油井水泥

摘要： 为解决油井水泥干混搅拌时出现的各类问题,提出一种应用与干混设备的控制系统。该系统的主要核心分为上位机监控程序和下位机控制程序,利用上位机监控程序的方式对油井水泥干混操作进行记录,利用下位机实现油井水泥干混设备的操作通信。通过对该干混系统设备下制作出的油井水泥进行质量与性能方面的检测,结果表明经干混控制系统制作的油井水泥与常规生产的油井水泥相比具有较高的粒子分布性质,凝结后具有高强度的稳定性、抗渗性和耐腐蚀性,证明该控制系统的设计能够为相关人员或生产工程提供技术帮助。

摘要： 介绍了G级高抗硫酸盐油井水泥的熟料烧成、水泥制成及储存发运。按照GB/T 10238《油井水泥》规定的G级高抗硫酸盐油井水泥矿物组成比例,选择生产油井水泥的原燃材料,确定熟料相应的率值及生产要求,严格控制生料质量并做好生产过程中的质量控制。

摘要： 随着石油开发逐渐转向陆地深层、超深层,固井工程对油井水泥降失水剂的要求越来越高,降失水剂在高温高盐地层依然需要具备良好的控水特性。为了满足油井水泥降失水剂耐高温的性能,将有机聚合物降失水剂与新型无机材料水滑石结合起来,研制出一种耐高温耐盐的新型油井水泥降失水剂。选择2-丙酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、对苯乙烯磺酸钠(SSS)、N,N-二甲基丙烯酰胺(DMAA)与衣康酸(IA)合成四元有机聚合物降失水剂F_(1),利用水滑石的层间离子可交换特性将有机聚合物降失水剂插入镁铝型水滑石(Mg/Al-LDHs)层间,研究高温下水滑石对聚合物降失水剂的保护作用。利用红外光谱、XRD与热重分析等表征水滑石插层降失水剂Mg/Al-F;-LDHs,采用静态失水实验测试水泥浆失水量。结果证明该新型降失水剂合成成功,在240°C,氯化钠(NaCl)浓度为57%(质量分数,下同)的盐水条件下,水泥浆失水量为86 mL。

摘要： 以氧化钙、氢氧化钙、白炭黑等为主要原料,在160°C、80 MPa下,通过高温水热合成法合成了颗粒状水化硅酸钙晶体,并研究了其对油井水泥水化的影响。结果表明,合成的颗粒状水化硅酸钙晶体能使水泥水化放热量增加超过1倍,且能够显著加快水泥浆的放热速率;合成材料的粒径大小对水泥浆水化过程有一定影响,粒径为纳米级时水泥浆放热速率和总放热提高更为明显,一定加量下具有早强、增强水泥石强度的作用。研究表明水泥的钙硅比会影响水泥水化规律,相关机理需要进一步深入研究。

摘要： 为了保证在海洋深水油气井固井时水合物的稳定,需要在固井时使用低水化热水泥浆。目前的方法是在油井水泥中加入热能存储剂,但是将热能存储剂直接在水泥浆体系中应用,会出现配伍性差的问题。将热能存储剂吸收进入高强度载体微球内形成储能微球,可避免热能存储剂与水泥浆直接接触,是解决热能存储剂对固井水泥浆不利影响的有效措施。但是由于载体微球球壁开孔,热能存储剂仍然会从载体微球中泄漏,因此需要对储能微球进行封装。针对现有封装技术存在成本高、耗时长等问题,建立了以丙烯酸树脂为封装材料,利用喷涂法对载体微球进行封装的工艺,并对储能微球的封装效果进行评价优化,得到最合适的丙烯酸树脂的质量分数为20%,最终形成了一套简单高效的储能微球封装方法。封装的储能微球具有很好的抗压、耐温、耐碱性能,能够在海水环境中长时间稳定存在,为解决热能存储剂与水泥浆不配伍难题开辟一条新的途径,对有效封隔天然气水合物层具有重要的意义,同时也可为其他油井水泥外加剂载体研发提供借鉴。

