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基础知识
第五节 短侯凝固井水泥浆系统
  • 详细说明
   在调整井固井中过程中,水窜、水侵是最严重的问题之一,在水泥浆泵入的初期,环空水泥浆作为一个真实的流体能很好的传递压力,而当水泥浆在侯凝过程中开始产生凝胶强度而引起失重后,环空静液压力逐渐降至0甚至为负值,环空只有依赖自身的胶凝结构阻止窜流,这一阶段为固井作业中防窜的最薄弱环节。一般将胶凝强度从100lb/100ft2发展至500lb/100ft2(208Pa到1040Pa)的这一时期称为“过渡胶凝期”,“过渡胶凝期”越短,水泥浆体系控制油气水窜能力越强,因此必须尽量缩短这一阶段的时间。
  引起环空静液压力下降的另一个原因是由于失水及水化引起的体积收缩。通常波特兰水泥的绝对体积收缩率为2.3-5.1%,当水泥浆的胶凝强度还不够高时,失水及水化收缩引起的压力降可以由水泥浆的自由回落而得到部分补充,但当水泥浆的胶凝强度发展至足以自我支撑(不能回落)后,这时候失水及水化造成的体积收缩将显著降低环空静液压力。所以为增加水泥浆的防窜能力,可以通过降低水泥浆体系的失水量和加入膨胀材料来实现。
  短侯凝固井水泥浆体系的主要特点是具有较短的过渡时间,水泥浆在环空中顶替到位后能够很快从可流动状态过渡到具有一定胶凝强度的固态,可以显著提高高压油气井的固井质量。促凝早强型的短侯凝固井水泥浆体系能够在水泥水化期间,形成不渗透型膜,防止流体侵入水泥浆柱,同时,其良好的粘附性和粘结性又可改善水泥胶结,这种水泥浆体系具有了促凝、早强、过渡时间短的优点,一般过渡时间(40—100Bc)小于10min,能快速形成胶凝强度,满足固井要求。