水泥浆体系介绍ppt课件

水泥浆体系介绍水泥浆体系介绍水泥浆体系介绍水泥浆体系介绍用时用时:约约60Min60Min 水泥浆体系介绍用时:约60Min水水水水泥泥泥泥浆浆浆浆体体体体系系系系介介介介绍绍绍绍1.前言2.低密高强体系3.聚乙烯醇体系4.聚合物体系5.胶乳体系6.聚合物胶乳体系7.低温低密高强体系 COSL Oilfield Chemicals目目 录录水1.前言COSL Oilfield Chemicals目 水泥浆体系通常以主剂-降失水剂命名，以下介绍的是COCOS SL L固井常用的几套水泥浆体系，当然，还有其它水泥浆体系，因使用较少，未在此续一介绍。时间仓促，经验不足，如有不正确的地方，请多提宝贵意见！1.1.前前 言言3 3 水泥浆体系通常以主剂-降失水剂命名，以下介绍的是C水水水水泥泥泥泥浆浆浆浆体体体体系系系系介介介介绍绍绍绍1.前言2.低密高强体系3.聚乙烯醇体系4.聚合物体系5.胶乳体系6.聚合物胶乳体系7.低温低密高强体系 COSL Oilfield Chemicals目目 录录水1.前言COSL Oilfield Chemicals目 2.2.低密高强体系低密高强体系简简 介介r 以漂珠为减轻材料，辅以增强材料和多种外加剂配制而成。r 以紧密堆积为基本理论，提高了单位体积水泥浆中固相，增强了水泥石的致密性。紧密堆积紧密堆积5 52.低密高强体系简 介 以漂珠为减轻材料，辅以增强材料和2.2.低密高强体系低密高强体系组组 成成油井水泥：G级减轻材料：PC-P61（漂珠）增强剂：PC-BT1或PC-BT2降失水剂：PC-G71L缓凝剂：PC-H21L 分散剂：PC-F41L膨胀剂：PC-B10消泡剂：PC-X60L 水泥浆组成不只局限于以上材料，根据现场要求可以添加其水泥浆组成不只局限于以上材料，根据现场要求可以添加其它材料或更改部分材料，使其性能达到要求。它材料或更改部分材料，使其性能达到要求。普通漂珠水泥普通漂珠水泥低密高强水泥低密高强水泥6 62.低密高强体系组 成油井水泥：G级 水2.2.低密高强体系低密高强体系特特 点点 r 密度可调控在1.4-1.7g/cm3范围r 适用温度：室温-110r 良好的流变性能r API失水量可控制在40ml以内r 稠化曲线良好，稠化时间可调7 72.低密高强体系特 点 密度可调控在1.4-1.7g/2.2.低密高强体系低密高强体系r 强度高，24小时抗压强度可大于20MPar 良好的沉降稳定性r 良好的防漏失性能r 水泥石致密，渗透率低，良好的防气窜性能r 分散剂能有效改善水泥浆流变性，消除触变现象r 与PEM泥浆、冲洗液、隔离液相容性良好r 适用于低压易漏失井、长封固段井、调整井、气井、水平井、大斜度井固井。8 82.低密高强体系 强度高，24小时抗压强度可大于20MP2.2.低密高强体系低密高强体系配方性能配方性能典型配方典型配方100g“G”水泥+80g海水+6gPC-G71L+25g漂珠+26g增强剂+1gPC-F41L+1gPC-H21L+0.3gPC-X60L 密度密度(g/cm(g/cm3 3)温度温度()()稠化时间稠化时间（minmin）流变仪读数流变仪读数600600/300300/200200/100100/6 6/3 3APIAPI失水失水（mlml）抗压强度抗压强度7272（MPa/24hr/48hrMPa/24hr/48hr）1.501.506060155155156/110/89/60/23/17156/110/89/60/23/17303021.4/25.621.4/25.6性能性能9 92.