“三高”氣田固井水泥體系探究

張偉

摘要：

從現(xiàn)狀看，三高氣田平日的開發(fā)還沒能成熟；初始勘測之中很易帶來事故，造成各類損失。三高狀態(tài)之下的固井難題偏多，硫化氫帶有偏高的腐蝕特性；固井之后常常遇有環(huán)空氣竄，造成環(huán)空帶壓，增添氣田危險。為此，有必要辨識三高氣田范疇內(nèi)的各類腐蝕，篩選適宜方案。對于篩選地段，應(yīng)當(dāng)辨識它的流變特性、抗腐蝕特性，采納最優(yōu)技術(shù)。

關(guān)鍵詞：

“三高”氣田；固井水泥體系；技術(shù)探究

中圖分類號：

TB

文獻標識碼：A

文章編號：16723198（2015）11018401

三高氣田凸顯的特性，是高產(chǎn)及高壓、硫化氫固有含量偏高。這類氣田固井，需要調(diào)制成最適宜的水泥漿。這就需要辨別水泥腐蝕，提供防腐對策。水泥漿細分出來的多樣組分及配料，都帶有不同粒徑。采納正交試驗來擬定四類配方。評價測驗的對象是水泥石多重的抗腐蝕特性，它涵蓋了原材強度、材質(zhì)滲透率、水泥質(zhì)量損耗、腐蝕構(gòu)架變化、被侵蝕的深度。按照測得數(shù)值來評判抗腐蝕的總年限。調(diào)研數(shù)據(jù)表示：水泥漿提升了原有的固井質(zhì)量，適合三高氣田，延長氣井年限。

1氣田固井的特性

很多三高氣田潛藏著偏復(fù)雜的總體地質(zhì)，含有偏深氣井。這類氣田整合了陸相及對應(yīng)的海相沉積，含有偏高腐蝕特性的硫化氫。海相沉積潛藏著偏多斷層，發(fā)育溶洞裂隙，常常嚴重滲漏。表層布設(shè)的套管、內(nèi)側(cè)油層套管、技術(shù)套管都凸顯了這類井漏，應(yīng)采納水泥漿。氣井溫度偏高，深部壓力很高。有些區(qū)段夾帶著鹽水層，被歸類為多壓力這樣的體系。添加進來的水泥漿應(yīng)能抵抗高溫。

對于超深氣井，要設(shè)定偏長的封固段。上下溫差偏大，水泥漿很易緩凝。深部固井很艱難，不能確保質(zhì)量。有些氣田偏陡，傾角常會超出40°。這類傾斜構(gòu)架潛藏著垮塌的威脅，直徑并不規(guī)則，居中布設(shè)套管很艱難。泥漿頂替成效不佳，第二界面沒能膠結(jié)。井下含有偏多的酸性物，增添腐蝕特性。腐蝕出現(xiàn)氣竄狀態(tài)，竄至井口的這類氣流會顯示出環(huán)空帶壓。

水泥環(huán)柱特有的價值，是阻隔了層級內(nèi)的水體及油氣，保護支撐套管，延長氣井年限。環(huán)柱包裹著套管，但環(huán)柱也提快了套管的腐蝕速率。對于三高氣田，應(yīng)側(cè)重辨別水泥石特有的腐蝕機制，采納抗腐材料。

2篩選最優(yōu)配方

熟料反應(yīng)、水化相反應(yīng)得來合格的水泥石，水泥石固有的架構(gòu)密切關(guān)聯(lián)著二者。調(diào)研中的側(cè)重點，是水化相特有的耐腐蝕、介質(zhì)的耐腐蝕、促進生成方式。采納外加劑以便調(diào)和這樣的水化相，制備耐腐水泥。

探析根本機理可得，介質(zhì)被融匯在水泥石內(nèi)，產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)。為阻止這一進程，應(yīng)添加防腐特性的多樣制劑，縮減孔隙度及偏高的滲透率。通常情形下，若能添加適宜的硅砂硅粉，即可增添抗腐特性。調(diào)配水泥漿時，應(yīng)考量漿液固有的抗腐蝕特性、其他綜合特性。采納抗硫特性的新式水泥、各類外加制劑，縮減孔隙滲透，調(diào)制出致密的優(yōu)良水泥。

采納水泥漿來規(guī)避固井遇有的氣竄，保障封固質(zhì)量。不同類別微粒常會密切堆積在一起，結(jié)合區(qū)段固有的地質(zhì)特性來調(diào)和這些制劑，變更了體系初始的稠化時間。調(diào)制泥漿帶有最低的失水總量、優(yōu)良的流變性，可以規(guī)避氣竄堵漏，縮減滲透率。篩選的體系整合了早強水泥、低密度水泥、微膨脹態(tài)勢下的膠乳。

