《石油鉆探固井技術(shù)》PPT課件(PPT 91頁)

1、碩士2002級 現(xiàn)代完井工程石油鉆探固井技術(shù)1第1頁，共91頁。概述井身結(jié)構(gòu)設(shè)計套管及套管柱設(shè)計油井水泥及水泥漿設(shè)計影響注水泥質(zhì)量的因素2第2頁，共91頁。概述1.固井的概念 固井在井眼中下入適當尺寸及強度的套管柱，然后用水泥漿封固套管與井壁之間的環(huán)形空間的作業(yè)。 包括： 套管與下套管 水泥與注水泥3第3頁，共91頁。概述2.固井的目的封隔易塌、易漏等復(fù)雜地層，保證鉆井順利進行；封隔油氣水層，建立油氣流出通道，防止產(chǎn)層間互竄；進行增產(chǎn)措施；安裝井口。4第4頁，共91頁。概述3.固井的內(nèi)容套管及下套管 水泥與注水泥5第5頁，共91頁。概述4.對固井質(zhì)量的要求套管有足夠的強度能承受井下各種外力作用

2、，抗腐蝕、不斷、不裂、不變形。水泥環(huán)有可靠的密封環(huán)空封固段不竄、不漏、能經(jīng)受高壓擠注的考驗。 6第6頁，共91頁。概述5.固井工藝流程(1) 井眼準備；鉆井至預(yù)定井深后測井、通井并清洗井眼(循環(huán)鉆井液12周)起鉆、下套管、安裝水泥頭及注水泥地面管匯再循環(huán)鉆井液12周；(2) 打隔離液或前置液(一般用量為環(huán)空高度100m左右)；(3) 釋放下膠塞注水泥(領(lǐng)漿、中漿、尾漿)；(4) 釋放上膠塞替鉆井液;(5) 碰壓(上膠塞下行至套管承托環(huán),泵壓突然升高,通常 5.0 MPa)，注水泥結(jié)束。7第7頁，共91頁。概述6.工藝介紹下套管注水泥候凝檢測評價8第8頁，共91頁。概述7.固井的特點(1) 固井

3、作業(yè)施工時間短。例：3500m 9-5/8 套管固井作業(yè)，下套管約12:0016:00，注水泥約3:004:00 ；(2) 作業(yè)屬一次性工程，且質(zhì)量要求高，事后補救困難(補救質(zhì)量可控性差、成功率低、費用高)。據(jù)資料(美國、海洋)，補救作業(yè)費用與基本注水泥作業(yè)費的比值為: 表層套管固井：55 技術(shù)套管固井：15 尾 管 固 井 ：120 產(chǎn) 層 固 井 ：84(3) 材料用量大，成本高。 一般為鉆井總成本的1530。9第9頁，共91頁。第一節(jié) 井身結(jié)構(gòu)設(shè)計一.井身結(jié)構(gòu)設(shè)計的內(nèi)容套管的層次；各層套管的尺寸與下入深度；井眼尺寸(鉆頭尺寸)與深度；水泥返高。10第10頁，共91頁。二.井身結(jié)構(gòu)確定的原

4、則能有效的保護油氣層，使不同壓力梯度的油氣層不受鉆井液的污染。應(yīng)避免漏、噴、塌、卡等復(fù)雜情況發(fā)生，為全井順利鉆進創(chuàng)造條件。鉆下部高壓地層時，所用較高密度鉆井液形成的液柱壓力，不壓裂上層套管鞋處薄弱的裸露地層。下套管過程中，應(yīng)不發(fā)生壓差卡套管。套管與井眼、下次鉆進的鉆頭與套管內(nèi)徑之間，應(yīng)有合理的間隙。11第11頁，共91頁。三.井身結(jié)構(gòu)設(shè)計中所需的基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 1.地質(zhì)方面的數(shù)據(jù) 巖性剖面及故障提示； 地層孔隙壓力剖面； 地層破裂壓力剖面。2.工程類數(shù)據(jù) 抽吸壓力與激動壓力允許值； 地層壓裂安全增值； 井涌條件； 壓差允許值。12第12頁，共91頁。四.套管與井眼尺寸的選擇與配合 生產(chǎn)套管的尺寸應(yīng)滿

