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厄瓜多尔A级低渗早强油井水泥浆优化设计

田国强

田国强. 厄瓜多尔A级低渗早强油井水泥浆优化设计[J]. 钻井液与完井液,2023,40(1):111-117 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2023.01.015
引用本文: 田国强. 厄瓜多尔A级低渗早强油井水泥浆优化设计[J]. 钻井液与完井液,2023,40(1):111-117 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2023.01.015
TIAN Guoqiang.Optimized design of class a low permeability early strength oil well cement surry[J]. Drilling Fluid & Completion Fluid,2023, 40(1):111-117 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2023.01.015
Citation: TIAN Guoqiang.Optimized design of class a low permeability early strength oil well cement surry[J]. Drilling Fluid & Completion Fluid,2023, 40(1):111-117 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2023.01.015

厄瓜多尔A级低渗早强油井水泥浆优化设计

doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2023.01.015
详细信息
    作者简介:

    田国强,现在主要从事固井技术研究与应用工作。电话18391443855;E-mail:549607235@qq.com

  • 中图分类号: TE256.6

Optimized Design of Class A Low Permeability Early Strength Oil Well Cement Surry

  • 摘要: 为解决厄瓜多尔A级水泥适应温度、深度范围窄、初始稠度大、可泵性差的难点,开展基于A级水泥的水泥浆配方优化设计研究。通过对A级油井水泥成分分析,水泥密度、细度和比表面积等测试,并开展了其水泥浆稠化性能和抗污染实验,优选出了基于厄瓜多尔低渗、早强和适应范围更广的水泥浆体系。结果表明,A级水泥比表面积为4100~4500 cm3/g,Na2O含量为0.47%;A级水泥浆体系适用范围可达65 ℃,10 h的抗压强度均能达到3.5 MPa,渗透率为0.1936 mD,体积收缩率为0.03%。该水泥浆体系在MARIANN-78井技术套管固井施工中进行了应用,CBL/VDL测井结果显示固井质量为优质,显著改善了厄瓜多尔A级油井水泥的性能。

     

  • 图  1  技术套管领浆早强水泥浆稠化曲线

    图  4  技术套管尾浆水泥浆静胶凝强度曲线

    图  2  技术套管领浆早强水泥浆静胶凝强度曲线

    图  3  技术套管尾浆水泥浆稠化曲线

    图  5  技术套管领浆污染后的稠化曲线

    图  6  技术套管领浆污染后的静胶凝强度曲线

    图  7  MARIANN-78井Φ244.4 mm技术套管领浆CBL/VDL测井解释

    图  8  MARIANN-78井Φ244.4 mm技术套管尾浆CBL/VDL测井解释

    表  1  不同厂家水泥的化学成分 %

    水泥厂家烧失量SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOSO3Na2OK2OTiO2合计
    UNACEM A级1.0029.407.394.0151.392.202.410.470.460.3099.03
    HOLCIM A级1.4627.107.474.0054.341.592.241.300.100.0299.62
    德国 G级0.9820.423.525.5762.924.121.980.200.080.0199.80
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    表  2  不同水泥石在不同温度下养护不同时间的抗压强度

    水泥厂家不同温度(℃)水泥石的抗压强度/MPa
    1 d3 d7 d28 d
    25456585254565852545658525456585
    UNACEM A级13.016.417.318.721.322.522.823.326.227.327.928.232.432.733.133.5
    HOLCIM A级9.015.716.817.416.217.418.218.825.326.126.426.325.526.326.226.3
    德国 G级12.314.415.616.521.522.623.424.627.428.529.429.730.430.631.231.3
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    表  3  不同水泥石在不同温度下养护不同时间的体积收缩率

    水泥厂家不同温度(℃)水泥石的体积收缩率/%
    1 d3 d7 d28 d
    25456585254565852545658525456585
    UNACEM A级 0.01 0.01 0.02 0.02 0.01 0.01 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.03 0.02 0.03 0.02 0.03
    HOLCIM A级 −2.04 −2.19 −2.84 −3.45 −2.45 −2.87 −3.08 −3.87 −4.16 −4.21 −4.35 −4.6 −4.54 −4.58 −4.58 −4.6
    德国 G级 −1.03 −1.14 −1.44 −1.87 −1.86 −1.93 −2.03 −2.15 −2.54 −2.63 −2.72 −2.8 −2.73 −2.76 −2.78 −2.8
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    表  4  不同厂家生产的水泥配浆后的基本性能

    水泥厂家ρ水泥浆/
    g·cm-3
    初始稠度/
    Bc
    t稠化/
    min
    FL/
    mL
    p/MPa渗透率/
    mD
    膨胀率/
    %
    8 h24 h
    UNACEM A级1.80554513684.516.10.19360.03
    HOLCIM A级1.80386116283.815.40.2553−4.60
    德国 G级1.893011111603.614.20.1896−2.80
      注:水泥浆的滤失量的测试条件为30 min、6.9 MPa;稠化时间的测试温度为45 ℃;抗压强度的养护温度为38 ℃
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    表  5  技术套管领浆配方及性能

    水固比ρ/g·cm−3游离水/
    %
    FL/
    mL
    p/
    MPa
    初始稠
    度/Bc
    t稠化/
    min
    0.881.560.1011312.210331
      注:稠化时间的测试条件为65 ℃、32 MPa,抗压强度的测试条件为80 ℃、23 h
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    表  6  技术套管尾浆配方及性能

    水泥水固
    ρ/
    g·cm−3
    析水/
    mL
    FLAPI/
    mL
    p/
    MPa
    初始稠
    度/Bc
    t稠化/
    min
    A0.411.8704823.8521215
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    表  7  技术套管领浆污染流变性测试

    钻井液∶隔离
    液∶水泥浆
    φ600φ300φ200φ100φ6φ3PV/mPa·sYP/Pa
    100∶0∶01367559441510617.2
    95∶5∶012590745415103528.1
    75∶25∶000
    50∶50∶0155101785115145424.1
    25∶75∶000
    5∶95∶000
    0∶100∶0200137106721156337.8
    0∶95∶50
    0∶75∶250
    0∶50∶5012170542932519.7
    0∶25∶75100644731873614.3
    0∶5∶9513292745219164026.6
    0∶0∶100432416910192.6
    25∶50∶25916543331162619.9
      注:测试温度为65 ℃
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出版历程
  • 收稿日期:  2022-09-21
  • 修回日期:  2022-10-28
  • 刊出日期:  2023-01-31

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