摘要： 废弃玻璃粉作为一种高SiO_(2)含量的固体废弃物,可以有效防止油井水泥石在高温下的强度衰退,从而提升深井、超深井固井水泥环长期封隔完整性。本文研究了150°C、21 MPa下,不同粒径废弃玻璃粉对水泥石抗压强度、渗透率和微观结构的影响。结果表明:150°C、21 MPa下净浆水泥石180 d抗压强度为8.57 MPa,较1 d衰退76.04%;掺入废弃玻璃粉可以提高水泥石抗压强度的长期稳定性,在内掺40%(质量分数)粒径为45μm的废弃玻璃粉情况下,水泥石在180 d时抗压强度为31.85 MPa,较1 d仅衰退3.95%,渗透率为1.28×10^(-2) mD,较1 d降低16.88%;掺入废弃玻璃粉改变了水泥石150°C、21 MPa下的物相组成,净浆水泥石的主要结晶相为氢氧化钙和水硅钙石,掺入不同粒径废弃玻璃粉的水泥石主要结晶相为硬硅钙石和托贝莫来石;内掺40%粒径为45μm的废弃玻璃粉的水泥石中托贝莫来石晶粒尺寸稳定;随龄期增加,净浆水泥石孔结构向大孔径发展,内掺40%粒径为45μm的废弃玻璃粉的水泥石的孔结构更加致密,180 d内各龄期均以凝胶孔为主。

摘要： 为了探索氧化石墨烯(GO)和纳米二氧化硅(NS)复掺对水泥力学性能的影响,制备了纳米二氧化硅-氧化石墨烯(NS-GO)复合分散液,并掺入油井水泥制备了NS-GO水泥样品。分别使用X射线衍射仪(XRD)、透射电镜(TEM)和扫描电镜(SEM)、傅里叶红外(FTIR)对样品进行结构表征。结果表明,纳米材料在基材中的分散性对复合材料性能有重要影响,NS与GO的共价结合有利于NS-GO颗粒在水泥碱性环境中的分散;水化28 d后,NS-GO(0.03%GO+1.5%NS)水泥样品的抗折抗压强度分别提高了41.96%和41.71%,远优于单掺纳米材料(0.03%GO或1%NS)的水泥样品;GO和NS具有协同作用,其促进了水泥内部产生柱状和花状水化物,桥接了裂缝,使水泥硬化浆体致密化,最终改善了水泥的力学性能。

摘要： 在固井作业中,湿混方式混合时间长、原料浪费严重、环境污染大,因此气力干混技术日益得到重视。为探究干混时油井水泥与外掺料混合均匀程度的变化规律,确定最佳操作条件,利用FLUENT软件,采用欧拉-欧拉多相流模型对混拌罐内油井水泥颗粒和外掺料颗粒的混合过程进行数值模拟,分析了进气速度、进气口数量、物料装填顺序以及颗粒物性等因素对混合情况的影响。结果表明:气流速度较低时油井水泥与外掺料混合不均匀,气流速度过高则会出现颗粒局部集中;对本算例而言,气流为1 m/s时可获得较好的混合效果;增加进气口数量不能明显改善颗粒混合的均匀程度;初始装填时,密度最大的颗粒不应置于最底层;颗粒密度对混合情况有较大影响,而粒径的影响较小。

摘要： 针对油井水泥石在高温下强度降低的问题,研究可耐高温的复合硅灰石纤维对其高温力学性能的增强效果。结果表明,不同长径比的硅灰石纤维对水泥石力学性能的影响不同,超长硅灰石纤维与超细硅灰石纤维按2:1比例复配而成的DRZ-1S效果较好,能够显著提高水泥石的抗压强度、抗拉强度和单轴应力—应变。加入质量分数为5%的DRZ-1S后,水泥石的力学性能得到明显提升;DRZ-1S加量5%时,水泥石在200°C下的3 d抗压强度、抗拉强度较空白水泥石分别提高52.9%和51.5%。通过X射线衍射仪和扫描电子显微镜对加入DRZ-1S前后的水泥石微观形貌进行对比分析后,得出结论,复合纤维DRZ-1S的加入改善了水泥石的孔隙分布,阻挡了裂纹发育,在受到外力荷载时,能有效使水泥石增强增韧。

摘要： 针对深井、超深井固井中,水泥浆在高温下液相黏滞力下降而发生固相沉降失稳甚至分层的问题,设计合成了一种耐200°C的高温悬浮剂GX,该剂是以丙烯酰胺(AM)、对苯乙烯磺酸钠(SSS)、N, N-二乙基丙烯酰胺(DEAA)为单体,过硫酸铵(APS)为引发剂,采用自由基溶液聚合法制得的三元共聚物。采用GPC、FTIR、1H-NMR和SEM对高温悬浮剂的分子量、结构和形貌进行了表征,结果表明,3种单体均参与聚合反应,成功合成了AM/SSS/DEAA三元共聚物。TG、FTIR和SEM分析表明,高温悬浮剂的耐热性能优异,最高可达318.6°C。高温沉降稳定性评价结果表明,高温悬浮剂的适用温度可达200°C,水泥浆中加入悬浮剂GX后,200°C下密度差小于0.02 g/cm^(3),能提高水泥浆的沉降稳定性,且高温悬浮剂的加入对水泥浆的流变性、稠化时间和水泥石的强度无负面影响。

摘要： 简要回顾了我国油井水泥的发展历史,阐述了我国油井水泥分类方法的演变,重点论述了我国油井水泥标准历次修订的技术差异及修订原因分析,结合目前我国不同井况的固井现场施工要求和固井材料质量现状,提出了修订我国油井水泥和材料标准的建议.

