第四章注水泥技术精选文档.ppt

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1、第四章注水泥技术本讲稿第一页，共三十二页主要内容主要内容油井水泥油井水泥水泥浆的物理性能水泥浆的物理性能前置液体系前置液体系注水泥工艺及设备注水泥工艺及设备注水泥设计及计算注水泥设计及计算提高固井注水泥质量的措施提高固井注水泥质量的措施本讲稿第二页，共三十二页44、注水泥技术、注水泥技术油井水泥油井水泥油井水泥的主要成分油井水泥的主要成分油井水泥的水化作用油井水泥的水化作用油井水泥的分类油井水泥的分类水泥浆的性能与固井工程的关系水泥浆的性能与固井工程的关系水泥浆性能与固井工程之间的关系水泥浆性能与固井工程之间的关系水泥外添加剂水泥外添加剂特种水泥特种水泥水泥浆性能的调节水泥浆性能的调节前置液体

2、系前置液体系冲洗液冲洗液隔离液隔离液提高固井注水泥质量的措施提高固井注水泥质量的措施注水泥质量的基本要求注水泥质量的基本要求提高注水泥顶替效率提高注水泥顶替效率凝固过程中油、气、水上凝固过程中油、气、水上窜的问题讨论窜的问题讨论主要内容：主要内容：本讲稿第三页，共三十二页44、注水泥技术、注水泥技术目的与要求：目的与要求：重点、难点：重点、难点：提高固井注水泥质量的措施提高固井注水泥质量的措施了解油井水泥的成分、水化作用、油井水泥的分类、水泥了解油井水泥的成分、水化作用、油井水泥的分类、水泥 外加剂及特种水泥；外加剂及特种水泥；掌握注水泥的基本要求、水泥浆性能、前置液体系及提高掌握注水泥的基本

3、要求、水泥浆性能、前置液体系及提高 注水泥质量的措施。注水泥质量的措施。本讲稿第四页，共三十二页44、注水泥技术、注水泥技术注水泥：注水泥：从井口经过套管柱将水泥浆注入井壁与套管柱之间从井口经过套管柱将水泥浆注入井壁与套管柱之间 的环空中，将套管柱和地层岩石固结起来的过程。的环空中，将套管柱和地层岩石固结起来的过程。注水泥目的：注水泥目的：固定套管、有效封隔井内的油气水层。固定套管、有效封隔井内的油气水层。注水泥内容：注水泥内容：选择水泥、设计水泥浆性能、选择水泥外加剂、选择水泥、设计水泥浆性能、选择水泥外加剂、井眼准备、注水泥工艺设计等。井眼准备、注水泥工艺设计等。本讲稿第五页，共三十二页4

4、4、注水泥技术、注水泥技术注水泥的基本要求：注水泥的基本要求：（l l）水泥浆返高和套管内水泥塞高度必须符合设计要求；）水泥浆返高和套管内水泥塞高度必须符合设计要求；（2 2）注水泥井段环形空间内的钻井液全部被水泥浆替走，不存在残）注水泥井段环形空间内的钻井液全部被水泥浆替走，不存在残留现象；留现象；（3 3）水泥石与套管及井壁岩石有足够的胶结强度，能经受住酸化压裂及）水泥石与套管及井壁岩石有足够的胶结强度，能经受住酸化压裂及下井管柱的冲击；下井管柱的冲击；（4 4）水泥凝固后管外不冒油、气、水，环空内各种压力体系不能）水泥凝固后管外不冒油、气、水，环空内各种压力体系不能互窜；互窜；（5 5）

5、水泥石能经受油、气、水长期的侵蚀。）水泥石能经受油、气、水长期的侵蚀。本讲稿第六页，共三十二页一、油井水泥一、油井水泥油井水泥是波特兰水泥（硅酸盐水泥）的一种。油井水泥是波特兰水泥（硅酸盐水泥）的一种。油井水泥的基本要求：油井水泥的基本要求：（1 1）水泥能配成流动性良好的水泥浆，且在规定的时间）水泥能配成流动性良好的水泥浆，且在规定的时间 内，能始终保持这种流动性。内，能始终保持这种流动性。（2 2）水泥浆在井下的温度及压力条件下保持性能稳定；）水泥浆在井下的温度及压力条件下保持性能稳定；（3 3）水泥浆应在规定的时间内凝固并达到一定的强度；）水泥浆应在规定的时间内凝固并达到一定的强度；（4

