可以與其它外加劑配伍制成具有特殊功能的水泥漿體系。聚合物水泥漿體系聚合物水泥漿體系 4. 典型水泥漿配方性能配方：100%“G“水泥+海水+45%海水降失水劑+0.250.8%CH211L密度溫度稠化時(shí)間Min流變性600/300/200/100/6/3API失水量ml抗壓強(qiáng)度MPa1.980224208/130/95/55/8/432.824.6膠乳水泥漿體系膠乳水泥漿體系 膠乳水泥漿是用膠乳為主劑，輔以穩(wěn)定劑和其它外加劑配制而成的。油

15、井水泥用的膠乳一般為丁苯膠乳和羧基丁苯膠乳，膠粒直徑200-500nm，均勻分散在粘稠的膠體體系中。膠乳水泥漿主要是靠膠乳顆粒填充水泥顆粒間隙來(lái)降低失水量，加量較大，有很好的防氣竄作用。 膠乳水泥漿體系膠乳水泥漿體系 1 . 膠乳水泥漿的組成膠乳水泥漿的組成 油井水泥：G級(jí) 膠乳：PC-GR1、PC-GR5，加量415% 穩(wěn)定劑：PC-J50S，加量0.31.0% 分散劑：PC-F41L，加量0.32.0% 消泡劑：PC-X88L，加量0.050.3%根據(jù)對(duì)水泥漿性能的具體要求，可向水泥漿中加入以下可選材料： 緩凝劑：PC-H21L、PC-H32L、PC-H34L 促凝劑：PC-A90L、PC

16、-A93L 膨脹劑：PC-B10、PC-B40 CO2防腐劑：PC-B80以及其它外加劑。膠乳水泥漿體系膠乳水泥漿體系 2. 體系使用、維護(hù)要點(diǎn)：體系使用、維護(hù)要點(diǎn)：使用溫度35150；性能不是很穩(wěn)定，要通過(guò)反復(fù)實(shí)驗(yàn)調(diào)整，保證施工安全；普通消泡劑不適用，要用專門的膠乳消泡劑或抑泡劑，以抑泡為主、消泡為輔；抗鹽性較差，鹽的侵入可能會(huì)破壞膠粒的分散穩(wěn)定性，減弱控失水性能，因此不能用鹽水配漿并防止鹽水的侵入；打兩種水泥漿時(shí)，注意與其它水泥漿的相容性，相容性差的不適用；PC-GR5可用海水配漿。膠乳水泥漿體系膠乳水泥漿體系 3. 3. 膠乳水泥漿體系性能特點(diǎn)：膠乳水泥漿體系性能特點(diǎn)： 具有良好的防氣竄

17、性能； 有良好的流動(dòng)性和控失水性能； 有效降低水泥石滲透率，提高抗地層水腐蝕能力； 減小水泥環(huán)體積收縮，改善水泥環(huán)與套管，地層間的膠結(jié)狀況； 提高水泥石抗拉強(qiáng)度，使之具有良好的彈性，降低射孔時(shí)水泥石的破裂度； 適用于氣井、調(diào)整井、高溫高壓井固井。膠乳水泥漿體系膠乳水泥漿體系 4. 4. 典型水泥漿配方性能典型水泥漿配方性能 配方：100%水泥+1%PC-F41L+4.5%PC-GR5+0.3%PC-J50S + 0.08%PC-H21L + 海水密度（g/cm3）井底循環(huán)溫()稠化時(shí)間（Min）API失水(ml)24h抗壓強(qiáng)度(MPa)PVYP1.98520426210.037.9聚合物膠乳水

18、泥漿體系聚合物膠乳水泥漿體系 聚合物膠乳水泥漿體系是將AMPS聚合物與膠乳結(jié)合配制而成的水泥漿體系。這種水泥漿兼有聚合物水泥漿和膠乳水泥漿的優(yōu)點(diǎn)，具有更好的性能，可適用于較復(fù)雜的地層固井。聚合物對(duì)水泥顆粒的吸附作用和膠乳顆粒對(duì)水泥空隙的填充作用這兩種機(jī)理共同起作用，使體系具有更好防氣竄和降失水性能，水泥石更加致密，滲透率更低，能有效提高固井質(zhì)量、延長(zhǎng)油井使用壽命。 聚合物膠乳水泥漿體系聚合物膠乳水泥漿體系 1. 水泥漿組成水泥漿組成 油井水泥：G級(jí) 降失水劑：PC-G83L、PC-G84L ，加量35% 膠乳：PC-GR1，加量415% 分散劑：PC-F41L、PC-F44L，加量0.32.0

