油井水泥早強劑在伊朗雅達油田的應(yīng)用

夏保華

【摘 要】 針對伊朗雅達瓦蘭油田區(qū)域特點以及伊朗當?shù)赜途嗵匦?，并滿足雅達油田建井周期需要和合同要求，縮短導(dǎo)管與表層套管固井水泥石強度發(fā)展時間，實現(xiàn)在低溫條件下，水泥石即可滿足12小時二次開鉆要求，油井水泥早強劑的應(yīng)用很好的滿足了這一需要。通過雅達油田淺層固井的大量室內(nèi)試驗和現(xiàn)場實踐證明，在滿足強度要求的前提下，大大縮短了候凝時間，縮短了建井周期，節(jié)約了鉆井成本。

【關(guān)鍵詞】 早強劑低溫強度雅達瓦蘭

引言

伊朗雅達瓦蘭油田位于伊朗西南部的胡澤斯坦省，是世界上還未開發(fā)的特大油田之一，已探明石油儲量約32億桶，天然氣儲量約800億立方米。屬于中東波斯灣盆地扎格羅斯山前褶皺和阿拉伯地臺東緣的過渡帶，構(gòu)造軸向為近南北向的一個大型的長軸背斜。地表環(huán)境為戈壁，晝夜溫差極大。導(dǎo)管和表層套管下深一般為300米。井底溫度較低，實測溫度一般在30-40℃左右。在低溫條件下，一方面水泥漿因水化速度慢、候凝時間長，候凝過程中易發(fā)生油氣水竄，影響層間封隔[1] ；另一方面，因水泥石強度發(fā)展緩慢、早期強度低，導(dǎo)致建井周期增長，降低油氣田勘探開發(fā)經(jīng)濟效益[2] 。這就需要使用低溫早強劑，加快水泥在低溫條件下的水化速度，促進水泥石早期強度的發(fā)展，達到既能防止油氣水竄，又能縮短建井周期的目的。

早強劑是指能提高混凝土早期強度，并且對后期強度無顯著影響的外加劑。早強劑的主要作用在于加速水泥水化速度，促進混凝上早期強度的發(fā)展。油井水泥早強劑SYZ-1能加速水泥硅酸鹽組分水化反應(yīng)速度，改善水泥石晶體結(jié)構(gòu)，從而提高水泥石的早期強度。本產(chǎn)品由促凝材料組成，易溶于水，能有效的縮短水泥漿的稠化時間，與其它外加劑有較好的配伍性。

早強劑的分類及特點

早強劑按照化學(xué)成分可分為無機鹽類、有機物類、有機類和無機物復(fù)合的復(fù)合早強劑三類[ 3 ]。

1. 氯鹽早強劑

氯鹽早強劑的組成主要包括氯化鈣、氯化鈉、氯化鋁等。合理摻加氯鹽類早強劑，會對混凝土的早期強度發(fā)展有利。

2. 硫酸鹽早強劑

常用的硫酸鹽早強劑為硫酸鈉、硫酸鉀和硫酸鈣。硫酸鹽的摻量應(yīng)通過實驗確定，以免引起堿集料反應(yīng)破壞或硫酸鹽過量產(chǎn)生的侵蝕破壞。

3. 硝酸鹽和亞硝酸鹽早強制

硝酸鹽和亞硝酸鹽均對水泥水化過程起促進作用。這些鹽類不僅能作為混凝土的早強劑組分，而且可以作為混凝土防凍劑組分使用。

4. 有機化合物早強劑

最常用的有機化合物早強劑為三乙醇胺。三乙醇胺是一種表面活性劑，摻入水泥棍凝土中，在水泥水化過程中起催化劑的作用，它能夠加速C3A的水化和鈣礬石的形成。三乙醇胺常與氯鹽早強劑復(fù)合使用，早強效果更佳。常用的有機化合物早強劑還有甲酸鈣、乙酸和乙酸鹽等。

5. 復(fù)合型早強劑和早強減水劑

通過對各種早強劑組分之間的復(fù)合，以及早強劑組分與減水劑組分之間的復(fù)合，可以收到比單一早強劑更好的改性效果，如：大幅度提高混凝土的早期強度發(fā)展速率；既能較好地提高混凝土的早期強度，又對混凝土后期強度發(fā)展帶來好處；既具有一定減水作用，又能大幅度加速混凝土早期強度發(fā)展；既能起到良好的早強效果，又能避免有些早強組分引起混凝土內(nèi)部鋼筋銹蝕等。

在伊朗雅達油田固井服務(wù)中，采用的SYZ-1油井水泥早強劑，是一種不含氟易溶于水的粉狀外加劑。呈鐵灰或淡黃色，無味，適用溫度范圍30～120℃。加量比例為1.5～4.0%（BWOC）。適用于淺井和調(diào)整井固井。并適用于低比重水泥漿?？蓸O大的縮短稠化時間，增強早期強度，縮短候凝時間，提升固井質(zhì)量。SYZ-1混入水泥漿中，不會發(fā)生沉降和析出，減小自由水并增強水泥石強度。同時會使水泥石產(chǎn)生微膨脹，并能適應(yīng)高溫需求。同時與其它油井水泥外加劑有很好的配伍性。

結(jié)論

通過油井水泥早強劑SYZ-1的應(yīng)用，實現(xiàn)了在低溫條件下雅達瓦蘭油田導(dǎo)管和表層套管等淺層井固井水泥的強度發(fā)展技術(shù)指標，滿足了甲方固井后12小時二開開鉆工期時間的要求，縮短了建井周期，節(jié)約了鉆井成本，并得到了推廣應(yīng)用。

參考文獻：

[1] 李澤林，王秀玲，王艷鋒，等. 低溫促凝劑CN22的研究與應(yīng)用[J]. 斷塊油氣田， 2003， 10 （3） ： 81 - 83.

[2] 韓衛(wèi)華，佟剛，楊紅歧，等. 一種新型油井水泥低溫早強劑[J]. 鉆井液與完井液， 2006， 23 （3） ： 31 - 33.

[3] 丁崗，劉東清編著.《油井水泥工藝及應(yīng)用》.2000.05.P136-138.

（作者單位：勝利油田黃河固井公司）