5、足采油的要求；據(jù)產(chǎn)能、油管大小、增產(chǎn)措施以及井下作業(yè)等要求。 對于探井，要考慮設(shè)計原井深是否需要加深；實際地與層原地質(zhì)預(yù)報有可能存在差異，是否留可增加中間套管層次的余地。 要考慮到工藝技術(shù)水平以及管材、鉆頭等的庫存情況。地質(zhì)復(fù)雜情況、取巖心尺寸要求、井眼曲率等。13第13頁，共91頁。第二節(jié) 套管柱設(shè)計一、套管規(guī)范簡介套管受到各種類型外力作用，須具有一定強度。外載大小、類型不同，所需的強度要求也不同，須有一系列不同尺寸、不同強度的套管。即套管系列。對所用的套管系列作一個統(tǒng)一規(guī)定，叫套管規(guī)范。規(guī)定了套管生產(chǎn)的尺寸、鋼級、壁厚、連接方式等。目前一般使用的美國API套管規(guī)范。其規(guī)定的有關(guān)性能主要有。

6、14第14頁，共91頁。1、尺寸系列（又叫名義外徑或公稱直徑）41/2，5，51/2，65/8，7，75/8， 85/8，95/8，103/4，113/4，16, 285/8，20，30.15第15頁，共91頁。2、鋼級系列API鋼級有10種：H,J,K,N,C,L,P,Q,X.非標準的鋼級，也較廣泛使用，如NKK,S,SS,V等。API規(guī)定鋼級代號后面的數(shù)字乘以1000 psi(6894.8Pa)即為該鋼材的最小屈服強度。如:N-80 801000psi但也有個別例外:S-80 55KpsiSS-95 80Kpsi16第16頁，共91頁。3、套管螺紋類型與螺紋連接API標準螺紋類型：短園螺紋

7、，STC, CSG, C1長園螺紋，LTC,LCSG, C2梯型螺紋，BTC,BCSG, C33直連型螺紋，XL, XCSG, C11X與螺紋類型相對應(yīng)的螺紋連接也有四種。 螺紋連接指套管本體與結(jié)箍之間的連接。 另有一些非標準螺紋由廠家定義。17第17頁，共91頁。如何選用這些套管，選擇原則：外載安全系數(shù) 套管強度18第18頁，共91頁。二、套管外載分析與套管強度計算（一）載荷分類與特點1 靜載特點：長期作用、聯(lián)合作用在套管上。類型：軸向拉力徑向外擠壓力徑向內(nèi)壓力彎曲附加拉力溫差應(yīng)力19第19頁，共91頁。(1)軸向拉力：T 自重：W 浮力：F T = W - FWTF20第20頁，共91頁。

8、(2)徑向外擠壓力：管外液柱壓力P1地層擠壓P2環(huán)空加壓P3P3P2P121第21頁，共91頁。(3)徑向內(nèi)壓力：管內(nèi)流體壓力壓裂作業(yè)等壓力P2P122第22頁，共91頁。2 動載特點：瞬時地、單一地作用在套管上。起下鉆時速度變化產(chǎn)生的動載阻、卡套管時提拉動載摩擦動載碰壓動載密度差產(chǎn)生的附加拉力套管柱在井下所受的主要外力有哪些？23第23頁，共91頁。作用在套管上的主要載荷是：軸向拉力 Tb= W - F外擠壓力 Pc內(nèi)壓力 PiWTbFPiPc24第24頁，共91頁。（二）軸向拉力與套管抗拉強度1、軸向拉力計算1.1套管自重產(chǎn)生的軸向拉力 浮力對軸向載荷有減小作用，因此，設(shè)計時考慮與不考慮浮

