高密度水泥浆体系高密度水泥浆体系固井论坛水泥浆体系之三一、概述一、概述高孔隙压力、井壁不稳定和塑性流动地层固井都需要高静水压力，要求利用高密度水泥浆进行固井。提高水泥浆密度的简单方法是减少水用量，但这种方法会带来很多问题和隐患，其最高密度也只能达到2.16g/cm3；当要求更高的水泥浆密度时，就需要加入高比重材料来提高水泥浆密度。为解决高密度水泥浆存在的问题，我院先后研究开发了G60高密度水泥浆体系、SQ高密度水泥浆体系和BXF高密度水泥浆体系。并成功地应用于油田固井，取得了良好的社会和经济效益。二、加重材料选择二、加重材料选择1、加重剂应满足以下条件：材料的颗粒粒度分布与水泥相容。需水量少。不影响水泥水化进程，与其它添加剂有良好的相容性，同时对外加剂的吸附能力弱。2、几种加重材料性能特性比较加重剂外观密度细度对水泥浆的影响可配制的水泥浆密度重晶石粉白色粉末4.1~4.497%<75μm80%<45μm增加需水量较大，增稠可达到2.28g/cm3赤铁矿粉暗红色粉末4.8~5.297%<75μm85%<45μm增加需水量较小，稍增稠可达到2.60g/cm3钛铁矿粉黑色细粒4.4~4.597%<75μm80%<45μm增加需水量较小可达到2.40g/cm3Micromax棕红色粉末4.8~4.9平均颗粒粒度5μm不增加需水量，无沉降稳定问题，有适当减阻效果估计可达到2.80g/cm3除了以上非水溶固体材料外，还可通过加入盐提高水泥浆的密度，但这一方法要求详细考察所用盐对水泥浆性能的影响，以及对水泥石胶结的长期影响。此外，近年来根据颗粒堆积理论，还通过采用粗颗粒水泥来提高水泥浆的密度。例如采用H级水泥进行配浆，以提高水泥浆流动性能，增加浆体中胶凝材料含量，提高水泥浆早期和后期的抗压强度。3、盐及粗颗粒水泥三、高密度水泥浆设计原则三、高密度水泥浆设计原则降失水性能：高密度水泥浆的降失水性能一般要求小于100mL；沉降稳定性：高密度水泥浆密度差别较大，易造成浆体材料离析，应保证良好的沉降稳定性；游离液：高密度水泥浆游离液含量较高，水泥浆设计时应尽量降低游离液含量；高温环境：加入硅粉，需更多的加重材料，减少了胶凝材料的用量，应关注水泥石早期及后期抗压强度；防窜性能：高密度水泥浆一般用于高压油气水层，应考虑体系的防窜性能；施工性能：高密度水泥浆一般流动性差，应考虑配浆工艺。四、高密度水泥浆配方和性能四、高密度水泥浆配方和性能我院近年来对高密度水泥浆体系进行了研究开发，目前已投入现场使用的有：G60高密度水泥浆体系SQ高密度水泥浆体系BXF高密度水泥浆体系11、、G60G60高密度水泥浆体系高密度水泥浆体系①组成及特点①组成及特点组成：普通型或高温型G60不渗透剂；缓凝剂H88、J-RL、G64；分散剂CF40S、CF40L；G60-S掺量一般为1.5~2.5%(占水泥质量)，适用于与水泥干混使用；技术特点：G60-S不渗透剂水泥浆体系水泥浆流变性能好，具有降失水、防漏、防窜等多种功能；G60-S油井水泥不渗透剂对水泥浆具有一定的缓凝作用，对水泥石抗压强度发展影响较小；适用温度范围55~155℃。②G60高密度水泥浆性能上述数据表明：由G60-S、钛铁矿、硅粉、H88、CF40S配制的高密度水泥浆，能有效地提高水泥浆密度，水泥浆各方面性能满足固井施工要求。序号水泥浆密度g/cm3BHCT下稠化时间min可泵时间(稠度≤40Bc)minAPI失水量mlBHST下24h抗压强度MPa游离水含量mL流动度cmD12.5040239030.020.60.518.5D22.5038437036.022.70.318.5D32.5033332028.021.20.519.0D42.5040039032.020.80.519.5D52.5042642028.021.30.519.0D62.5038738025.021.90.719.5③③G60G60高密度水泥浆的应用高密度水泥浆的应用中国石油勘探研究院万庄分院采用G60-S不渗透剂、GRO分散剂及G64中温缓凝剂，采用重晶石粉为加重材料配制高密度水泥浆，在青海地区一口总公司重点科探井（冷科1井）中进行了施工。水泥浆设计密度达到2.40g/cm3，稠化时间控制在6~7h，API失水量控制在50mL以内。在实际施工中，水泥浆的最大密度为2.35g/cm3，平均密度为2.30g/cm3，固井结果令人满意。22、、SQSQ水泥浆体系水泥浆体系①组成及特点组成：SQ系列抗盐外加剂由SQ-2降失水剂、SQ-1增强剂、J-RL缓凝剂组...
