淺析深水油氣井淺層固井水泥漿性能

呂凱(大慶鉆探鉆井生產(chǎn)技術(shù)服務(wù)二公司,吉林 松原 138000)

在溫度較低的情況下，深水油氣井中水泥漿的稠化時(shí)間將會(huì)延長(zhǎng)，并且抗壓強(qiáng)度較低，流變性能較差。因此，基于以上存在的問題，相關(guān)管理人員應(yīng)依據(jù)工程項(xiàng)目的進(jìn)展程度，以及水泥漿的性能，使鉆井工程穩(wěn)固的向前發(fā)展。以下是管理人員對(duì)水泥漿性能的測(cè)試，測(cè)試水泥漿的稠化時(shí)間以及抗壓強(qiáng)度。

1 建立試驗(yàn)方法

在深水固井水泥漿試驗(yàn)過程中，主要包括以下幾個(gè)方面，即稠化時(shí)間、抗壓強(qiáng)度以及流變性測(cè)試。相比于陸地固井，深水固井存在自身的特殊性質(zhì)，伴隨海水深度的增加，海水的溫度在逐漸降低。所以，在計(jì)算井底循環(huán)溫度的過程中，不適用于 API 進(jìn)行測(cè)定[1]。

1.1 測(cè)試稠化時(shí)間

現(xiàn)階段，在水泥漿的可泵時(shí)間中，應(yīng)當(dāng)依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)住水泥的實(shí)際需要，以使水泥漿的性能能夠代替預(yù)定的層位。在影響稠化時(shí)間的眾多因素中，溫度對(duì)稠化時(shí)間的影響較大，如果溫度能夠降低2-3度，稠化時(shí)間將會(huì)延長(zhǎng)，稠化時(shí)間的延長(zhǎng)，會(huì)阻礙深水固井的施工進(jìn)程。所以，在進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn)的過程中，管理人員應(yīng)全面了解水泥漿能夠承受的實(shí)際壓力，以及所處的環(huán)境和溫度，進(jìn)而有效確保固井施工的安全。

1.2 測(cè)試抗壓強(qiáng)度

在水泥漿模擬試驗(yàn)過程中，也會(huì)嚴(yán)重影響抗壓強(qiáng)度，由于試驗(yàn)溫度的不同，其抗壓強(qiáng)度也會(huì)存在較大的差別，如果溫度降低，抗壓強(qiáng)度也會(huì)逐漸減弱。所以，在水泥漿抗壓強(qiáng)度測(cè)試的過程中，管理人員應(yīng)重視養(yǎng)護(hù)過程，使其能夠真實(shí)、客觀的反映水泥頂替過后的實(shí)際溫度以及壓力。

1.3 溫度對(duì)流變性能的影響

調(diào)查顯示，溫度會(huì)影響水泥的流變性能，當(dāng)溫度降低時(shí)，水泥漿流變讀數(shù)將會(huì)呈現(xiàn)明顯的上升趨勢(shì)，塑性的黏度也會(huì)逐漸增大。在表層比較疏松的地層，將會(huì)發(fā)生更多漏失現(xiàn)象。因此，這就要求管理人員應(yīng)當(dāng)依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際溫度，科學(xué)、合理的設(shè)置水泥漿配方，改進(jìn)和完善水泥漿的流變性能。

1.4 試驗(yàn)設(shè)備

從計(jì)算結(jié)果方面分析，通常情況下，深水井表層固井的循環(huán)溫度應(yīng)當(dāng)?shù)陀?0度，然而，現(xiàn)階段，水泥漿的試驗(yàn)裝備，已經(jīng)不能夠滿足深水固井水泥漿低溫試驗(yàn)的基本要求。因此，管理人員應(yīng)不斷更新設(shè)備，使用高溫、高壓稠化儀外接溫控裝置，進(jìn)而有效控制深水固井的溫度，確保施工的安全性、可靠性[2]。