6、 4）水泥浆应能和外加剂相配合，可调节各种性能；）水泥浆应能和外加剂相配合，可调节各种性能；（5 5）形成的水泥石应有很低的渗透性能等。）形成的水泥石应有很低的渗透性能等。本讲稿第七页，共三十二页一、油井水泥一、油井水泥油井水泥的主要成分油井水泥的主要成分:(1)(1)、硅酸三钙、硅酸三钙3CaOSiO3CaOSiO2 2（简称（简称C C3 3S S）水泥的主要成份，一般的含量为水泥的主要成份，一般的含量为40%40%65%65%。对水泥的强度，尤其是早期强度有较大的影响。对水泥的强度，尤其是早期强度有较大的影响。(2)(2)、硅酸二钙、硅酸二钙2CaOSiO2CaOSiO2 2（简称（简称

7、C C2 2S S）含量一般在含量一般在24%24%30%30%之间；之间；水化反应缓慢，强度增长慢；对水泥的最终强度有影响。水化反应缓慢，强度增长慢；对水泥的最终强度有影响。本讲稿第八页，共三十二页一、油井水泥一、油井水泥油井水泥的主要成分油井水泥的主要成分:(3)(3)、铝酸三钙、铝酸三钙3CaOAl3CaOAl2 2O O3 3（简称（简称C C3 3A A）促进水泥快速水化；促进水泥快速水化；其含量是决定其含量是决定水泥初凝和稠化时间水泥初凝和稠化时间的主要因素；对水泥浆的流变的主要因素；对水泥浆的流变性及早期强度有较大影响；对硫酸盐极为敏感；对于有较高早期强性及早期强度有较大影响；对

8、硫酸盐极为敏感；对于有较高早期强度的水泥，其含量可达度的水泥，其含量可达15%15%。(4)(4)、铁铝酸四钙、铁铝酸四钙4CaO4CaO2 2AlAl2 2O O3 3FeFe2 2O O3 3（简称（简称C C4 4AFAF），），对强度影响较小，水化速度仅次于对强度影响较小，水化速度仅次于C C3 3A A，早期强度增长较快，含量为早期强度增长较快，含量为 8%8%12%12%。除了以上四种主要成份之外，还有除了以上四种主要成份之外，还有石膏、碱金属的氧化物石膏、碱金属的氧化物等。等。本讲稿第九页，共三十二页一、油井水泥一、油井水泥油井水泥的水化作用油井水泥的水化作用:水泥与水混合成水泥

9、浆后，与水发生化学反应，生成各种水化产水泥与水混合成水泥浆后，与水发生化学反应，生成各种水化产物。水泥浆逐渐由液态变为固态，使水泥硬化和凝结，形成有一物。水泥浆逐渐由液态变为固态，使水泥硬化和凝结，形成有一定强度的固体状物质定强度的固体状物质水泥石。水泥石。水泥的水化反应水泥的水化反应 3CaOSiO3CaOSiO2 22H2H2 2O2CaOSiOO2CaOSiO2 2HH2 2O O十十Ca(OH)Ca(OH)2 22CaOSiO2CaOSiO2 2H H2 2O2CaOSiOO2CaOSiO2 2HH2 2O O 3CaOAl3CaOAl2 2O O3 36H6H2 2O3CaOAlO3

10、CaOAl2 2O O3 36H6H2 2O O 4CaOAl4CaOAl2 2O O3 3FeFe2 2O O3 36H6H2 2O3CaOAlO3CaOAl2 2O O3 36H6H2 2O OCaOFeCaOFe2 2O O3 3HH2 2O O 除此之外还发生其他二次反应，生成物中有除此之外还发生其他二次反应，生成物中有大量的硅酸盐水化产大量的硅酸盐水化产物及氢氧化钙物及氢氧化钙等。等。本讲稿第十页，共三十二页一、油井水泥一、油井水泥水泥的凝结和硬化水泥的凝结和硬化:1)1)、溶胶期：、溶胶期：水泥与水混合成胶体液，此时水与水泥成分开始产生水化水泥与水混合成胶体液，此时水与水泥成分开始

