油井水泥漿防氣竄測定方法

吳偉 孫波 姚寒梅 陳強 張慧

摘要：隨著氣田不斷勘探、開發和鉆井技術進步，高壓油氣井、高含硫油氣井被逐漸開發，越來越重視固井質量。一口井固井質量和很多因素油管，比較重要影響固井質量的因素就是油井水泥漿體系，而固井水泥漿體系防竄性能尤其重要，通過介紹幾種油井水泥漿體系防竄評價方法，能夠滿足油井水泥漿封固質量所需要的性能參數，提高油井固井水泥漿防竄性能，從而達到提高固井質量的目的。

關鍵詞：防竄水泥漿體系;評價方法;提高固井質量

油井固井水泥漿防竄評價通常有三種方法：SPN計算法、靜膠凝強度測定法、防氣竄儀測定法，下面簡單介紹以上方法

1、SPN計算法

水泥漿從液態到固態轉變初期的失水量假設與時間的平方根，有線性關系，用SPN表示，在凝固過程理論上的失水量可由下式計算：

SPN=API*（（t100BC）1/2-（t30BC）1/2）/（30）1/2

公式中：API---水泥漿失水量Ml/30min

t100BC---水泥漿稠度在100BC的時間min

t30BC---水泥漿稠度在30BC的時間min

SPN是衡量水泥漿防竄能力的標準之一，SPN越大防竄能力越差。

經驗表明：

0<SPN≤4-----------防竄能力特強

4<SPN≤6.5---------防竄能力強

SPN> 6.5-----------防竄能力差

由圖所示，領漿防竄系數4.88，防竄性能良好，領漿施工后期返處地面，在施工過程中起到封固和輔助壓穩作用。尾漿防竄系數4<SPN≤6.5防竄能力較強。

2、靜膠凝強度儀測定法

采用靜膠凝強度儀對水泥漿體系抗竄評價，直至目前，可靠地測量靜膠凝強度仍然特別困難，靜膠凝強度分析儀，它采用最新無損測量技術，能可靠地測量井底溫度、壓力下水泥漿的靜膠凝強度的發展過程，同時析儀還添加了方便、經濟地測量水泥抗壓強度的功能。這樣在同一試驗中既能測量水泥靜膠凝強度隨時間的發展過程又能測量水泥的超聲波抗壓強度隨時間的發展過程。

3、防氣竄儀測定法

千德樂7150型氣串分析儀是一種可按比例縮小真實井況，綜合評價水泥配方防氣/液竄能力的的實驗室儀器，這種設備可真實的模擬實際井下各種參數例如溫度、靜水頭壓力的變化、地層流體竄入水泥的壓力、地層流體竄過水泥漿后的排放壓力。

紅色曲線為竄流流量，表征氣體由高壓地層通過水泥漿進入漏失區的能力，流量大小反映水泥漿體系的抗竄性能

4.結論與認識

1、把尾漿性能調整好，提高防氣竄能力，縮短靜膠凝強度過渡時間，同時要保證現場施工水泥漿密度能達到設計要求。

2、取準井底循環溫度，領漿試驗模擬井下溫度變化，采用升降溫方法做增壓稠化實驗，并且做好頂部強度試驗，防止出現超緩凝現象。

3、做好防漏措施，適當提高領漿密度，提高候凝期間的壓穩能力;也可以嘗試提高施工排量，提高頂替效率。

4、提高水泥漿體系的抗竄性能，在保證施工安全的情況下，盡量縮短尾漿稠化時間和稠化過渡時間;

5、通過優選前置液，達到充分清洗井壁，減少井壁鉆井液殘留，保障二界面膠結質量;

參考文獻：

[1]劉崇建，黃柏宗，徐同臺，劉孝良.油氣井注水泥理論與應用[M].北京：石油工業出版社，2001年9月.

[2]史為紀，盧亞峰，胡慧芳.斷塊油氣田第16卷1期.2009年1月.