低密高强体系配方性能典型配方密度温度稠化时间流变仪读数A 缓凝剂对稠化时间的影响缓凝剂对稠化时间的影响试验配方试验配方（密度：（密度：1.65g/ml）水泥水泥+海水海水+PC-X60L（0.4%）+PC-F41L（1%）+PC-G71L（7%）+PC-H21L+PC-B10S（1.5%）+PC-BT1（5%）+PC-P61（11%）试验条件试验条件温度：温度：38度，压力：度，压力：2000psi，升温时间：，升温时间：28分钟分钟2.2.低密高强体系低密高强体系 缓凝剂加量与稠化时间有良好线性关系。1010 缓凝剂对稠化时间的影响试验配方水泥+海水+PC-X60L 膨胀剂对抗压强度的影响膨胀剂对抗压强度的影响试验体系（密度：试验体系（密度：1.65g/ml）低密高强体系低密高强体系试验条件试验条件温度：温度：38度，压力：常压度，压力：常压膨胀剂加量（膨胀剂加量（BWOC）0%2%抗压强度（抗压强度（Psi）427/24Hrs1486/48Hrs928/24Hrs2146/48Hrs 膨胀剂能明显增大水泥石抗压强度。2.2.低密高强体系低密高强体系1111 膨胀剂对抗压强度的影响试验体系（密度：1.65g/ml）水水水水泥泥泥泥浆浆浆浆体体体体系系系系介介介介绍绍绍绍1.前言2.低密高强体系3.聚乙烯醇体系4.聚合物体系5.胶乳体系6.聚合物胶乳体系7.低温低密高强体系 COSL Oilfield Chemicals目目 录录水1.前言COSL Oilfield Chemicals目 3.聚乙烯醇体系简简 介介r 以聚乙烯醇（PVA）类降失水剂为主剂配制而成，有预交联型、抗污染型、防冻型等类型。r 通过交联作用形成贯穿整个体系的交联网络，在水泥与地层间存在一定压差时，在界面处形成一层致密坚韧的滤膜，降低失水，阻止气窜。13133.聚乙烯醇体系简 介 以聚乙烯醇（PVA）类降失水剂为3.聚乙烯醇体系组组 成成油井水泥：G级降失水剂：PC-G70L、PC-G71L、PC-G72L，加量5-9%分散剂：PC-F41L、PC-F42L，PC-F44L，加量0.3-2.5%消泡剂：PC-X60L、PC-X61L，加量0.2-0.5%可选材料：缓凝剂：PC-H21L 促凝剂：PC-A90L膨胀剂：PC-B10防气窜剂：PC-GS1交联剂：PC-J10S、PC-J12L 流动性良好、可调流动性良好、可调14143.聚乙烯醇体系组 成油井水泥：G级流动性良好、可调143.聚乙烯醇体系特特 点点r 水泥浆体系适用于室温到110井况r API失水量可控制在50ml以内r 有一定的抗盐能力，能用海水配浆r 稠化时间可调，抗压强度高，沉降稳定性好15153.聚乙烯醇体系特 点 水泥浆体系适用于室温到110井况3.聚乙烯醇体系r 通过与特殊的调凝剂搭配，可使过渡时间小于10min。r 具有良好的防漏、防气窜和非渗透性能r 价格便宜，性能比较稳定r 适用于低温、中温井段，易窜、易漏失地层，调整井固井施工。稠稠 化化 曲曲 线线16163.聚乙烯醇体系 通过与特殊的调凝剂搭配，可使过渡时间小于13.聚乙烯醇体系配方性能配方性能典型水泥浆配方100%“G”水泥+0.3%PC-X60L+0.3%PC-F41L+3%PC-G71L+0.25%PC-H21L+41.3%海水密度密度(g/cm(g/cm3 3)BHSTBHSTBHCTBHCT稠化时间稠化时间(min)(min)APIAPI失水失水(ml)(ml)12h12h抗压强度抗压强度(MPa)(MPa)24h24h抗压强度抗压强度(MPa)(MPa)1.931.9361614646133133505015.4615.4621.4521.45性能17173.