11、产生水化反应，水化产物的浓度开始增加，达到饱和状态时部分水化物以胶态或反应，水化产物的浓度开始增加，达到饱和状态时部分水化物以胶态或微晶体析出，形成胶溶体系。此时水泥浆仍有流动性。微晶体析出，形成胶溶体系。此时水泥浆仍有流动性。2)2)、凝结期：、凝结期：水泥反应由水泥颗粒表面向内部深入，溶胶粒子及水泥反应由水泥颗粒表面向内部深入，溶胶粒子及微晶体大量增加，晶体开始互相连接，逐渐絮凝成凝胶体系。水泥微晶体大量增加，晶体开始互相连接，逐渐絮凝成凝胶体系。水泥浆变稠，直到失去流动性。浆变稠，直到失去流动性。3)3)、硬化期：、硬化期：水泥的水化物形成晶体状态，互相紧密连接成一水泥的水化物形成晶体状

12、态，互相紧密连接成一个整体，强度增加，已经硬化成为水泥石。个整体，强度增加，已经硬化成为水泥石。本讲稿第十一页，共三十二页一、油井水泥一、油井水泥油井水泥的分类油井水泥的分类 1 1、APIAPI水泥使用范围水泥使用范围本讲稿第十二页，共三十二页一、油井水泥一、油井水泥油井水泥的分类油井水泥的分类 2 2、国产以温度系列为标准的油井水泥国产以温度系列为标准的油井水泥 4545水泥：水泥：用于表层及浅层，深度小于用于表层及浅层，深度小于15001500米；米；7575水泥：水泥：用于井深用于井深150015003200m3200m。当超过。当超过3500 m3500 m时应加入缓凝剂。时应加入缓

13、凝剂。温度超过温度超过110110时，应加入不少于时，应加入不少于28%28%的硅粉。的硅粉。9595水泥：水泥：用于井深用于井深250025003500 m3500 m。当温度超过。当温度超过ll0ll0时，应加入不时，应加入不少于少于28%28%的硅粉。的硅粉。120120水泥：水泥：用于井深用于井深350035005000 m5000 m。当用于。当用于45004500一一5000 m5000 m时应加时应加入缓凝剂及降失水剂。入缓凝剂及降失水剂。本讲稿第十三页，共三十二页二、二、水泥浆性能与固井工程的关系水泥浆性能与固井工程的关系（一）、水泥浆性能（一）、水泥浆性能1 1、水泥浆的密度

14、、水泥浆的密度 干水泥密度干水泥密度3.053.053.20g/cm3.20g/cm3 3；水泥完全水化需要的水为水泥重量的水泥完全水化需要的水为水泥重量的20%20%左右；左右；使水泥浆能流动加水量应达到水泥重量的使水泥浆能流动加水量应达到水泥重量的45%45%50%50%；水泥浆密度水泥浆密度1.801.801.90g/cm1.90g/cm3 3之间；之间；水灰比：水灰比：水与干水泥重量之比。水与干水泥重量之比。本讲稿第十四页，共三十二页二、二、水泥浆性能与固井工程的关系水泥浆性能与固井工程的关系（一）、水泥浆性能（一）、水泥浆性能2 2、水泥浆的稠化时间、水泥浆的稠化时间 水泥浆从配制开

15、始到其稠度达到其规定值所用的时间；水泥浆从配制开始到其稠度达到其规定值所用的时间；APIAPI标准：从开始混拌到水泥浆稠度达到标准：从开始混拌到水泥浆稠度达到100BC(100BC(水泥调度单位水泥调度单位)所用所用的时间；的时间；APIAPI标准中规定在初始的标准中规定在初始的151530min30min时间内，稠化值应当小于时间内，稠化值应当小于30BC30BC。好的稠化情况是在现场总的施工时间内，水泥浆的稠度在好的稠化情况是在现场总的施工时间内，水泥浆的稠度在50BC50BC以以内。内。本讲稿第十五页，共三十二页二、二、水泥浆性能与固井工程的关系水泥浆性能与固井工程的关系（一）、水泥浆性