摘要： 油井水泥的粒径与其性能及用途密切相关.借助普通球磨机、行星式球磨机和高能纳米冲击磨三种粉磨装置制备了不同粒径的G级油井水泥,评价了不同粒径分布油井水泥浆体的基本性能、力学性能和工程性能.利用扫描电镜(SEM)、等温量热仪(ICC)和压汞仪(MIP)分别测试不同粒径水泥颗粒的微观形貌、早期水化放热速率及水泥石孔结构.结果表明:物理粉磨方法只能将颗粒超细化而无法纳米化;相同水灰比时,水泥颗粒粒径分布对浆体密度无明显影响.但随其粒径减小,浆体凝结时间缩短、流动度降低、流变性变差、析水率降低,浆体稳定性增加.同时,超细水泥颗粒反应活性增强,水化放热量及放热速率增加,在短期内生成更多的水化产物,提高了水泥石早期抗压强度,且降低了水泥石的总孔隙率,但对后期抗压强度的增长贡献不大.

摘要： 在配制合理的水泥浆时,除了使用API标准的水泥外,外加剂的使用对于改善水泥浆体系的性能至关重要,然而应用中发现不同的外加剂混和使用会影响单一外加剂的性能.针对此,本文研究了油井水泥分散剂(磺化丙酮甲醛缩合物分散剂、聚羧酸系分散剂)与缓凝剂(酒石酸、木质素磺酸盐)的相互作用,按GB/T 19139-2012规定的方法制备水泥浆并进行流变性能测试。通过实验研究发现:(1)纯水泥浆中聚羧酸系分散剂的分散效率远高于磺化丙酮甲醛缩合物类分散剂;(2)水泥浆中木质素磺酸盐缓凝剂的使用大大减弱了聚羧酸系分散剂的分散效果,而磺化丙酮甲醛缩合物类分散剂性能更稳定,受缓凝剂的影响较小;(3)硅粉加入水泥浆中,分散剂的掺量加大才能达到所需流变性能;(4)在选用聚羧酸系分散剂时,需要注意其他外加剂的选择与使用,尽量避免与木质素磺酸盐缓凝剂共同使用.而在选用磺化丙酮甲醛缩合物类分散剂时,尽量避免与酒石酸缓凝剂共同使用.

摘要： 筛选优质的原材料,适当地改造烧成系统,加强对回转窑的高温煅烧控制,提高篦冷机冷却效果,降低出篦冷机熟料温度,从而获得优质的油井水泥熟料.优化水泥磨钢球级配及工艺操作参数,改造水泥粉磨系统相关设备,获得到颗粒形貌较好、稠化时间适当、颗粒级配优越的D级油井水泥.

摘要： 为满足大批量生产D级油井水泥的需求,葛洲坝集团水泥有限公司进行了采用预分解窑来批量生产D级油井水泥的尝试.通过在实际生产中对工艺参数的调整以及对生产出的油井水泥熟料进行性能分析,明确了采用预分解窑来批量生产D级油井水泥是可行的,并对后期的生产提出了实践性的技术建议.

摘要： Q/SH10250782-2011《油井水泥用微硅粉通用技术条件》规定了注水泥作业用油井水泥微硅粉的术语和定义技术要求,试验方法及检验规范和标志、包装、运输及贮存.2012年以来,通过应用该标准检验微硅粉质量,其有效成分含量较高,游离液小,同时还对掺入微硅粉的低密度配方和油层短段配方进行了水泥浆各项指标检验,结果表明掺入微硅粉的水泥浆整体性能有所提高,现场运用该体系固井质量良好.

摘要： 本文介绍了油井水泥的国家标准，本标准规定了六个级别油井水泥的定义、要求、试验方法、标志、包装等。本标准适用于A, B, C, D, G和H级油井水泥的生产和检验。经确认水泥各项技术指标及包装质量符合标准规定时方可出厂投入使用。

摘要： 本文采用2013年监督抽查的油井水泥样品、各油井水泥生产企业每季度所送样品和油田所送样品,以现场常用的有机磷酸盐类缓凝剂、以AMPS为主要单体合成的液体降失水剂和醛酮缩合类减阻剂作为基准外加剂,进行了相容性试验.试验结果表明,2013年中国生产的大部分油井水泥与醛酮缩合类减阻剂和有机磷酸盐类缓凝剂存在相容性不好的问题,希引起有关各方的注意和重视.