聚乙烯醇体系配方性能典型水泥浆配方密度(g/cm3)BH3.聚乙烯醇体系r 使用温度不超过110r 存在门限加量，必须大于5%（BWOC）以上才能控制好失水量。r 有轻微的触变性，可适当提高分散剂的加量r 加入膨胀剂能防止水泥石收缩。r 抗污染能力差，注水泥时使用良好的冲洗液、隔离液，防止污染。体系使用及维护要点体系使用及维护要点18183.聚乙烯醇体系 使用温度不超过110 体系使用及维护要试验配方试验配方（密度：（密度：1.90g/ml）水泥水泥+海水海水+PC-X60L（0.3%）+PC-F41L（1.5%）+PC-G71L（6.5%）+PC-G34S（0.6%）+PC-H21L+PC-B10（1.0%）试验条件试验条件温度：温度：90度。压力：度。压力：6000psi。3.聚乙烯醇体系 缓凝剂对稠化时间的影响缓凝剂对稠化时间的影响 缓凝剂加量与稠化时间有良好线性关系。1919试验配方水泥+海水+PC-X60L（0.3%）+PC-F41试验配方试验配方（密度：（密度：1.90g/ml）水泥水泥+海水海水+PC-X60L（0.3%）+PC-F41L（1.2%）+PC-G71L（4%）+PC-G34S（0.7%）+PC-H32L+PC-B10（1.0%）试验条件试验条件温度：温度：88度。压力：度。压力：6000psi。3.聚乙烯醇体系 缓凝剂对稠化时间的影响缓凝剂对稠化时间的影响 缓凝剂加量与稠化时间有较好线性关系。2020试验配方水泥+海水+PC-X60L（0.3%）+PC-F41 缓凝剂对稠化时间的影响缓凝剂对稠化时间的影响试验配方试验配方（密度：（密度：1.90g/ml）水泥水泥+海水海水+PC-X60L（0.3%）+PC-F41L（0.8%）+PC-G71L（6%）+PC-G34S（0.5%）+PC-H40L+PC-B10（1.0%）试验条件试验条件温度：温度：90度。压力：度。压力：6000psi。3.聚乙烯醇体系 缓凝剂加量与稠化时间有良好线性关系。2121 缓凝剂对稠化时间的影响试验配方水泥+海水+PC-X60L 温度敏感性试验温度敏感性试验 试验配方试验配方水泥水泥+海水海水+PC-X60L（0.3%）+PC-F41L（0.8%）+PC-G71L（6%）+PC-G34S（0.5%）+PC-H40L+PC-B10（1.0%）试验条件试验条件压力：压力：6000psi。密度密度(g/ml)1.901.92温度温度(摄氏度摄氏度)90959095稠化时间（稠化时间（Hr:min）3:053:234:313：34 温度提高5度对稠化时间有一定影响。3.聚乙烯醇体系2222 温度敏感性试验 试验配方水泥+海水+PC-X60L（0.密度对稠化时间的影响密度对稠化时间的影响 试验配方体系试验配方体系非渗透体系非渗透体系试验条件试验条件压力：压力：6000psi。温度温度(摄氏度摄氏度)9091密度密度(g/ml)1.901.921.921.94稠化时间（稠化时间（Hr:min）3:053:234:313：34 密度提高0.02g/ml对稠化时间有一定的影响。3.聚乙烯醇体系2323 密度对稠化时间的影响 试验配方体系非渗透体系试验条件压力水水水水泥泥泥泥浆浆浆浆体体体体系系系系介介介介绍绍绍绍1.前言2.低密高强体系3.聚乙烯醇体系4.聚合物体系5.胶乳体系6.聚合物胶乳体系7.低温低密高强体系 COSL Oilfield Chemicals目目 录录水1.前言COSL Oilfield Chemicals目 4.聚合物体系r 由PC-G80L、PC-G83L等聚合物类降失水剂为主剂，辅以相配伍的其它外加剂配制而成。r 聚合物降失水剂是以AMPS（2丙烯酰胺基2甲基丙烷磺酸）为主要单体的二元或多元共聚物材料。