第二章 油井水泥外加剂.ppt
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油井水泥外加剂及外掺料在油气井固井施工中用来调节水泥浆性能的材料称为油井水泥外加剂及外掺料。
一般认为,主要目的用来调节水泥浆性能的材料称为外加剂(一般加量在10%以内);主要目的是用来节约水泥或调整水泥浆密度而混入的材料称为外掺料(一般加量大于10%)。
适合使用外加剂或外掺料的水泥一般是G级和H级水泥,这两种水泥属于基本油井水泥。
1.促凝剂促凝剂是用来缩短水泥浆稠化时间的化学剂。
多在浅井或表层套管固井施工中使用,虽然水泥浆性能满足了泵送的要求,但往往存在稠化时间长、强度发展慢的问题,严重影响钻井进尺和固井质量;另外,水泥浆中因加入其它外加剂,如分散剂、降失水剂等会引起过缓凝。
此时,加入促凝剂可以加速水泥水化反应和提高水泥早期强度。
促凝剂主要适用于漏失井固井、气井固井、浅井固井、钻井工程堵漏等要求水泥浆快速凝固的工程施工。
分类:包含氯化物促凝剂和无氯促凝剂常见促凝剂按阳离子或阴离子促凝强弱排列出下列顺序:(1)氯化物促凝剂①氯化钙:氯化钙是一种极强的吸水材料,可以是片状或粉末状,常规纯度的含量是77%;无水级是粒状或片状,含量为96%。
对大多数需要情况,常规纯度的加量为2%,而无水级的加量为1.6%就有最佳促凝效果。
②氯化钠:一般来说,氯化钠对水泥质量分数在10%以下时为促凝剂,含量在10%-18%范围内既不促凝也不缓凝,其稠化时间与新鲜水配浆时相似;而当氯化钠对水泥质量分数提高到18%以上时表现出缓凝作用。
显然,氯化钠不是一种很好的促凝剂,只有在现场上氯化钙缺货或特殊情况下才使用它。
③氯化钾:氯化钾能促进水泥浆凝固,对其流动性略有影响,与氯化钙复合使用效果更好。
在泥岩、页岩、夹缝砂岩、石灰岩等注水泥时,若在水泥浆、隔离液或冲洗液中加入0.3%-1%的氯化钾,可以抑制粘土膨胀,防止造浆作用,以免影响胶结强度。
④氯化钙复合物:氯化钙与氯化钠或氯化铵等混合使用效果更好。
1%氯化钙与2%氯化铵的混合物,或者2%氯化钙与2%氯化钠的混合物都是良好的复合促凝剂。
常用油井水泥外加剂作用机理与应用探讨
油井水泥外加剂是在油井固井过程中添加到水泥浆中的化学物质。
它们可以改善水泥
浆的性能,提高固井质量,保证油井的安全和可靠性。
常用的油井水泥外加剂包括增稠剂、降粘剂、减水剂、防水剂等。
增稠剂主要作用是增加水泥浆的黏度和稠度,提高其悬浮体系和防沉降能力。
常见的
增稠剂有天然高分子聚合物、人工高分子聚合物等。
增稠剂能够有效地改善水泥浆的稳定
性和抗击流能力,防止浆体流失,提高固井质量。
降粘剂是指在水泥浆中添加的化学物质,能够降低浆体的黏度和粘度,提高流动性。
常见的降粘剂有磨井膏、嗡状降粘剂等。
降粘剂的作用机理是通过改变水泥浆中粒子的相
互作用力,降低浆体的表观黏度,提高流动性。
减水剂是一种能够在水泥浆中减少水分含量的化学物质。
它能够降低水灰比,提高浆
体的流动性和可泵性。
常见的减水剂有有机酸盐类、聚羧酸盐类等。
减水剂的作用机理是
通过表面活性剂的作用降低水泥颗粒之间的吸附力,减少水分的吸附,从而达到减少水灰
比的效果。
防水剂是一种能够改善水泥浆抗水侵蚀性能的化学物质。
它能够在水泥浆中形成一层
保护膜,防止水分渗透。
常见的防水剂有聚合物、硅酸盐等。
防水剂的作用机理是通过改
变水泥浆中水分分子与水泥颗粒之间的相互作用力,阻止水分的渗透和扩散。
常用油井水泥外加剂作用机理与应用探讨一、引言二、常用的油井水泥外加剂1. 流动性调节剂流动性调节剂是一类常用的水泥外加剂,其主要作用是调节水泥浆的流动性,使得水泥浆在固井过程中能够顺利地流动并均匀地填充井壁和井眼。
常用的流动性调节剂包括减水剂、流动剂等。
通过添加适量的流动性调节剂,可以有效地提高水泥浆的流动性,降低摩擦阻力,从而提高固井效率,减少水泥固井的成本。
2. 水泥增稠剂在水泥固井中,为了提高水泥浆的悬浮能力和固体颗粒的密实性,通常需要添加水泥增稠剂。
水泥增稠剂可以有效地增加水泥浆的黏稠度和粘附性,使得水泥浆在固井过程中能够更好地附着在井壁和井眼上,形成坚固的固井环保护井身的稠密水泥环。
水泥增稠剂还可以提高水泥浆的抗渗性能,防止水泥浆的失水和渗漏,确保固井质量。
3. 加速剂和减缓剂加速剂和减缓剂是两类常用的外加剂,它们的作用是分别加快或延缓水泥浆的凝结和硬化过程。
在一些特殊情况下,需要在短时间内完成水泥固井,此时可以添加适量的加速剂来提高水泥浆的凝结速度;而在一些需要长时间固井的情况下,可以适量添加减缓剂来延缓水泥浆的凝结速度,以确保水泥浆能够充分流变和坍落,从而保证固井质量。
流动性调节剂能够通过降低水泥浆的黏度和表面张力,从而减小水泥浆的流体阻力,使得水泥浆更容易地流动并充分填充井壁和井眼。
常用的流动性调节剂中,减水剂能够通过改善水泥颗粒表面的电荷状态,从而使水泥颗粒之间的排斥力增加,减小了黏聚力,使得水泥浆更易流动。
而流动剂则通过改善水泥浆的流动性能,从而降低了摩擦阻力,使得水泥浆能够更顺利地流动。
加速剂能够通过促进水泥浆中水化硅酸盐的水化反应,加快水泥浆的凝结和硬化过程。
在水泥浆中添加适量的加速剂,可以促使水泥浆中的水化硅酸盐快速形成凝胶体系,从而提高了水泥浆的早期强度和凝结速度。
而减缓剂则能够通过延缓水泥浆中水化硅酸盐的水化反应,降低水泥浆的凝结速度。
通过添加适量的减缓剂,可以延长水泥浆的流变和坍落时间,从而保证水泥浆能够充分流变和坍落,形成坚固的固井环。