摘要： 当井底循环温度大于110°C时,要求在水泥浆中外掺基于水泥质量的35％～40％硅质材料,作为抗高温衰退剂,以阻止水泥石在高温下强度发生衰退.在实际应用中,强度衰退现象的发生、原因及解决方案还要复杂些.在本文中,作者总结了近几年在日常工作中有关水泥石强度衰退方面的认识,其中包括"S形强度发展曲线的认识""CaC03及硅粉纯度对高温水泥石强度的影响""超声波强度衰退的认识"及"构建低密度热采水泥石时强度衰退的认识"共4个方面,有望为业界同行提供参考.

摘要： 在油井水泥中掺入合适的材料,可在一定程度上增强水泥环的韧性.通过对掺入纤维、橡胶、胶乳和树脂水泥石的宏观力学性能进行研究和分析,总结了增韧材料对水泥石力学性能的影响规律.室内研究结果表明,在合适的加量范围内,纤维的加入有利于提高水泥石的抗拉强度,橡胶材料的加入有利于降低水泥石的弹性模量.

摘要： 本发明公开油井水泥悬浮型聚合物缓凝剂及制备方法和油井水泥浆体系，油井水泥悬浮型聚合物缓凝剂由以下组分组成：2‑丙烯酰胺基‑2‑甲基丙磺酸、衣康酸、异丙醇、钻井液用高粘羧甲基纤维素钠盐(HV‑CMC)、浓度为40wt％的氢氧化钠水溶液、去离子水、过硫酸钠和亚硫酸钠。油井水泥浆体系由基础配方水泥浆和油井水泥悬浮型聚合物缓凝剂组成，基础配方水泥浆由如下组分组成：G级高抗硫酸盐型油井水泥600重量份+石英砂210重量份+G310 42重量份+油井水泥聚合物缓凝剂24重量份+自来水312重量份。本发明油井水泥悬浮型聚合物缓凝剂具有悬浮性的特点，应用范围广；能够保证固井水泥浆的稳定性，确保水泥石在凝固过程中上下部密度差异小、强度一致性好，保证固井质量。

摘要： 本发明涉及油井钻探流体，所述油井钻探流体包含由超细粒状钛铁矿组成的增重剂，所述超细粒状钛铁矿具有至少85%重量的FeTiO3含量，1和5m2/g之间的比表面积(BET)，其中90%体积的颗粒具有用麦尔文激光衍射粒径分析仪通过激光衍射测量小于12.5μm的粒径和3μm和6μm体积之间的D50，其中颗粒具有通过图像分析测定至少0.85的平均圆形度。本发明还涉及高密度油井水泥浆料，所述水泥浆料包含水、波特兰水泥、增重材料和任选的二氧化硅粉末、二氧化硅微粉、纤维、橡胶颗粒、流体损失添加剂及延迟剂，其中增重材料为粒状超细钛铁矿，所述粒状超细钛铁矿具有至少85%重量的FeTiO3含量，1和5m2/g之间的比表面积(BET)，其中90%体积的颗粒具有用麦尔文激光衍射粒径分析仪通过激光衍射测量小于12.5μm的粒径和3μm和6μm之间的D50，并且颗粒具有通过图像分析测定至少0.85的平均圆形度。最后，本发明涉及超细钛铁矿的浆料。

摘要： 本发明提供降滤失性能良好的、含有乙烯醇系聚合物的油井水泥用添加剂。油井水泥用添加剂，其含有乙烯醇系聚合物，所述乙烯醇系聚合物为乙烯酯系单体与多官能性单体的共聚物的皂化物，皂化度为70～95摩尔％，并且粘度平均聚合度为1000～10000。

摘要： 一种钢渣基油井水泥膨胀剂及其在油井水泥中的应用。属于油田固井水泥添加剂技术领域，尤其涉及一种钢渣基油井水泥膨胀剂及其在油井水泥中的应用。本发明所制得的钢渣基油井水泥膨胀剂具有较大的限制膨胀率、较高的抗压强度。与现有技术相比，本发明所述的钢渣基油井水泥膨胀剂高效合理利用了固体废弃物钢渣，通过氢氧化镁的稳定性增大了膨胀剂在油井水泥中的膨胀效能，大大地减少了硬化水泥石的微间隙和油气资源的浪费。同时实现了将钢渣中氧化镁变废为宝，降低了产品生产成本，提高了产品的市场竞争力。