16、能（一）、水泥浆性能3 3、水泥浆的失水、水泥浆的失水 定义：定义：水泥浆中自由水通过井壁向地层渗入的现象。水泥浆中自由水通过井壁向地层渗入的现象。一般用一般用3030分钟的失水量表示。分钟的失水量表示。危害：危害：1)1)、水泥浆大量失水将造成水泥浆急剧变稠，大大影响其流动性，从、水泥浆大量失水将造成水泥浆急剧变稠，大大影响其流动性，从而不利于水泥浆对钻井液的顶替。而不利于水泥浆对钻井液的顶替。2)2)、水泥浆大量失水进入油气层也将对油气层产生损害。、水泥浆大量失水进入油气层也将对油气层产生损害。本讲稿第十六页，共三十二页二、二、水泥浆性能与固井工程的关系水泥浆性能与固井工程的关系从液态转变

17、为固态的时间；从液态转变为固态的时间；初凝时间：初凝时间：自水泥与水混合时开始至水泥浆部分失去塑性的时间间自水泥与水混合时开始至水泥浆部分失去塑性的时间间隔；隔；终凝时间：终凝时间：自水泥与水混合时开始至能承受一定压力的硬化程度所自水泥与水混合时开始至能承受一定压力的硬化程度所经历的时间。经历的时间。一般取初凝时间的一般取初凝时间的75%75%为注水泥的施工时间为注水泥的施工时间。对于封固表层及技术套管来讲，希望水泥能有早期较高的强度。以便对于封固表层及技术套管来讲，希望水泥能有早期较高的强度。以便于尽快开始下一道工序。通常希望固完井候凝于尽快开始下一道工序。通常希望固完井候凝8h8h左右，水

18、泥浆开始凝左右，水泥浆开始凝结成水泥石，其抗压强度可达结成水泥石，其抗压强度可达2.3MPa2.3MPa以上即可开始下一次开钻。以上即可开始下一次开钻。（一）、水泥浆性能（一）、水泥浆性能4 4、水泥浆的凝结时间、水泥浆的凝结时间 本讲稿第十七页，共三十二页二、二、水泥浆性能与固井工程的关系水泥浆性能与固井工程的关系（一）、水泥浆性能（一）、水泥浆性能5 5、水泥石的强度、水泥石的强度(1)(1)支撑和加强套管支撑和加强套管 ；(2)(2)应能承受钻柱的冲击载荷；应能承受钻柱的冲击载荷；(3)(3)应能承受酸化、压裂等增产措施作业的压力。应能承受酸化、压裂等增产措施作业的压力。6 6、水泥石的

19、抗蚀性、水泥石的抗蚀性 应能抗各种流体的腐蚀，主要应应能抗各种流体的腐蚀，主要应抗硫酸盐腐蚀抗硫酸盐腐蚀。在水泥成分中控制在水泥成分中控制C C3 3A A及及C C4 4AFAF的含量为的含量为C C3 3A3%A3%，C C4 4AF+2CAF+2C3 3A24%A24%，可使水泥抗硫性提高。也可加入矿渣、石英砂等提高抗硫能力。可使水泥抗硫性提高。也可加入矿渣、石英砂等提高抗硫能力。本讲稿第十八页，共三十二页二、二、水泥浆性能与固井工程的关系水泥浆性能与固井工程的关系（二）、水泥的外加剂（二）、水泥的外加剂（1 1）加重剂：）加重剂：重晶石、赤铁粉等。可使水泥浆密度达到重晶石、赤铁粉等。可

20、使水泥浆密度达到 2.3 g2.3 gcmcm3 3。（2 2）减轻剂：）减轻剂：硅藻土、粘土粉、沥青粉、玻璃微珠、火山灰等。可使水泥浆的密度硅藻土、粘土粉、沥青粉、玻璃微珠、火山灰等。可使水泥浆的密度降到降到l.45 gl.45 gm m3 3。（3 3）缓凝剂：）缓凝剂：丹宁酸钠、酒石酸、硼酸、铁铬木质素磺酸盐、羧甲基羟乙基纤维素等，丹宁酸钠、酒石酸、硼酸、铁铬木质素磺酸盐、羧甲基羟乙基纤维素等，保证有足够的注水泥作业时间保证有足够的注水泥作业时间。（4 4）促凝剂：）促凝剂：氯化钙、硅酸钠、氯化钾等。氯化钙、硅酸钠、氯化钾等。（5 5）减阻剂：）减阻剂：奈磺酸甲醛的缩合物、铁铬木质素磺酸