9、力時的選用的安全系數(shù)應(yīng)有一定區(qū)別。25第25頁，共91頁。(1)不考慮浮力時套管自重拉力分布規(guī)律：在套管柱上由下向上逐漸增大。最大值位置：井口處。計算公式：T 井口處套管軸向拉力, KNq 單位長度套管的重量，N/mL 套管長度，m26第26頁，共91頁。(2) 考慮浮力時套管自重拉力 浮力考慮方法： 浮力系數(shù)法，臺階力法(按集中力考慮)計算式(浮力系數(shù)法 )：Tb套管在鉆井液中的重量，KNBF 浮力系數(shù)在空氣中在鉆井液中Tb27第27頁，共91頁。1.2彎曲附加拉力 如果井眼存在較大的井斜變化或狗腿度時，由于套管彎曲效應(yīng)的影響將增大套管的拉力負荷，特別是在靠近絲扣嚙合處，易形成裂縫損壞，由于

10、API套管的連接強度沒有考慮彎曲應(yīng)力，所以設(shè)計時應(yīng)從套管的連接強度中扣除彎曲效應(yīng)的影響，其計算公式見有關(guān)資料。28第28頁，共91頁。1.3 其它附加拉力 在一般的套管設(shè)計中，沒有具體考慮附加拉力，而是通過安全系數(shù)的選用，將它們包括在內(nèi)。29第29頁，共91頁。2 軸向拉力作用下的套管強度(抗拉強度）2.1 軸向拉力作用下套管的失效形式(1)絲扣（接箍）滑脫(2)絲扣斷裂(3)管體斷裂(4)氫脆30第30頁，共91頁。2.2 套管抗拉強度的選用抗拉強度min絲扣部分抗拉強度，管體抗拉強度31第31頁，共91頁。（三） 外擠壓力與套管抗擠強度1 外擠壓力計算1.1外擠壓力的計算考慮方法：管內(nèi)按全

11、掏空的 最危險狀態(tài)考慮。計算方法：Pe外擠壓力，MPaH 計算點深度，mm 管外泥漿(或鹽水)密度，g/cm3Pe32第32頁，共91頁。外擠力分布：沿井深增加，最大在井底。說明：a.水泥環(huán)有一定的承載能力，實際的外擠力在水泥面以下要小得多，可分段考慮；b.在有易流動塑性地層的情況下（如鹽巖層、泥鹽層），套管所受的外擠力應(yīng)按上覆巖層的壓力梯度計算；c.在很多井中，并不可能發(fā)生全掏空的外擠狀態(tài)，故按上面方法計算出的外擠力偏大，這樣便可能造成選擇套管的浪費?，F(xiàn)行的方法是：根據(jù)各層套管具體可能出現(xiàn)的最大工況，按有效載荷計算。33第33頁，共91頁。1.2有效外擠壓力計算計算方法：Pe=Pc- Pi

12、其中Pi的計算方法不同，也使得Pe有多種算法。PiPc34第34頁，共91頁。2 套管的抗擠強度（單一外力作用）2.1 套管在外擠力下的失效形式套管徑厚比的范圍不同，套管破壞的形式也有所不同，其變化相似于受壓直桿件的破壞。細長桿壓彎（失穩(wěn)）短粗桿塑性變形破壞35第35頁，共91頁。套管按徑厚比分類為：厚壁：D/t 10中厚壁：10 30 D 套管直徑； t 套管壁厚。套管失效形式：主要是失穩(wěn)破壞，而不是強度破壞。失穩(wěn)后的套管被擠扁或破裂。36第36頁，共91頁。2.2 套管抗擠強度計算 API根據(jù)上面套管的不同失效形式，給出了一套抗擠強度計算公式，即：最小屈服抗擠強度最小塑性抗擠強度最小塑彈性

