夏保華
【摘 要】 針對伊朗雅達瓦蘭油田區(qū)域特點以及伊朗當?shù)赜途嗵匦?,并滿足雅達油田建井周期需要和合同要求,縮短導(dǎo)管與表層套管固井水泥石強度發(fā)展時間,實現(xiàn)在低溫條件下,水泥石即可滿足12小時二次開鉆要求,油井水泥早強劑的應(yīng)用很好的滿足了這一需要。通過雅達油田淺層固井的大量室內(nèi)試驗和現(xiàn)場實踐證明,在滿足強度要求的前提下,大大縮短了候凝時間,縮短了建井周期,節(jié)約了鉆井成本。
【關(guān)鍵詞】 早強劑低溫強度雅達瓦蘭
引言
伊朗雅達瓦蘭油田位于伊朗西南部的胡澤斯坦省,是世界上還未開發(fā)的特大油田之一,已探明石油儲量約32億桶,天然氣儲量約800億立方米。屬于中東波斯灣盆地扎格羅斯山前褶皺和阿拉伯地臺東緣的過渡帶,構(gòu)造軸向為近南北向的一個大型的長軸背斜。地表環(huán)境為戈壁,晝夜溫差極大。導(dǎo)管和表層套管下深一般為300米。井底溫度較低,實測溫度一般在30-40℃左右。在低溫條件下,一方面水泥漿因水化速度慢、候凝時間長,候凝過程中易發(fā)生油氣水竄,影響層間封隔[1] ;另一方面,因水泥石強度發(fā)展緩慢、早期強度低,導(dǎo)致建井周期增長,降低油氣田勘探開發(fā)經(jīng)濟效益[2] 。這就需要使用低溫早強劑,加快水泥在低溫條件下的水化速度,促進水泥石早期強度的發(fā)展,達到既能防止油氣水竄,又能縮短建井周期的目的。
早強劑是指能提高混凝土早期強度,并且對后期強度無顯著影響的外加劑。早強劑的主要作用在于加速水泥水化速度,促進混凝上早期強度的發(fā)展。油井水泥早強劑SYZ-1能加速水泥硅酸鹽組分水化反應(yīng)速度,改善水泥石晶體結(jié)構(gòu),從而提高水泥石的早期強度。本產(chǎn)品由促凝材料組成,易溶于水,能有效的縮短水泥漿的稠化時間,與其它外加劑有較好的配伍性。
早強劑的分類及特點
早強劑按照化學(xué)成分可分為無機鹽類、有機物類、有機類和無機物復(fù)合的復(fù)合早強劑三類[ 3 ]。
1. 氯鹽早強劑
氯鹽早強劑的組成主要包括氯化鈣、氯化鈉、氯化鋁等。合理摻加氯鹽類早強劑,會對混凝土的早期強度發(fā)展有利。
2. 硫酸鹽早強劑
常用的硫酸鹽早強劑為硫酸鈉、硫酸鉀和硫酸鈣。硫酸鹽的摻量應(yīng)通過實驗確定,以免引起堿集料反應(yīng)破壞或硫酸鹽過量產(chǎn)生的侵蝕破壞。
3. 硝酸鹽和亞硝酸鹽早強制
硝酸鹽和亞硝酸鹽均對水泥水化過程起促進作用。這些鹽類不僅能作為混凝土的早強劑組分,而且可以作為混凝土防凍劑組分使用。
4. 有機化合物早強劑
最常用的有機化合物早強劑為三乙醇胺。三乙醇胺是一種表面活性劑,摻入水泥棍凝土中,在水泥水化過程中起催化劑的作用,它能夠加速C3A的水化和鈣礬石的形成。三乙醇胺常與氯鹽早強劑復(fù)合使用,早強效果更佳。常用的有機化合物早強劑還有甲酸鈣、乙酸和乙酸鹽等。
5. 復(fù)合型早強劑和早強減水劑
通過對各種早強劑組分之間的復(fù)合,以及早強劑組分與減水劑組分之間的復(fù)合,可以收到比單一早強劑更好的改性效果,如:大幅度提高混凝土的早期強度發(fā)展速率;既能較好地提高混凝土的早期強度,又對混凝土后期強度發(fā)展帶來好處;既具有一定減水作用,又能大幅度加速混凝土早期強度發(fā)展;既能起到良好的早強效果,又能避免有些早強組分引起混凝土內(nèi)部鋼筋銹蝕等。
在伊朗雅達油田固井服務(wù)中,采用的SYZ-1油井水泥早強劑,是一種不含氟易溶于水的粉狀外加劑。呈鐵灰或淡黃色,無味,適用溫度范圍30~120℃。加量比例為1.5~4.0%(BWOC)。適用于淺井和調(diào)整井固井。并適用于低比重水泥漿??蓸O大的縮短稠化時間,增強早期強度,縮短候凝時間,提升固井質(zhì)量。SYZ-1混入水泥漿中,不會發(fā)生沉降和析出,減小自由水并增強水泥石強度。同時會使水泥石產(chǎn)生微膨脹,并能適應(yīng)高溫需求。同時與其它油井水泥外加劑有很好的配伍性。
結(jié)論
通過油井水泥早強劑SYZ-1的應(yīng)用,實現(xiàn)了在低溫條件下雅達瓦蘭油田導(dǎo)管和表層套管等淺層井固井水泥的強度發(fā)展技術(shù)指標,滿足了甲方固井后12小時二開開鉆工期時間的要求,縮短了建井周期,節(jié)約了鉆井成本,并得到了推廣應(yīng)用。
參考文獻:
[1] 李澤林,王秀玲,王艷鋒,等. 低溫促凝劑CN22的研究與應(yīng)用[J]. 斷塊油氣田, 2003, 10 (3) : 81 - 83.
[2] 韓衛(wèi)華,佟剛,楊紅歧,等. 一種新型油井水泥低溫早強劑[J]. 鉆井液與完井液, 2006, 23 (3) : 31 - 33.
[3] 丁崗,劉東清編著.《油井水泥工藝及應(yīng)用》.2000.05.P136-138.
(作者單位:勝利油田黃河固井公司)