21、盐、木质素磺化钠奈磺酸甲醛的缩合物、铁铬木质素磺酸盐、木质素磺化钠等，等，改善水泥浆的流动性能改善水泥浆的流动性能。（6 6）降失水剂：）降失水剂：羧甲基羟乙基纤维素、丙烯酸胺、粘土等。羧甲基羟乙基纤维素、丙烯酸胺、粘土等。（7 7）防漏失剂：）防漏失剂：沥青粒、纤维材料等。沥青粒、纤维材料等。本讲稿第十九页，共三十二页二、二、水泥浆性能与固井工程的关系水泥浆性能与固井工程的关系（三）、特种水泥（三）、特种水泥1 1、触变性水泥：当水泥浆静止时，形成胶凝状态，但在流动时，胶凝、触变性水泥：当水泥浆静止时，形成胶凝状态，但在流动时，胶凝 状态被状态被破坏，它的流动性是良好的。破坏，它的流动性是良

22、好的。2 2、膨胀水泥：水泥浆凝固时，体积略有膨胀。一般用于高压气井。、膨胀水泥：水泥浆凝固时，体积略有膨胀。一般用于高压气井。3 3、防冻水泥：用于地表温度较低地区的表层套管固井。、防冻水泥：用于地表温度较低地区的表层套管固井。4 4、抗盐水泥：大段含盐层的固井；大段泥、页岩和膨胀性地层的固井。、抗盐水泥：大段含盐层的固井；大段泥、页岩和膨胀性地层的固井。5 5、抗高温水泥：、抗高温水泥：在水泥中加入石英砂或铝酸盐，用于高温条件固井。在水泥中加入石英砂或铝酸盐，用于高温条件固井。6 6、轻质水泥：主要应用于低压井固井等场合。、轻质水泥：主要应用于低压井固井等场合。本讲稿第二十页，共三十二页三

23、、三、前置液体系前置液体系将水泥浆与钻井液隔开，起到隔离、缓冲、清洗的作用，可提高固井质量。将水泥浆与钻井液隔开，起到隔离、缓冲、清洗的作用，可提高固井质量。（一）、冲洗液（一）、冲洗液冲洗液：低粘度、低剪切速率、低密度。用于有效冲洗井壁及套管壁，清洗残存的钻冲洗液：低粘度、低剪切速率、低密度。用于有效冲洗井壁及套管壁，清洗残存的钻井液及泥饼。井液及泥饼。作用：作用：、稀释和分散钻井液，防止钻井液的胶凝和絮凝，有效冲洗井壁及套管壁，清洗残、稀释和分散钻井液，防止钻井液的胶凝和絮凝，有效冲洗井壁及套管壁，清洗残存的钻井液及泥饼；存的钻井液及泥饼；、在水泥浆及钻井液之间起缓冲作用，有利于提高固井质

24、量。、在水泥浆及钻井液之间起缓冲作用，有利于提高固井质量。要求：要求：、具有接近水的低密度，可在、具有接近水的低密度，可在1.03g/cm1.03g/cm3 3左右。左右。、有很低的塑性粘度，有良好的流动性能，具有低剪切速率、低流动阻力，能在低、有很低的塑性粘度，有良好的流动性能，具有低剪切速率、低流动阻力，能在低速下达到紊流的流动特性，其紊流的临界流速在速下达到紊流的流动特性，其紊流的临界流速在0.30.30.5m/s0.5m/s左右。左右。、能与水泥浆及钻井液都有良好的相容性。、能与水泥浆及钻井液都有良好的相容性。本讲稿第二十一页，共三十二页三、三、前置液体系前置液体系（二）、隔离液（二）

25、、隔离液有效隔开钻井液与水泥浆，以便形成平面推进型的顶替效果。通常为粘稠液体。有效隔开钻井液与水泥浆，以便形成平面推进型的顶替效果。通常为粘稠液体。作用：作用：、能有效地隔开钻井液与水泥浆；能形成平面推进型的顶替效果；、能有效地隔开钻井液与水泥浆；能形成平面推进型的顶替效果；、对低压、漏失层可起到缓冲作用；、对低压、漏失层可起到缓冲作用；、具有较高的浮力及拖曳力，以加强顶替效果。、具有较高的浮力及拖曳力，以加强顶替效果。隔离液通常为粘稠的液体。它的粘度较冲洗液要大，密度稍高，静切力应稍大。它的使用隔离液通常为粘稠的液体。它的粘度较冲洗液要大，密度稍高，静切力应稍大。它的使用是在冲洗液之后注入，