13、抗擠強度最小彈性抗擠強度具體公式見有關(guān)教材。37第37頁，共91頁。3 套管在多向載荷作用下的強度變化與計算3.1套管雙軸應(yīng)力橢圓a.方程建立 由材料力學(xué)理論可知，套管在外載作用下，其單元體上受三個正應(yīng)力作用，z軸向應(yīng)力t周向應(yīng)力r徑向應(yīng)力ztr38第38頁，共91頁。這三個應(yīng)力共同作用時合成應(yīng)力為（Mises方程）：根據(jù)第四強度理論，可得套管在多向應(yīng)力下的強度條件為：c s其平衡方程有：39第39頁，共91頁。在這三個應(yīng)力中，r 0 0 拉伸內(nèi)壓 z，t 0 壓縮內(nèi)壓 z，t 000 拉伸外擠 z，t42第42頁，共91頁。3.2軸向拉力作用下套管抗擠強度的計算a.計算公式43第43頁，共9

14、1頁。b. 計算K直接由Tb/Ts計算K查表求K法44第44頁，共91頁。（四） 內(nèi)壓力與套管抗內(nèi)壓強度1 內(nèi)壓力計算考慮狀態(tài)：內(nèi)壓力最大一般為井噴關(guān)井后或酸化壓裂時。內(nèi)壓分布：以井口為最大(無外擠壓力)。計算方法：按井口關(guān)閉，全井充滿天然氣計算：井口壓力Ps為：Pb地層壓力45第45頁，共91頁。以井口裝置的許用最高壓力作為井口壓力以有效內(nèi)壓力計算有效內(nèi)壓力有效內(nèi)壓力井口壓力管內(nèi)壓力管外壓力46第46頁，共91頁。2 套管的抗內(nèi)壓強度2.1套管在內(nèi)壓作用下的失效形式套管在內(nèi)壓力下的破壞一般屬于強度破壞。2.2抗內(nèi)壓強度的計算 套管管體和接箍處的抗內(nèi)壓強度可能不一致，故需同時計算套管管體與絲扣

15、處的抗內(nèi)壓強度。公式：薄壁圓筒理論0.875允許套管壁厚12.5%的變化W接箍直徑d1管末端的接箍扣根直徑47第47頁，共91頁。三、套管柱設(shè)計方法(一)設(shè)計原理套管柱設(shè)計，實際上就是怎樣選擇套管，使其能滿足井下各種外載狀態(tài)的方法。1.選擇依據(jù)外載安全系數(shù) 套管可用強度48第48頁，共91頁。選擇原則：應(yīng)能滿足鉆井、開發(fā)和產(chǎn)層改造的工藝要求，能滿足各種條件下各種作業(yè)情況以及地層的要求；考慮一定的安全儲備；經(jīng)濟性。49第49頁，共91頁。工程上對選擇套管的有關(guān)限制： 在要求抗腐蝕的條件下，應(yīng)先選用抗硫套管或高一鋼級的套管； 套管段數(shù)和種類的數(shù)量不應(yīng)太多，一般應(yīng)小于45段； 井口一根套管應(yīng)為全井最

16、大壁厚； 對復(fù)雜井要計算井口的瞬時最大載荷。50第50頁，共91頁。2 選擇步驟a.確定套管在井下可能遇到的最大外載情況；b.確定使用的安全系數(shù)范圍： 根據(jù)套管強度的計算方法和室內(nèi)套管強度的試驗，井下套管受力狀態(tài)的考慮以及使用的套管設(shè)計方法等因素，確定一個可用的安全系數(shù)范圍.抗擠：1.00-1.50，一般為1.00-1.125抗拉：1.60-2.00，一般為1.8-1.9抗內(nèi)壓：1.00-1.75,一般為1.10-1.33,常用1.1051第51頁，共91頁。c.計算出不同井深下套管所需的各種強度，從現(xiàn)有套管中選擇出滿足這些要求的套管；d.對所選套管進行校核和調(diào)整52第52頁，共91頁。3 等

