朱江林 李占东 韦江雄 何昱昌 谢晓庚

摘 要

针对海洋深水低温、破裂压力低等特点，通常要采用低密度水泥浆来封固深水表层;低温环境下普通“G”级油井水泥水化速度缓慢或几乎不进行水化反应，水泥石早期抗压强度低且发展缓慢。为有效降低现场候凝时间，节约深水作业成本，开发了一套适用于深水表层固井用超细“G”级水泥用低温低密度水泥浆。对水泥浆体系的设计原理与水泥浆组分进行了论述，并对该水泥浆体系在深水环境下的性能进行了评价，和中海油服现场在用的普通“G”级油井硅酸盐水泥浆体系进行了对比。结果表明，超细“G”级水泥低温低密度水泥浆体系在低温环境下具有较高早期强度、低失水量以及良好的流变性和稠化性能，其中密度为1.40g/cm3及1.44g/cm3的水泥浆在10～13℃温度下的稠化时间≥8hr，API失水<70mL，1.40g/cm3水泥石在10℃及13℃温度下养护24h后的抗压强度可达到3.9MPa及5.4MPa;1.44g/cm3水泥石在10℃及13℃温度下养护24h后的抗压强度可达到可达到5.8MPa及8.3MPa。同等水泥石密度及温度下，超细”G”级水泥石24h强度较中海油服在用的普通“G”级油井硅酸盐水泥石强度提高40%以上。

关键词

深水;固井;水泥浆;低温;低密度;抗压强度;超细“G”级油井水泥

中图分类号： TE256.6                  文献标识码： A

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2020.15.001

0 引言

海洋深水石油开发是中国未来相当一段时间内石油资源开发的重要领域，而低温固井是其中一项必不可少的重要和关键技术之一。海洋深水的特点是低温、高压，有时常常伴随较低的地层破裂压力、浅层流和天然气水合物[1]。特别是在近似0℃的低温环境下，普通“G”级油井水泥几乎停止了水化、固化反应，使钻井作业无法继续进行[2-3]。中国南海某区块水深达2437.5米时，表层钻探的循环温度仅有13℃左右，泥线温度只有5℃左右，低温环境下存在的主要问题就是低温延缓了油井水泥的水化，影响了水泥石强度的发展，若水泥水化速度缓慢或几乎不进行水化反应，水泥石早期强度低，24h甚至48hr无法形成有效强度，作业无法顺利进行。……