26、隔离液注完之后再注水泥浆。是在冲洗液之后注入，隔离液注完之后再注水泥浆。性能要求：性能要求：密度应比钻井液大密度应比钻井液大0.060.060.120.123g/cm3g/cm3 3；粘度较高，切力值应在；粘度较高，切力值应在(40(4080)mPas80)mPas；失水；失水量在量在50mL/30min50mL/30min左右。左右。本讲稿第二十二页，共三十二页四、提高注水泥质量的措施四、提高注水泥质量的措施（一）、注水泥质量的基本要求（一）、注水泥质量的基本要求 1 1、固井质量的基本要求：、固井质量的基本要求：、依照地质及工程设计要求，套管的下入深度、水泥浆返高和套管内水泥塞高度、依照地

27、质及工程设计要求，套管的下入深度、水泥浆返高和套管内水泥塞高度 符合要求；符合要求；、注水泥井段环形空间内的钻井液全部被水泥浆替走，不存在残留现象；、注水泥井段环形空间内的钻井液全部被水泥浆替走，不存在残留现象；、水泥环与套管和井壁岩石之间的连接良好；、水泥环与套管和井壁岩石之间的连接良好；、水泥石能抵抗油、气、水长期的侵蚀。、水泥石能抵抗油、气、水长期的侵蚀。2 2、固井中常出现的固井质量问题、固井中常出现的固井质量问题、井口有冒油、气、水现象；、井口有冒油、气、水现象；、不能有效的封隔各种层位，开采时各种压力互窜，影响井的生产；、不能有效的封隔各种层位，开采时各种压力互窜，影响井的生产；、

28、因固结质量不良在生产中引起套管变形，使井报废等。、因固结质量不良在生产中引起套管变形，使井报废等。本讲稿第二十三页，共三十二页四、提高注水泥质量的措施四、提高注水泥质量的措施（二）、影响注水泥质量的因素（二）、影响注水泥质量的因素 1、顶替效率低，产生窜槽、顶替效率低，产生窜槽 注水泥段：注水泥段：注水泥段：注水泥段：注水泥浆段任一截面积：注水泥浆段任一截面积：注水泥浆段任一截面积：注水泥浆段任一截面积：%=环形空间体积环形空间体积环形空间体积环形空间体积环形水泥浆体积环形水泥浆体积环形水泥浆体积环形水泥浆体积 =环形空间截面积环形空间截面积环形空间截面积环形空间截面积环形水泥浆面积环形水泥浆

29、面积环形水泥浆面积环形水泥浆面积%顶替效率：顶替效率：水泥浆在环形空间顶替钻井液的程度，用水泥浆在环形空间顶替钻井液的程度，用表示。表示。本讲稿第二十四页，共三十二页四、提高注水泥质量的措施四、提高注水泥质量的措施1 1、顶替效率低，产生窜槽、顶替效率低，产生窜槽窜槽：窜槽：在注水泥过程中，由于水泥浆不能将环空中的钻井液完全替走，使环形空间局在注水泥过程中，由于水泥浆不能将环空中的钻井液完全替走，使环形空间局部出现未被水泥浆封固住的现象。部出现未被水泥浆封固住的现象。窜槽危害：窜槽危害：会引起封固质量的下降，使套管失去水泥石的保护，受到岩石侧向变形的挤压，会引起封固质量的下降，使套管失去水泥石

30、的保护，受到岩石侧向变形的挤压，引起套管损坏；使水泥石中形成连通的通道，丧失封隔不同压力体系地层的作用，使套管外冒引起套管损坏；使水泥石中形成连通的通道，丧失封隔不同压力体系地层的作用，使套管外冒油、气、水或使地下压力窜通。这是一种常见的注水泥质量缺陷。油、气、水或使地下压力窜通。这是一种常见的注水泥质量缺陷。形成窜槽的原因：形成窜槽的原因：、套管的居中不好。、套管的居中不好。、井眼不规则。、井眼不规则。、水泥浆性能及顶替措施不当。、水泥浆性能及顶替措施不当。本讲稿第二十五页，共三十二页四、提高注水泥质量的措施四、提高注水泥质量的措施2 2、水泥浆凝结过程中油气水上窜水泥浆凝结过程中油气水上窜

