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基础知识
第一节 低密度水泥浆体系
  • 详细说明
   通常以下几种情况会使用低密度水泥浆固井:1)低压油气层或漏失层,为防止压死油气层和水泥浆向地层流失;2)一些已开发的地层往往只采不注,地层压力下降,固井时易漏失,水泥浆返高度不够;3)一些存在严重腐蚀性水、气的油气井,要求全封固井,既增加油气井的封固性能又保护套管免遭腐蚀;4)长封固段固 井。
目前各油田固井采用的低密度水泥浆体系主要有以下几种:
   漂珠低密度水泥,漂珠低密度水泥降低密度的原理是因为漂珠本身密度比水泥低得多且具有活性,可以代替部分水泥,配制的水泥浆密度范围达1.44~1.08 g/cm3。需要注意的是,漂珠低密度水泥浆在制备时应使用4000rpm的低转速搅浆,防止漂珠被打破。因漂珠的主要成分是SiO2、Al2O3,在较高的温度下具有较大的活性,有利于强度提高,因此漂珠低密度水泥可用于中深井的固井,只是漂珠低密度水泥的成本较高,尽管如此,作为超低密度水泥,漂珠仍是首选材料。
   膨润土低密度水泥,膨润土低密度水泥浆主要靠增大用水量来实现低密度,但随着膨润土掺量的增加,水泥石的强度会降低,渗透性增加,因此膨润土的最佳用量一般为水泥用量的8-10%。膨润土低密度水泥浆的密度为1.53-1.58g/cm3,使用温度范围为40-100℃,同时它还具有货源广、成本低,使用方便等优点。
   粉煤灰低密度水泥,粉煤灰低密度水泥是依靠粉煤灰本身密度低于水泥密度,且活性高可以代替部分水泥,通常粉煤灰的掺量约占干水泥重量的60%- 120%,相应的水泥浆密度为1.68-1.55 g/cm3。煤灰低密度水泥掺加促凝早强剂后,具有稠化时间可调、强度高、自由水少等特点,可用于油层套管的封固作业。而粉煤灰的使用属于三废利用,因此具有成本低廉、货源广等优势。
   矿渣低密度水泥,矿渣的密度比水泥轻,密度为2.6~2.8 g/cm3。在不加其它减轻材料的情况下,矿渣可以配制出1.45g/cm3以上的低密度水泥浆,当掺有部分减轻材料如漂珠后,可配制出性能优良的 1.20~1.50g/cm3的低密度水泥浆,但由于矿渣也是通过增加水灰比来降低水泥浆密度,因此一般仅用于封固非目的层的固井作业。