r 加入具有特殊功能的外加剂可以配成具有相应功能的水泥浆体系，以适应不同井况的固井需求。简简 介介4.聚合物体系 由PC-G80L、PC-G83L等聚合物类4.聚合物体系油井水泥：G级降失水剂：PC-G80L、PC-G83L、PC-G84L等，加量3-7%（BWOC）分散剂：PC-F41L、PC-F44L，加量0.3-2.5%消泡剂：PC-X60L、PC-X61L，加量0.2-0.5%配浆水：淡水或海水根据对水泥浆性能的要求，可向水泥浆中加入可选材料：缓凝剂：PC-H21L、PC-H32L、PC-H34L等促凝剂：PC-A90L、PC-A93L膨胀剂：PC-B10、PC-B40、PC-B60等防气窜剂：PC-GS1、PC-GS2外掺料：PC-P61、PC-C81L、PC-C82L等组组 成成4.聚合物体系油井水泥：G级组 成4.聚合物体系r 良好控制失水量性能，游离液为零。r 优秀的抗盐能力。r 很好的温度普适性，可在室温180 的温度范围内使用。特特 点点4.聚合物体系 良好控制失水量性能，游离液为零。特 点4.聚合物体系r 良好的分散作用，不加分散剂也有较好的流变性。r 可以与其它外加剂配伍制成具有特殊功能的水泥浆体系。r 水泥石强度发展好。r 抗污染能力强。高分子聚合物高分子聚合物4.聚合物体系 良好的分散作用，不加分散剂也有较好的流变性4.聚合物体系典型水泥浆配方100%“G”水泥+海水+5%AMPS降失水剂+0.5%CH211L+0.3%PC-X60L密度密度(g/cm(g/cm3 3)温度温度（）稠化时间稠化时间（MinMin）流变性流变性600600/300300/200200/100100/6 6/3 3APIAPI失水量失水量（mlml）抗压强度抗压强度（MPaMPa）1.980224208/130/95/55/8/432.824.6配方性能配方性能性能excellent4.聚合物体系典型水泥浆配方密度温度稠化时间流变性API失水4.聚合物体系r 温度小于110推荐使用中温缓凝剂，加量0.3-2%，大于110推荐使用高温缓凝剂，加量1-4%。r 温度小于110的海水水泥浆体系推荐使用PC-G80L、PC-G83L，大于110的体系推荐用PC-G84L，并用淡水配浆。r 流变性好的情况下，可以不使用分散剂。体系使用及维护要点体系使用及维护要点4.聚合物体系 温度小于110推荐使用中温缓凝剂，加量0水水水水泥泥泥泥浆浆浆浆体体体体系系系系介介介介绍绍绍绍1.前言2.低密高强体系3.聚乙烯醇体系4.聚合物体系5.胶乳体系6.聚合物胶乳体系7.低温低密高强体系 COSL Oilfield Chemicals目目 录录水1.前言COSL Oilfield Chemicals目 5.胶乳体系r 以胶乳为主剂，辅以稳定剂和其它外加剂配制而成。r 胶粒直径200-500m，均匀分散在粘稠的胶体中。r 体系主要靠胶乳颗粒填充水泥颗粒间隙来降低失水量，加量较大时具有很好的防气窜作用。简简 介介5.胶乳体系 以胶乳为主剂，辅以稳定剂和其它外加剂配制而成5.胶乳体系油井水泥：G级胶乳：PC-GR5、PC-GR6，加量4-15%稳定剂：PC-J50S，加量0.3-1.0%分散剂：PC-F41L，加量0.3-2.0%消泡剂：PC-X88L，加量0.05-0.3%可选材料：缓凝剂：PC-H21L、PC-H32L、PC-H34L促凝剂：PC-A90L、PC-A93L膨胀剂：PC-B10、PC-B40防腐剂：PC-B80组组 成成胶乳胶乳5.胶乳体系油井水泥：G级组 成胶乳5.胶乳体系r 良好的防气窜性能。r 良好的流动性和控失水性能。