31、 引起油气水上窜的原因：引起油气水上窜的原因：、水泥浆失重：水泥浆柱在凝结过程中对其下部地层所作用的压力逐渐减小的现象；、水泥浆失重：水泥浆柱在凝结过程中对其下部地层所作用的压力逐渐减小的现象；、桥堵引起失重：、桥堵引起失重：、水泥浆凝结后体积收缩：收缩率小于、水泥浆凝结后体积收缩：收缩率小于0.2%0.2%；、套管内原来有压力，放压后使套管收缩；、套管内原来有压力，放压后使套管收缩；、泥饼的存在，影响地层、泥饼的存在，影响地层水泥间（第二界面）的胶结。水泥间（第二界面）的胶结。本讲稿第二十六页，共三十二页四、提高注水泥质量的措施四、提高注水泥质量的措施3 3、提高注水泥质量的措施、提高注水泥

32、质量的措施（1 1）、提高顶替效率，防止窜槽）、提高顶替效率，防止窜槽、加扶正器降低套管在井眼中的偏心程度；、加扶正器降低套管在井眼中的偏心程度；、注水泥时活动套管；、注水泥时活动套管；、采用紊流或塞流流态注水泥；、采用紊流或塞流流态注水泥；、采用前置液；、采用前置液；、注水泥前调整钻井液性能；、注水泥前调整钻井液性能；、增加紊流接触时间等。、增加紊流接触时间等。（2 2）、防止油气水上窜）、防止油气水上窜、注完水泥后及时使套管内卸压，并在环空内加压；、注完水泥后及时使套管内卸压，并在环空内加压；、使用膨胀性水泥，防止水泥石收缩；、使用膨胀性水泥，防止水泥石收缩；、采用多级注水泥技术或采用两种

33、凝速的水泥；、采用多级注水泥技术或采用两种凝速的水泥；、使用刮泥器，清除井壁泥饼。、使用刮泥器，清除井壁泥饼。本讲稿第二十七页，共三十二页、加扶正器降低套管在井眼中的偏心程度加扶正器降低套管在井眼中的偏心程度加扶正器降低套管在井眼中的偏心程度加扶正器降低套管在井眼中的偏心程度 套管居中套管居中套管居中套管居中 套管偏心套管偏心套管偏心套管偏心四、提高注水泥质量的措施四、提高注水泥质量的措施（1 1）、提高顶替效率，防止窜槽）、提高顶替效率，防止窜槽本讲稿第二十八页，共三十二页（a a）（b b）（c c）旋转套管提高顶替效率示意图旋转套管提高顶替效率示意图 （a a）套管不动）套管不动 （b

34、b）套管开始转动）套管开始转动 （c c）钻井液将被替完）钻井液将被替完 11井眼井眼 22套管套管 33流动的水泥浆流动的水泥浆 44钻井液钻井液、注水泥时活动套管注水泥时活动套管注水泥时活动套管注水泥时活动套管 四、提高注水泥质量的措施四、提高注水泥质量的措施（1 1）、提高顶替效率，防止窜槽）、提高顶替效率，防止窜槽本讲稿第二十九页，共三十二页 （a a）（b b）（c c）不同流态时流速分布示意图不同流态时流速分布示意图 （a a）塞流）塞流 （b b）层流）层流 （c c）紊流）紊流、采用紊流或塞流流态注水泥采用紊流或塞流流态注水泥采用紊流或塞流流态注水泥采用紊流或塞流流态注水泥四、提高注水泥质量的措施四、提高注水泥质量的措施（1 1）、提高顶替效率，防止窜槽）、提高顶替效率，防止窜槽本讲稿第三十页，共三十二页层流层流层流层流塞流塞流塞流塞流紊流紊流紊流紊流顶替过程中的流态影响顶替过程中的流态影响顶替过程中的流态影响顶替过程中的流态影响四、提高注水泥质量的措施四、提高注水泥质量的措施本讲稿第三十一页，共三十二页本节结束！本节结束！本讲稿第三十二页，共三十二页