17、安全系數(shù)設(shè)計法3.1設(shè)計原則 即要求所設(shè)計的各段套管的最小安全系數(shù)應(yīng)等于規(guī)定的安全系數(shù)值。實際安全系數(shù)套管強度/計算外載53第53頁，共91頁。3.2設(shè)計考慮的外載狀態(tài)軸向力：考慮浮力作用下的套管自重（彎曲段加彎曲應(yīng)力）外擠力：管內(nèi)全掏空時的最危險狀態(tài)，有特殊地層段單獨按上覆巖層壓力梯度設(shè)計內(nèi)壓力：以有效內(nèi)壓力考慮54第54頁，共91頁。3.3設(shè)計順序：外載特點:井底位置主要受外擠壓力作用最大；在井口部位主要受拉力與內(nèi)壓力作用較大。設(shè)計順序:自下而上，先抗擠后抗拉55第55頁，共91頁。3.4設(shè)計步驟：確定設(shè)計條件：安全系數(shù)、外載計算方式按內(nèi)壓篩選套管求井底外擠力，選第一段套管選第二段套管，計

18、算其可下深度計算第一段套管長度和有關(guān)安全系數(shù)選第三段套管選套管，按套管抗拉強度計算其可下深度注意：抗擠應(yīng)按雙軸應(yīng)力進行計算56第56頁，共91頁。第三節(jié) 油井水泥及水泥漿設(shè)計水泥與水混合配成的水泥漿，注入到套管與井眼的環(huán)空中，經(jīng)一定時間的凝結(jié)和硬化封固環(huán)形空間。固井質(zhì)量的基本要求之一，是要有可靠的密封性。這便要求使用的水泥在強度等性能方面均具備較高的指標。而影響油井水泥這些性能的因素與它內(nèi)部的礦物成分的含量是密切相關(guān)的。57第57頁，共91頁。油井水泥生產(chǎn)過程 水泥生料(碳酸鹽礦物、粘土質(zhì)原料和調(diào)節(jié)材料)經(jīng)粉碎、磨細、混合，在1450高溫下焙燒，加入一定量的石膏磨細。 水泥熟料 加石膏、粉碎

19、油井水泥58第58頁，共91頁。一、油井水泥組成與水化凝結(jié)過程 1 油井水泥的主要礦物成分硅酸三鈣：3CaOSiO2 簡寫：C3S硅酸二鈣：2CaOSiO2 簡寫：C2S鋁酸三鈣：3CaOAl2O3 簡寫：C3A鐵鋁酸四鈣：4CaOAl2O3Fe2O3簡寫：C4AF這四種礦物成分占總量的87以上，各種組分在水泥的水化過程中有不同的特性。故組成水泥的各種組分的比例不同，其水泥的性能也有所不同，即不同類型的水泥。59第59頁，共91頁。2 礦物成分對水泥性能的影響(1)硅酸三鈣：在一般硅酸鹽水泥中含量最高，是水泥產(chǎn)生強度的主要化合物。 水化反應(yīng)速度快，早期強度發(fā)展快、最終強度大。(2)硅酸二鈣：水

20、化反應(yīng)慢，強度增長慢，能在長時間內(nèi)逐漸增大水泥石的強度。60第60頁，共91頁。(3)鋁酸三鈣：是促進水泥快速水化的化合物，是決定水泥初凝和稠化時間的主要因素。對水泥漿的流動性有顯著影響，并對硫酸鹽的侵蝕十分敏感，因此，高抗硫酸鹽水泥必須控制其含量3%或更低。(4)鐵鋁酸四鈣：水化速度僅次于鋁酸三鈣，早期強度增長快，但早期強度與最終強度差別不大，且強度的絕對值不大，對水泥強度貢獻很小，含量過大可使強度過早減退。 C3A和C4AF的生成，主要是為降低水泥生產(chǎn)的燒結(jié)溫度，加入了Al2O3、Fe2O3。61第61頁，共91頁。凝結(jié)硬化時間C2SC3SC3AC4AF水泥石強度(4)礦物成分對強度的影響