r 有效降低水泥石渗透率，提高抗地层水腐蚀能力。特特 点点 水泥浆体系水泥浆体系 净浆净浆 纤维素纤维素 非渗透非渗透 胶乳胶乳 HALAD344L气侵阻力（气侵阻力（kPa）5-8 10-13 18-22 25-30 14-175.胶乳体系 良好的防气窜性能。特 点 水泥浆体5.胶乳体系r 减小水泥环体积收缩，改善水泥环与套管，地层间的胶结状况。r 提高水泥石抗拉强度，使之具有良好的弹性，降低射孔时水泥石的破裂度。r 适用于气井、调整井、高温高压井固井。5.胶乳体系 减小水泥环体积收缩，改善水泥环与套管，地层间5.胶乳体系典型水泥浆配方100%“G”水泥+1%PC-F41L+4.5%PC-GR5+0.3%PC-J50S+0.08%PC-H21L+海水密度密度（g/cmg/cm3 3）循环温度循环温度()()稠化时间稠化时间（MinMin）APIAPI失水失水(ml)(ml)24h24h抗压强度抗压强度(MPa)(MPa)PVPVYPYP1.91.98585204204262621210.030.037.97.9配方性能配方性能性能5.胶乳体系典型水泥浆配方密度循环温度稠化时间API失水245.胶乳体系r 使用温度温室-150r 性能不是很稳定，要通过反复实验调整，保证施工安全。r 普通消泡剂不适用，要用专门的胶乳消泡剂。体系使用及维护要点体系使用及维护要点5.胶乳体系 使用温度温室-150 体系使用及维护要点5.胶乳体系r 抗盐性较差，盐的侵入可能会破坏胶粒的分散稳定性，减弱控失水性能，因此不能用盐水配浆并防止盐水的侵入。r 现场使用两种水泥浆时，注意与其它水泥浆的相容性，相容性差的不适用。5.胶乳体系 抗盐性较差，盐的侵入可能会破坏胶粒的分散稳定水水水水泥泥泥泥浆浆浆浆体体体体系系系系介介介介绍绍绍绍1.前言2.低密高强体系3.聚乙烯醇体系4.聚合物体系5.胶乳体系6.聚合物胶乳体系7.低温低密高强体系 COSL Oilfield Chemicals目目 录录水1.前言COSL Oilfield Chemicals目 6.聚合物胶乳体系r 将AMPS聚合物与胶乳结合配制而成，聚合物对水泥颗粒的吸附作用和胶乳颗粒对水泥空隙的填充作用这两种机理共同起作用，使体系具有更优越的性能。r 适用于较复杂的地层固井，有效提高固井质量、延长油井寿命。简简 介介 40406.聚合物胶乳体系 将AMPS聚合物与胶乳结合配制而成，聚6.聚合物胶乳体系油井水泥：G级降失水剂：PC-G83L、PC-G84L，加量3-5%胶乳：PC-GR1，加量4-15%分散剂：PC-F41L、PC-F44L，加量0.3-2.0%消泡剂：PC-X88L，加量0.05-0.3%根据对水泥浆性能的具体要求，可向水泥浆中加入以下可选材料：缓凝剂：PC-H30S、PC-H21L、PC-H32L、PC-H34L稳定剂：PC-J50S促凝剂：PC-A90L、PC-A93L膨胀剂：PC-B10、PC-B40防腐剂：PC-B80外掺料：PC-C81、PC-C82组组 成成 41416.聚合物胶乳体系油井水泥：G级组 成 416.聚合物胶乳体系r 良好的降失水和防气窜性能。r 水泥石较致密，具有良好的非渗透性。r 水泥浆稳定性好，上下密度差小。r 适用于气井、调整井、易气窜井、特殊井、复杂井等固井。特特 点点 42426.聚合物胶乳体系 良好的降失水和防气窜性能。特 点 6.聚合物胶乳体系典型水泥浆配方100%“G”级水泥+35%硅粉+5%PC-G83L+7%PC-GR6+1%PC-F41L+PC-H30S+0.5%PC-J50S+PC-X62L密度密度（g/cmg/cm3 3）温度温度()()稠化时间稠化时间(h:min)(h:min)APIAPI失水量失水量(ml)(ml)24h24h抗压强度抗压强度(MPa)(MPa)1.91505:1835.722.3配方性能配方性能性能43436.