摘要： 本发明公开油井水泥悬浮型聚合物缓凝剂及制备方法和油井水泥浆体系，油井水泥悬浮型聚合物缓凝剂由以下组分组成：2‑丙烯酰胺基‑2‑甲基丙磺酸、衣康酸、异丙醇、钻井液用高粘羧甲基纤维素钠盐(HV‑CMC)、浓度为40wt％的氢氧化钠水溶液、去离子水、过硫酸钠和亚硫酸钠。油井水泥浆体系由基础配方水泥浆和油井水泥悬浮型聚合物缓凝剂组成，基础配方水泥浆由如下组分组成：G级高抗硫酸盐型油井水泥600重量份+石英砂210重量份+G310 42重量份+油井水泥聚合物缓凝剂24重量份+自来水312重量份。本发明油井水泥悬浮型聚合物缓凝剂具有悬浮性的特点，应用范围广；能够保证固井水泥浆的稳定性，确保水泥石在凝固过程中上下部密度差异小、强度一致性好，保证固井质量。

摘要： 本发明属于石油与天然气固井工程领域，具体涉及一种适用于油气井高温固井的油井水泥沉降稳定剂及其制备方法和固井水泥浆。该油井水泥沉降稳定剂含有式(I)结构单元A、式(II)结构单元B、式(III)结构单元C和式(IV)结构单元D；A、B、C和D的摩尔比为x：y：z：q＝1：(0.09‑0.34)：(0.28‑0.36)：(0.03‑0.05)；R

摘要： 本发明属于石油与天然气固井工程领域，具体涉及一种适用于油气井固井的油井水泥沉降稳定剂及其制备方法和固井水泥浆。该油井水泥沉降稳定剂含有式(I)结构单元A、式(II)结构单元B和式(III)结构单元C；结构单元A、B和C的摩尔比为x：y：z＝1：(0.07‑0.22)：(0.03‑0.11)；R

摘要： 本发明涉及油井钻探流体，所述油井钻探流体包含由超细粒状钛铁矿组成的增重剂，所述超细粒状钛铁矿具有至少85%重量的FeTiO3含量，1和5m2/g之间的比表面积(BET)，其中90%体积的颗粒具有用麦尔文激光衍射粒径分析仪通过激光衍射测量小于12.5μm的粒径和3μm和6μm体积之间的D50，其中颗粒具有通过图像分析测定至少0.85的平均圆形度。本发明还涉及高密度油井水泥浆料，所述水泥浆料包含水、波特兰水泥、增重材料和任选的二氧化硅粉末、二氧化硅微粉、纤维、橡胶颗粒、流体损失添加剂及延迟剂，其中增重材料为粒状超细钛铁矿，所述粒状超细钛铁矿具有至少85%重量的FeTiO3含量，1和5m2/g之间的比表面积(BET)，其中90%体积的颗粒具有用麦尔文激光衍射粒径分析仪通过激光衍射测量小于12.5μm的粒径和3μm和6μm之间的D50，并且颗粒具有通过图像分析测定至少0.85的平均圆形度。最后，本发明涉及超细钛铁矿的浆料。

摘要： 本发明涉及一种用于油井水泥的分散剂。该分散剂包含水溶性聚合物和任选地水，所述水溶性聚合物中的结构单元包括：衍生自不饱和聚醚和/或不饱和聚酯的结构单元H，和衍生自不饱和硼酸或其盐的结构单元I。该分散剂可有效防止水泥颗粒发生团聚，改善水泥浆的流动性能，对稠化时间影响不大，适用于温度60～120°C的固井水泥浆中。

摘要： 本发明公开了油井水泥石微观结构仿生增强增韧调控方法与水泥浆体系及应用。本发明油井水泥浆体系借鉴珍珠母贝壳外壳组织的微观结构特点，利用水化形核调节剂、水化形貌诱导剂、晶体增强剂和晶体粘结剂四种关键添加剂，分别从纳观、微观、细观和宏观上对水泥石微观结构进行有效调控，使油井水泥石中形成与珍珠母贝壳组织作用相同的仿生力学增强增韧结构，建立了油井水泥石微观结构仿生增强增韧调控方法与水泥浆体系。利用该方法所形成的水泥石具有“几何互锁”仿生结构特点，能够在水泥石受破坏过程中利用“矿物桥接”、“裂纹偏转”和“增加破坏能”等作用，使油井水泥石的抗压强度、抗折强度和韧性等力学性能大幅度显著提升。