21、62第62頁，共91頁。通過調(diào)節(jié)水泥礦物成分的含量，便可獲得各種適用于不同要求的油井水泥，如：性能要求實現(xiàn)方法高的早期強度 增加C3A、C3S含量、細磨緩凝性能好 控制C3A、C2S含量、粗磨低水化熱 限制C3A、C3S含量高抗硫能力 限制C3A3，C3A+2C4AF2463第63頁，共91頁。油井水泥的類型(1)API標準 A、B、C、D、E、F、G、H、J九個級別。其中，G、H兩級為基本水泥。即可通過加入外加劑和/或外摻料達到其它類型的特性，J級水泥目前已有逐步被取消的趨勢。(2)現(xiàn)行國家標準 按API標準，目前主要有G、H級。J級質(zhì)量控制標準不嚴，實際質(zhì)量不穩(wěn)定。(3)原國產(chǎn)標準 45、

22、75、95、120。已不使用64第64頁，共91頁。3 水泥的凝結(jié)與硬化(1)水化反應(yīng)水泥礦物與水混合后，發(fā)生水化反應(yīng)，生成各種水化產(chǎn)物。水泥漿將逐漸由液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)，這個過程叫水泥的凝結(jié)與硬化過程。65第65頁，共91頁。水泥的水化反應(yīng)：a.C3A的水化反應(yīng)b.C3S,C2S,及C4AF的水化反應(yīng)c.水化的C3A和二水石膏的水化反應(yīng)隨著水化的不斷進行，水泥漿中的硅酸鹽水化合物，鋁酸鹽水化合物、鐵鋁酸鹽水化物等在容液中的濃度不斷增加，逐漸使微小晶體形成凝聚結(jié)構(gòu)，從而促成水泥的凝結(jié)和硬化。66第66頁，共91頁。 (2)水泥的凝結(jié)與硬化“凝聚結(jié)晶”理論基本思想認為水泥在凝結(jié)和硬化過程要形成兩種不

23、同類型的三維空間網(wǎng)，即凝聚網(wǎng)和結(jié)晶網(wǎng)。由于凝聚結(jié)晶網(wǎng)的不斷增強，最后形成水泥的硬化。67第67頁，共91頁。a.凝結(jié)過程水化由顆粒表面深入 膠態(tài)粒子增多 晶體開始聯(lián)結(jié) 凝聚網(wǎng)。b.硬化過程水化深入 晶體析出 相互聯(lián)結(jié) 結(jié)晶網(wǎng) 硬化成微晶結(jié)構(gòu)。68第68頁，共91頁。二、油井水泥及水泥漿的物理性能1 概念：描述水泥或水泥漿特性的有關(guān)參量。2 標準：API標準、國家標準、原國家標準。69第69頁，共91頁。水泥的性能 自由水 抗壓強度 安定性 細度 稠化時間水泥漿的性能 (現(xiàn)行)國家和API標準 密度 自由水(析水) 濾失量(失水) 稠化時間 流變性能 水泥石抗壓強度 水泥石滲透率3 水泥及水泥漿

24、的性能描述性能的參數(shù)水泥漿的性能 (原)國家標準 密度 流動度 凝結(jié)時間 水泥石抗折強度70第70頁，共91頁。(1)密度s：單位體積水泥漿的質(zhì)量，g/cm3。 基本要求：注水泥過程中，既要壓穩(wěn)地層不發(fā)生流體的侵入，也不壓裂地層造成井漏。(2)稠化時間Tt：在指定溫度和壓力條件下，自水泥與水混合開始至配成的水泥漿的稠度值達到100BC所經(jīng)歷的時間，叫該水泥漿在此條件下的稠化時間。 基本要求：整個注水泥過程應(yīng)在稠化時間以內(nèi)完成，并包含一定的安全因數(shù)。通常：施工時間 稠化時間 - 1小時 3.1水泥漿的性能71第71頁，共91頁。(3)濾失量Q30：水泥漿中的自由水在壓差作用下，通過井壁滲入到地層