2 深水表層固井水泥漿的性能測(cè)試

目前，管理人員已經(jīng)建立了試驗(yàn)方法，以下管理人員將會(huì)測(cè)試深水表層固井水泥漿的性能。水泥漿的材料主要包括以下幾個(gè)方面，即低溫早強(qiáng)水泥、低密度減輕材料、空心微珠、緩凝劑、降失水劑、消泡劑等等。通過使用這些材料，配制水泥漿的密度，并且測(cè)試水泥漿的稠化時(shí)間、強(qiáng)度的變化狀況、以及流變性和穩(wěn)定性等等。

2.1 稠化時(shí)間

依據(jù)水泥漿密度、溫度的不同，測(cè)試其稠化時(shí)間的不同，試驗(yàn)結(jié)果顯示，由于溫度的不同，要想改變其稠化時(shí)間，管理人員應(yīng)加大緩凝劑的劑量，以滿足不同現(xiàn)場(chǎng)住水泥的不同需要。

2.2 水泥漿的強(qiáng)度

相關(guān)管理人員已經(jīng)選擇不同密度的水泥漿進(jìn)行測(cè)試，其中所形成的水泥石將其控制在4度左右，在養(yǎng)護(hù)16小時(shí)過后，測(cè)試其抗壓的強(qiáng)度。試驗(yàn)結(jié)果顯示，在緩凝劑劑量逐漸增加的過程中，密度不同的水泥漿形成的水泥石，在養(yǎng)護(hù)16小時(shí)過后，抗壓強(qiáng)度仍舊呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)。因此，我們可以看出，緩凝劑量的增加，會(huì)嚴(yán)重影響水泥石早期的強(qiáng)度。

在低溫條件下，為確保水泥的固定性，管理人員測(cè)試了密度不同的水泥漿在10度形成的水泥石，試驗(yàn)結(jié)果顯示，在10度下，密度不同的水泥漿所形成的水泥石的強(qiáng)度，能夠確保其長(zhǎng)期性、穩(wěn)定性，維護(hù)水泥漿的封閉性能。

2.3 水泥漿的流變性

當(dāng)溫度在20度左右時(shí)，管理人員測(cè)試了不同密度水泥漿的流變性，試驗(yàn)結(jié)果顯示，當(dāng)溫度在20度時(shí)，不同密度的水泥漿，其流變性能較好。此外，隨著溫度的逐漸降低，水泥顆粒之間的粘聚力逐漸強(qiáng)化，但是，在溫度較低的情況下，水泥漿仍舊表現(xiàn)良好的流變性[3]。

2.4 水泥漿的靜膠凝強(qiáng)度

試驗(yàn)結(jié)果顯示，深水低溫水泥漿的靜膠凝強(qiáng)度的性能較好，并且發(fā)展的速度較快，此種發(fā)展速度，能夠減少氣體進(jìn)入水泥基體的時(shí)間，表明水泥的防竄性能較好。

3 結(jié)語

綜上所述，通過對(duì)深水油氣井淺層固井水泥漿性能的試驗(yàn)，我們能夠看出，水泥漿性能對(duì)深水油氣井淺層固井的重要性。因此，這就要求相關(guān)管理人員應(yīng)全面、深入的了解水泥漿的性能，把握水泥漿的稠化時(shí)間、強(qiáng)度以及流變性等等，以不斷加快鉆井工程的的發(fā)展進(jìn)程。

[1]王清順,張群,徐紹誠(chéng).淺談海洋深水固井溫度模擬技術(shù)[J].石油鉆探技術(shù),2010，18(03):259-261.

[2]高永海,孫寶江,王志遠(yuǎn).深水鉆探井筒溫度場(chǎng)的計(jì)算與分析[J].中國(guó)石油大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2012，20(05):12-14.

[3]羅志生.淺析水泥砂烈定樁在向莆鐵路軟基處理工程中的應(yīng)用[J].江西建材，2011，10(8):158-159.