固井-水泥漿化學(xué)概要

固井-水泥漿化學(xué)概要1固井1.1定義固井就是在井眼內(nèi)下入套管柱，在套管柱與井壁環(huán)形空間注入水泥漿進(jìn)行封固。1.2目的（1）封隔疏松、易塌、易漏等地層；（2）封隔油、氣、水層，防止互相竄通，形成油氣通道；（3）安裝井口，控制油氣流，以利于鉆進(jìn)。1.3流程（1）下套管套管類型有：1）表層套管封隔地表淺水層及淺部疏松和復(fù)雜地層；安裝井口、懸掛和支撐后續(xù)各層套管。2）生產(chǎn)套管（油層套管）用以保護(hù)生產(chǎn)層，提供油氣生產(chǎn)通道。3）中間套管（技術(shù)套管）用來封隔不同地層壓力層系或易漏、易塌、易卡等井下復(fù)雜地層。（2）注水泥下套管后，把水泥漿泵入套管內(nèi)，再用鉆井液把水泥漿頂替到管外環(huán)形空間設(shè)計(jì)位置的作業(yè)稱之為注水泥。（3）井口安裝和套管試壓下套管注水泥之后，在水泥凝固期間就要安裝井口。套管試壓是檢查固井質(zhì)量的重要組成部分。安裝好套管頭和接好防噴器及防噴管線后，要做套管頭密封的耐壓力檢查，和與防噴器聯(lián)接的密封試壓。固井質(zhì)量的全部指標(biāo)合格后，才能進(jìn)入到下一個(gè)作業(yè)程序。1.5特殊固井技術(shù)不是一次通過套管內(nèi)注水泥的方法屬于特殊固井技術(shù)，主要有大口徑深井套管固井、延遲固井技術(shù)、大斜度定向井注水泥、可溶性地層固井工藝、尾管及尾管回接固井工藝、酸性氣井或含硫氣井注水泥、多級(jí)注水泥技術(shù)、高溫井注水泥等[1]。1.6國內(nèi)外固井現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[2]自1903年開始固井以來，經(jīng)過近100年的努力，國內(nèi)外固井技術(shù)有了一定的進(jìn)步，主要有：油井水泥的擴(kuò)充與完善；普遍采用計(jì)算機(jī)控制技術(shù)對配漿過程進(jìn)行連續(xù)監(jiān)控，注水泥設(shè)備向操作自動(dòng)化、密度控制精確化、大能量和大功率方向發(fā)展；復(fù)雜的地層固井技術(shù)日趨完善；固井計(jì)算機(jī)模擬、仿真與監(jiān)控技術(shù)，提高了固井方案設(shè)計(jì)、現(xiàn)場施工的準(zhǔn)確性、針對性和科學(xué)性等。我國固井技術(shù)現(xiàn)狀與國外還存在著差距，今后要重點(diǎn)加強(qiáng)抗高溫、抗鹽系列外加劑的研究與開發(fā)，不斷拓寬油井水泥外加劑的適用范圍，進(jìn)一步加大油井水泥外加劑的現(xiàn)場使用力度。2水泥漿2.1定義2.2發(fā)展過程（1）1903年第一次在油井中使用水泥，以封堵水層。（2）1910年第一次用水泥封堵井眼與套管的環(huán)形空間。（3）20世紀(jì)30年代末才開始使用水泥外加劑。2.3功能（1）固井和保護(hù)套管；（2）保護(hù)高壓油氣層；（3）封隔嚴(yán)重漏失層和其他復(fù)雜層。2.4組成（1）水配水泥漿的水可以是淡水、鹽水或海水。（2）水泥由石灰石、粘土在1450~1650℃下煅燒、冷卻、磨細(xì)而成，主要含下列硅酸鹽和鋁鹽酸：1）硅酸三鈣3CaO·SiO2（簡稱C3S）水泥的主要成份，水化速率和強(qiáng)度增加率高，早期強(qiáng)度和最后強(qiáng)度都高。2）硅酸二鈣2CaO·SiO2（簡稱C2S）含量一般在24％～30％之間，水化反應(yīng)緩慢，強(qiáng)度增長慢，最終強(qiáng)度高。3）鋁酸三鈣3CaO·Al2O3（簡稱C3A）含量少，水化速率高，強(qiáng)度增加速率低，最后強(qiáng)度低。4）鐵鋁酸四鈣4CaO·Al2O3·Fe2O3（簡稱C4AF）含量少，水化速率高，強(qiáng)度增加速率低，最后強(qiáng)度低。參考文獻(xiàn)[1]徐惠峰.鉆井技術(shù)手冊（三）固井[M]北京：石油工業(yè)出版社，1990.[2]丁士東.國內(nèi)外固井現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]鉆井液與完井液