漂珠在低密度油井水泥中的利用

一、 漂珠在低密度油井水泥中的利用
　 隨著石油工業(yè)的迅猛發(fā)展，油、氣井固井工程用的油井水泥需求量也在不斷上升。尤其是由于井深加深，地質(zhì)條件差，低密度油井水泥的需求更顯得迫切。因此，許多國(guó)家都瞄準(zhǔn)和探索合適的水泥減輕劑——粉煤灰漂珠，并為配制低密度油井水泥這項(xiàng)新技術(shù)的研制和開發(fā)作出不懈的努力。我國(guó)同樣也做出許多新貢獻(xiàn)，先后在許多油、氣井工程中實(shí)際應(yīng)用上取得了一些經(jīng)驗(yàn)。當(dāng)然，有些方面還有待改進(jìn)。

（一） 固井工程與低密度油井水泥 　

　 在油氣田的勘探與開發(fā)中，為了防止表土坍塌，建立了鉆井液循環(huán)系統(tǒng)，以克服鉆井中遇到的井塌、漏失、氣竄等復(fù)雜情況。封隔已鉆穿的油、氣、水層段，達(dá)到分層試采油氣的目的，需先后下入多層鋼管（套管）。按其作用可劃分為表層套管、技術(shù)套管、油層套管等。在每層套管與井眼的環(huán)形空間內(nèi)均需按要求注入不同性質(zhì)的水泥漿，使套管與井壁緊密連接起來(lái)，為油、氣的開采建立鋼鐵的井筒。這種將套管下至預(yù)定深度，用水泥車在環(huán)形空間注以水泥漿并安裝井口以及相輔助的工序統(tǒng)稱為固井。

　　由于純水泥漿是由水泥車泵送入套管至井底后，再?gòu)沫h(huán)形空間上返到預(yù)定深度，水泥漿柱隨著套管的深度承受著愈來(lái)愈高的溫度和壓力，因此，這就要求油井水泥具有顆粒微細(xì)、漿體初始稠度（從配漿開始15～30min內(nèi)水泥漿的粘滯力）低、稠化時(shí)間（水泥漿處于可以泵送的狀態(tài)的時(shí)間）、水泥石早期（8～24h）強(qiáng)度高等基本的特殊性能。

　 同時(shí)由于在固井工作中，將純水泥采用常規(guī)水灰比配制成的漿體，其體積密度一般都大于1.85g/cm3，當(dāng)這種漿體注入井下時(shí)，具有裂縫、孔洞的巖層、地層壓力系數(shù)很低，或由于封固段超長(zhǎng)達(dá)1500m以上，不少脆弱地層的地耐力及對(duì)于承受該水泥漿體的液柱壓力等因素，造成水泥漿體發(fā)生井漏，引起漿面低返，達(dá)不到預(yù)期填充高度，必需進(jìn)行二次封固，這不僅延緩交井周期，而且即使采取補(bǔ)救措施，也由于水泥漿體的流失，已造成油氣層污染，影響油氣產(chǎn)量。為此，在發(fā)展石油工業(yè)的同時(shí)，如何研制、應(yīng)用低密度油井水泥（即配制的水泥漿體密度低于1.85g/cm3），已成為固井工程的一個(gè)突出問(wèn)題，其技術(shù)要求大致歸納如下：①克服地層壓力系數(shù)低，水泥漿柱高，壓力增大產(chǎn)生井漏，導(dǎo)致水泥面低返，封固長(zhǎng)度不符合采油等現(xiàn)象；②平衡地層壓力、延緩水泥漿“失重”時(shí)間，防止油氣“竄出”；③降低主要儲(chǔ)層的水泥漿失水量，保護(hù)油氣層、防止污染；④作領(lǐng)漿使用，沖刷井壁，提高主要油氣層段的水泥封固質(zhì)量；⑤抵抗地層水的腐蝕，保護(hù)套管，延長(zhǎng)油井壽命；⑥填充非主要環(huán)形空間，節(jié)約水泥，降低成本。 由于井深、地溫梯度、油氣壓力和地質(zhì)條件的不同，我國(guó)油井水泥標(biāo)準(zhǔn)于1988年參照美國(guó)石油學(xué)會(huì)APISPEC10－86《油井水泥材料和試驗(yàn)》標(biāo)準(zhǔn)，修訂成九個(gè)級(jí)別（A、B、C、D、E、F、G、H和J級(jí)），不同級(jí)別的水泥又分為普通型、中抗硫酸鹽型及高抗硫酸鹽型三種類別，但仍不足以解決固井工程中的不同要求。因此，在固井時(shí)除需要選擇適當(dāng)級(jí)別和類型的油井水泥外，還需要摻加不同的油井水泥外加劑，以提高固井質(zhì)量。如稠化時(shí)間調(diào)節(jié)劑（促凝劑和緩凝劑）、改變水泥漿流動(dòng)性的外加劑（分散劑或稱減阻劑）、控制水泥漿失水性的外加劑（降失水劑）、水泥漿密度的調(diào)節(jié)劑（減輕劑和加重劑）、提高水泥石熱穩(wěn)定性的外加劑等。