3判斷抗腐性能

為了查驗水泥漿體系特有的抗腐性能，測定了各類配方。查驗對象涵蓋了二氧化碳特有的腐蝕、硫化氫的腐蝕。測定指標被設(shè)定成總質(zhì)量、物質(zhì)滲透率、物質(zhì)抗壓強度、原材腐蝕深度。采納環(huán)境電鏡予以精準掃描并定位，查驗內(nèi)部構(gòu)架的變更狀態(tài)。

3.1制備測驗樣本

依照擬定好的流程，調(diào)配得到最優(yōu)的水泥漿。調(diào)制好的水泥漿被添加在試模以內(nèi)，添加至養(yǎng)護釜。設(shè)定90℃這一初始溫度，歷經(jīng)兩天再予以脫模，然后烘烤干燥。把樣本鉆探成直徑26毫米、長度35毫米的水泥巖心，當(dāng)作對比對象。

3.2設(shè)定測驗流程

測驗必備的制劑含有調(diào)制好的二氧化碳、飽和狀態(tài)之下的硫化氫。調(diào)配溶液時，篩選了高純度特性的蒸餾水3.8升，除去附帶的氧。把它接通預(yù)備好的腐蝕氣體直至飽和，然后予以浸泡。后續(xù)浸泡之中，間隔特定時段即可融入硫化氫，確認溶液飽和。水泥石特有的腐蝕測驗歷經(jīng)720小時，取樣并且烘干，再次測定性能。

4探析最佳方式

經(jīng)過腐蝕測驗，水泥石固有的樣本質(zhì)量、樣本總滲透率、總體抗壓強度、試塊腐蝕深度、表層及偏深層級的細微組織都被查驗出來。

4.1試樣總體損耗

水泥石特有的試塊被腐蝕以前、腐蝕過程之后，分別予以稱重，發(fā)覺腐蝕狀態(tài)下的這類試塊縮減了質(zhì)量。

經(jīng)過對比可得，第二類、第三類配方耗費掉的總質(zhì)量還是偏少的。四類配方凸顯出來的損失率，分別是249%、2.12%、2.17%、2.38%。

4.2滲透強度變更

水泥石被腐蝕，縮減了初始的抗壓強度；與此同時，腐蝕深度遞增時，滲透率也慢慢變大。各類配方特有的變更幅度都會帶有差異。從調(diào)研數(shù)值看，伴隨時間累加，滲透率及關(guān)聯(lián)的腐蝕深度都慢慢遞增，抗壓強度縮減。第三類方案表現(xiàn)出偏慢的縮減速率。

4.3掃描電鏡圖像

試樣腐蝕之前，采納電鏡掃描，記下觀察點；掃描以后再次予以查驗，重設(shè)這類定位。腐蝕前后的樣本變更了固有的組織架構(gòu)。四類配方都帶有腐蝕的傾向，但是層級不同。第一類水泥石初始的水化很好，偏大微粒很少；經(jīng)過腐蝕以后，一半表層覆蓋著新生微粒，它被嚴重腐蝕；第二類水化優(yōu)良，各類微粒被均勻布設(shè)。腐蝕以后仍勻稱覆蓋，帶有自封特性；第三類微粒彼此緊密銜接，腐蝕以后晶體很小，同時布設(shè)緊密，凸顯了最優(yōu)的抗腐特性；第四類巖心柱固有的邊緣被水化，大型微粒很少。腐蝕以后晶體散開，填充了間隙。

4.4綜合考量探究

綜合考量可得：四類配方顯示的流變特性、抗腐蝕特性都很優(yōu)良。但是，第二、第三類這樣的配方，水泥石被腐蝕以后的滲透率遞增、強度縮減都很慢。從表層質(zhì)地看，第二、第三類固有的微觀架構(gòu)很致密，水化物布設(shè)得勻稱，細微孔隙偏少，這類材質(zhì)帶有最優(yōu)的自我密閉特性。由此可得，這兩類配方帶有最佳的抗腐屬性，調(diào)配得來的水泥漿也契合了擬定指標，適合被采納為三高氣田范疇內(nèi)的固井方式，以便縮減明顯井漏，提升總體固井質(zhì)量。

5結(jié)語

三高氣田固井，密切關(guān)聯(lián)著水泥石凸顯出來的抗腐蝕特性、水泥封固狀態(tài)。在水泥內(nèi)添加偏少比值的硅粉，縮減常規(guī)耗費，同時抑制腐蝕。硅粉優(yōu)化了固有的微粒級配，縮減滲透率、原材的孔隙度，增添防腐特性。這類途徑延展了水泥石的耗費年限。早強水泥被混同于纖維特性的膨脹水泥，混合物凸顯了最優(yōu)的流變狀態(tài)，增添抗腐性能。調(diào)配兩類水泥，用于平日內(nèi)的固井流程，可以提升質(zhì)量。

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