25、中的現(xiàn)象叫濾失，濾失的多少叫濾失量，ml/30min。 基本要求：在保證注水泥施工順利安全的前提下，盡量降低濾失量。(注意：這與對鉆井液的要求有區(qū)別在鉆井安全和不損害儲層的前提下，可放寬。)(4)自由水(析水)：在一定條件下，水泥漿靜置一定時間后分離出的游離水。常用250ml量筒滿刻度水泥漿，靜止2小時分離出的游離水度量，體積%。 基本要求：規(guī)定G、H級水泥在標準水灰比下 1.4%。實際工程中，在施工安全的前提下，應(yīng)盡量降低。如，用于大斜度和水平井固井的水泥漿，應(yīng)等于零或近于零。72第72頁，共91頁。(5)流變性能：描述水泥漿在外力作用下，產(chǎn)生流動的特點的參數(shù)。常用流變模式參數(shù)有：PV、YP

26、(賓漢)，n、K(冪律)，YP、n、K(赫巴)等。 基本要求：在保證漿體穩(wěn)定性的前提下，盡量改善。(6)抗壓強度：在一定溫度、壓力條件下，水泥漿在一定時間內(nèi)凝結(jié)硬化形成的水泥石抵抗壓力破壞的能力，MPa。 基本要求：支撐和懸掛套管的一部分重量；承受繼續(xù)鉆井的沖擊載荷或油氣層改造的壓力。一般要求在井底靜止溫度下48小時的值 14MPa。73第73頁，共91頁。(7)水泥石滲透率：一定壓力下，水泥石允許流體通過的特性叫水泥石的滲透性，其大小叫滲透率，m2。 基本要求：一般情況下不作要求，用于封固腐蝕性地層應(yīng)盡量降低滲透率。(8)流動度：水泥漿自重作用下攤開流動的能力，cm 或mm。建筑上稱作坍落度

27、。 基本要求：在保證水泥漿穩(wěn)定性的前提下，應(yīng)盡量提高水泥漿的流動能力。實際工程中，一般要求流動度20cm。74第74頁，共91頁。(9)凝結(jié)時間：一定溫度、壓力條件下，自水泥與水混合開始至水泥漿失去流動性所經(jīng)歷的時間。包括： 初凝時間：自配漿開始至水泥漿部分失去塑性所經(jīng)歷的時間。 終凝時間：自配漿開始至水泥漿凝結(jié)硬化能承受一定壓力時所經(jīng)歷的時間。 基本要求：整個注水泥過程應(yīng)在初凝時間以內(nèi)完成，并包含一定的安全因數(shù)。一般：施工時間 75%初凝時間75第75頁，共91頁。(10)其它：抗折強度、安定性、細度。 抗折強度：在一定溫度、壓力條件下，水泥漿在一定時間內(nèi)凝結(jié)硬化形成的水泥石抵抗剪切破壞的能

28、力，MPa。 安定性:水泥石的熱壓膨脹特性，常用線膨脹率表示。要求0.8%。 細度：水泥灰顆粒的大小，一般不作要求。常用篩于量比表面表示。(如原國產(chǎn)0.08mm方孔15%，現(xiàn)行基本水泥G、H級不作要求) 。76第76頁，共91頁。4.1混合材料對水泥性能的影響減輕材料：降低水泥漿的密度；加重材料：提高水泥漿的密度；熱穩(wěn)定材料：提高水泥石的耐高溫能力(大于110)。4.2溫度壓力對水泥性能的影響溫度：顯著影響水泥漿的性能。壓力：一般情況下，影響很小。 4 影響水泥漿性能的主要因素77第77頁，共91頁。5 水泥性能的調(diào)節(jié)油井水泥外加劑調(diào)節(jié)水泥漿性能的外加劑可分為： 三大主劑：降失水劑、分散劑(減阻劑)、調(diào)凝劑(緩凝劑和促凝劑)。 其它外加劑：早強劑、防竄劑、膨脹劑、不滲透劑消泡劑、穩(wěn)定劑等。 密度調(diào)節(jié)：減輕劑、加重劑。78第78頁，共91頁。三、固井水泥漿的設(shè)計1.國內(nèi)常用水泥外加劑及特性2.水泥漿設(shè)計的一般程序3.基本材料的選擇4.制約條件5.外加劑配伍性79第79頁，共91頁。第四節(jié) 注水泥與影響 注