聚合物胶乳体系典型水泥浆配方密度温度稠化时间API失水量6.聚合物胶乳体系r 使用温度35-150r 普通消泡剂不适用，选用专用胶乳消泡剂。r 不推荐用海水或盐水配浆r 注意检查与泥浆的相容性，使用前做相容性实验。r 为防止水泥石的收缩，可考虑加入一定量的膨胀剂。r 加入防腐材料可用于高含硫气井、防二氧化碳腐蚀固井。体系使用及维护要点体系使用及维护要点44446.聚合物胶乳体系 使用温度35-150 体系使用及维水水水水泥泥泥泥浆浆浆浆体体体体系系系系介介介介绍绍绍绍1.前言2.低密高强体系3.聚乙烯醇体系4.聚合物体系5.胶乳体系6.聚合物胶乳体系7.低温低密高强体系 COSL Oilfield Chemicals目目 录录水1.前言COSL Oilfield Chemicals目 7.低温低密高强体系r 以低温水化性能良好的特种水泥为胶结材料，辅以相配伍的外加剂配制而成。r 该体系在低温（5）条件下强度发展良好，适用于深水表层固井。简简 介介 46467.低温低密高强体系 以低温水化性能良好的特种水泥为胶结材7.低温低密高强体系水泥：特种硅酸盐水泥降失水剂：PC-G83L，加量3-5%分散剂：PC-F41L，加量1-5%消泡剂：P C-X60L，加量0.05-0.3%根据具体要求可加入其它外加剂：缓凝剂：PC-H21L，加量0.1-2%早强剂：PC-A90L，加量1-5%组组 成成 低温低密水泥石低温低密水泥石47477.低温低密高强体系水泥：特种硅酸盐水泥组 成 低温低密7.低温低密高强体系r 具有良好的低温水化特性，在较低的温度（5）有强度发展。r 稠化时间可调，温敏性不强，保证了固井施工安全。r 随着缓凝剂的加量增加，稠化时间有规律的延长，有较好的重复性。特特 点点 低温室验室低温室验室48487.低温低密高强体系 具有良好的低温水化特性，在较低的温度7.低温低密高强体系r 体系稳定，水泥柱上下密度差小，不收缩。r 体系结构简单，普通外加剂即可满足要求。r 有一定的触变性，初始稠度较高，稠化过渡时间长。r 适用于深水低温表 层套管的固井施工。低温室验室低温室验室49497.低温低密高强体系 体系稳定，水泥柱上下密度差小，不收缩7.低温低密高强体系典型水泥浆配方100%特种水泥+20%PC-P61+4.8%PC-F41L+5%PC-G83L+3%PC-A90L+0.35%PC-X61L+63.33%S/W密度密度(g/cm3)温度温度()初始稠度初始稠度(Bc)稠化时间稠化时间(h:min)游离液游离液(%)API失水量失水量(ml)1.4530/20355:19036六速读数（六速读数（30养护养护1h）60030020010063240155121824737抗压强度抗压强度/24h,MPa510152025300/24h 3.7/48h1.9/24h 7.9/48h5.06.29.511.4配方性能配方性能性能50507.低温低密高强体系典型水泥浆配方密度温度初始稠度稠化时间游7.低温低密高强体系r 水泥和漂珠的比例对水泥浆的性能影响较大，根据实验结果适当调整两者的比例。r 水泥浆较稠，适当增加分散剂的加量。r 多种情况测试水泥浆的稠化时间，保证施工安全。r 每隔5测试水泥石的抗压强度。体系使用及维护要点体系使用及维护要点51517.低温低密高强体系 水泥和漂珠的比例对水泥浆的性能影响较谢谢各位领导、专家谢谢各位领导、专家!谢谢各位领导、专家!