19、% 消泡劑：PC-X88L，加量0.050.3%根據(jù)對(duì)水泥漿性能的具體要求，可向水泥漿中加入以下可選材料： 緩凝劑：PC-H30S、PC-H21L、PC-H32L、PC-H34L 穩(wěn)定劑：PC-J50S 促凝劑：PC-A90L、PC-A93L 膨脹劑：PC-B10、PC-B40 防腐劑：PC-B80 外摻料：PC-C81、PC-C82以及其它外加劑。聚合物膠乳水泥漿體系聚合物膠乳水泥漿體系 4. 4. 典型水泥漿性能配方典型水泥漿性能配方 配方：100%G級(jí)水泥+35%硅粉+3%PC-G83L+10%PC-GR6+1%PC-F41L+ PC-H30S +0.5%PC -J50S +PC-X62

20、L密度（g/cm3）溫度()稠化時(shí)間(h:min)API失水量(ml)24h抗壓強(qiáng)度(MPa)1.91505:1835.722.3低溫低密度高強(qiáng)水泥漿體系低溫低密度高強(qiáng)水泥漿體系 低溫低密度高強(qiáng)水泥漿體系以低溫水化性能良好的特種水泥為膠結(jié)材料，輔以相配伍的外加劑配制而成。該體系在低溫（5）條件下強(qiáng)度發(fā)展良好，適用于深水表層固井。1. 水泥漿組成水泥：特種硅酸鹽水泥降失水劑：PC-G83L，加量35%分散劑：PC-F41L，加量15%消泡劑：P C-X60L，加量0.050.3%根據(jù)具體要求可加入其它外加劑：緩凝劑：PC-H21L，加量0.12%早強(qiáng)劑：PC-A90L，加量15%以及其它外加劑。

21、 低溫低密度高強(qiáng)水泥漿體系低溫低密度高強(qiáng)水泥漿體系 2. 2. 水泥漿使用、維護(hù)要求：水泥漿使用、維護(hù)要求：水泥和漂珠的比例對(duì)水泥漿的性能影響較大，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果適當(dāng)調(diào)整兩者的比例；水泥漿體系較稠，適當(dāng)增加分散劑的加量；考慮多種情況，測(cè)試水泥漿的稠化時(shí)間，保證施工安全；每隔5測(cè)試水泥石的抗壓強(qiáng)度。3. 3. 水泥漿特點(diǎn)水泥漿特點(diǎn)具有良好的低溫水化性能，在較低的溫度（5）也有強(qiáng)度發(fā)展；稠化時(shí)間可調(diào)性好，對(duì)溫度差異無(wú)太強(qiáng)的敏感性，保證了固井施工安全；隨著緩凝劑的加量增加，稠化時(shí)間有規(guī)律的延長(zhǎng)，有很好的重復(fù)性；體系穩(wěn)定，水泥石上下密度差小，不收縮；體系結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，普通外加劑即可滿足要求；該體系的不足之處

22、是水泥漿有一定的觸變性，初始稠度較高，稠化過(guò)渡時(shí)間長(zhǎng)。適用于深水低溫表層套管的固井施工。低溫低密度高強(qiáng)水泥漿體系低溫低密度高強(qiáng)水泥漿體系 4. 4. 典型水泥配方性能典型水泥配方性能 配方：100%水泥+20%PC-P61+4.8%PC-F41L+5%PC-G83L+3%PC-A90L+ 0.35% PC-X61L +63.33% SW密度(g/cm3)溫度()初始稠度(Bc)稠化時(shí)間(h:min)游離液(%)API失水量(ml)1.4530/20355:19036六速讀數(shù)（30養(yǎng)護(hù)1h）60030020010063240155121824737抗壓強(qiáng)度/24h,MPa510152025300/24h3.7/48h1.9/24h7.9/48h5.06.29.511.4常用前置液體系常用前置液體系 2. 2. 常用隔離液體系常用隔離液體系lPC-S23SPC-S23S隔離液體系隔離液體系: : PC-S23S隔離液能很好提高液相粘度，有效隔離鉆井液與