油田固井

東營萬佳節能材料有限公司生產的漂珠應用于石油工業；例如 油田固井、管道防腐保溫、海底油田、漂浮裝置、油井鉆探泥漿減輕劑、石油天然氣輸送管道等方面都能起到很好的作用，并能同其它同性能的產品有質優價廉的優勢。

　　隨著石油工業的迅猛發展，油、氣井固井工程用的油井水泥需求量也在不斷上升。尤其是由于井深加深，地質條件差，低密度油井水泥的需求更顯得迫切。因此，許多國家都瞄準和探索合適的水泥減輕劑——粉煤灰漂珠，并為配制低密度油井水泥這項新技術的研制和開發作出不懈的努力。我國同樣也做出許多新貢獻，先后在許多油、氣井工程中實際應用上取得了一些經驗。當然，有些方面還有待改進。

固井工程與低密度油井水泥

　　在油氣田的勘探與開發中，為了防止表土坍塌，建立了鉆井液循環系統，以克服鉆井中遇到的井塌、漏失、氣竄等復雜情況。封隔已鉆穿的油、氣、水層段，達到分層試采油氣的目的，需先后下入多層鋼管(套管)。按其作用可劃分為表層套管、技術套管、油層套管等。在每層套管與井眼的環形空間內均需按要求注入不同性質的水泥漿，使套管與井壁緊密連接起來，為油、氣的開采建立鋼鐵的井筒。這種將套管下至預定深度，用水泥車在環形空間注以水泥漿并安裝井口以及相輔助的工序統稱為固井。

　　由于純水泥漿是由水泥車泵送入套管至井底后，再從環形空間上返到預定深度，水泥漿柱隨著套管的深度承受著愈來愈高的溫度和壓力，因此，這就要求油井水泥具有顆粒微細、漿體初始稠度(從配漿開始15~30min內水泥漿的粘滯力)低、稠化時間(水泥漿處于可以泵送的狀態的時間)、水泥石早期(8~24h)強度高等基本的特殊性能。

　　同時由于在固井工作中，將純水泥采用常規水灰比配制成的漿體，其體積密度一般都大于1.85g/cm3，當這種漿體注入井下時，具有裂縫、孔洞的巖層、地層壓力系數很低，或由于封固段超長達1500m以上，不少脆弱地層的地耐力及對于承受該水泥漿體的液柱壓力等因素，造成水泥漿體發生井漏，引起漿面低返，達不到預期填充高度，必需進行二次封固，這不僅延緩交井周期，而且即使采取補救措施，也由于水泥漿體的流失，已造成油氣層污染，影響油氣產量。為此，在發展石油工業的同時，如何研制、應用低密度油井水泥(即配制的水泥漿體密度低于1.85g/cm3)，已成為固井工程的一個突出問題，其技術要求大致歸納如下：①克服地層壓力系數低，水泥漿柱高，壓力增大產生井漏，導致水泥面低返，封固長度不符合采油等現象;②平衡地層壓力、延緩水泥漿“失重”時間，防止油氣“竄出”;③降低主要儲層的水泥漿失水量，保護油氣層、防止污染;④作領漿使用，沖刷井壁，提高主要油氣層段的水泥封固質量;⑤抵抗地層水的腐蝕，保護套管，延長油井壽命;⑥填充非主要環形空間，節約水泥，降低成本。

　　由于井深、地溫梯度、油氣壓力和地質條件的不同，我國油井水泥標準于1988年參照美國石油學會APISPEC10-86《油井水泥材料和試驗》標準，修訂成九個級別(A、B、C、D、E、F、G、H和J級)，不同級別的水泥又分為普通型、中抗硫酸鹽型及高抗硫酸鹽型三種類別，但仍不足以解決固井工程中的不同要求。因此，在固井時除需要選擇適當級別和類型的油井水泥外，還需要摻加不同的油井水泥外加劑，以提高固井質量。如稠化時間調節劑(促凝劑和緩凝劑)、改變水泥漿流動性的外加劑(分散劑或稱減阻劑)、控制水泥漿失水性的外加劑(降失水劑)、水泥漿密度的調節劑(減輕劑和加重劑)、提高水泥石熱穩定性的外加劑等。

　　我國低密度油井水泥研究起步較晚，但20世紀80年代以后發展速度較快，現按所用減輕劑材料，分述如下：

　　(1)硅粉。1966年中國建筑材料科學研究院研制出在油井水泥中添加67%的硅粉或硅藻土的低密度油井水泥。當水灰比為0.8~1.10時，密度降至1.40~1.52g/cm3，在大港油田試驗成功。1974年，錦西水泥廠為遼河油田試驗生產水泥漿的密度為1.55~1.60g/cm3的礦渣油井水泥，并將其用于固井。

　　(2)粉煤灰。20世紀80年代末，大港油田將粉煤灰添加進G級水泥中，使漿體密度降至1.50~1.60g/cm3。

　　(3)漂珠。為解決克拉瑪依油田克拉瑪依——烏魯木齊大斷裂以南的井眼漏失問題，1983年新疆石油管理局鉆井工藝研究所用漂珠作減輕劑，配制低密度油井水泥，使水泥漿密度降至1.15~1.50 g/cm3，推廣后較好地解決了該地區的水泥漿的漏失問題。

　　1984年，遼河油田將漂珠添加在錦西水泥廠75℃油井水泥中，使水泥漿密度降至1.25~1.55g/cm3，較好地防止了古潛山油礦的井眼漏失。1984~1991年共應用623井次，使用漂珠達4000余噸。

　　至1988年末，全國又有大慶、華北、四川、勝利、青海等油田或多或少地采用了漂珠低密度油井水泥。 1988~1990年，石油部工程技術研究所針對中原油田抗鹽防漏問題，遼河油田稠油熱采井防漏問題，與中原油田協作，以漂珠作減輕料，輻以T50等外加劑，研制出密度為1.20~1.40g/cm3的抗硫酸鹽和耐高溫的低密度水泥漿，并獲得成功。

　　為提高漂珠的懸浮穩定性，應盡可能選擇粒徑小的漂珠，更為關鍵的是，應使水泥漿具有合適的粘度。亦可采用外加劑來限制漂珠的上浮速度。

　　為降低漂珠低密度油井水泥的成本，應采用較低價的空心沉珠(其密度接近于1g/cm3)，以取代高價漂珠的應用，首先可在漏失井中使用。若能通過機械分選，分選出高強度漂珠，則可在深井中應用。

　　為迅速發展我國石油工業，滿足固井工程需要，開發漂珠低密度油井水泥，勢在必行。一些技術與經注方面的問題，隨著科學的技術的發展，一定會在今后的不斷實踐中獲得到解決。