热采井固井水泥含氯促凝剂作用机理研究

doi:10.11885/j.issn.1674-5086.2011.04.20.01

摘要/Abstract

摘要：

含氯促凝剂曾在稠油热采井固井中得到应用，但高温下对油井水泥石性能的影响及机理却未得到深入研究。评价了不同加量及种类的促凝剂对加砂水泥石抗压强度的影响，并深入考察了含氯促凝剂对加砂水泥石抗压强度的影响，结合X–衍射和电镜扫描分析了含氯促凝剂加砂水泥石高温前后水化产物组分和微观形貌变化，探讨了含氯促凝剂对加砂水泥石结构变化的作用机理，结果表明：水化产物硬硅钙石是水泥石高温后强度不衰退的主要原因，当温度超过230 ℃时，水泥石水化产物组分受到氯离子的影响，生成了新的斜长钙石组分，改变了水泥石微观结构，是水泥抗压强度急剧衰退的主要原因。

关键词: 稠油热采井, G 级加砂水泥, 含氯促凝剂, 抗压强度, 衰退机理

Abstract:

The chlorine coagulant has been used in thermal recovery cementation. Few in-depth researches have been made on the effects and the mechanism of oil well cementing performance under the high temperature condition. In this paper，the effects of different types and dosage of coagulant on the compressive strength of silica sand cement are evaluated，and the effects of chlorine coagulant on the compressive strength of silica sand cement is studied in detail；the structure of hydrate component and microstructure before and after high temperature are measured by means of XRD and SEM，and the functional mechanism of chlorine coagulant on the structural change of silica sand cement is discussed. The results shows that the hydration products Xonotlite is the main reason for the non-decline of the compressive strength of cement after high temperature. When the temperature exceeds 230℃，the component of hydration products of cement is affected by the chloride ions，generating a new inclined long calcium stone component，and changing the microstructure of cement，which is the main reason for the sharp decline of the compressive strength.

Key words: heavy oil thermal recovery well, G cement with silica sand, chlorine coagulant, compressive strength, decline
mechanism

李早元，罗解，王岩，程小伟，郭小阳. 热采井固井水泥含氯促凝剂作用机理研究[J]. 西南石油大学学报(自然科学版), DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2011.04.20.01.

Li Zaoyuan, Luo Jie, Wang Yan, Cheng Xiaowei, Guo Xiaoyang. Study on the Mechanism of Chlorine Coagulant in Heavy Oil Thermal Wells Cementing[J]. 西南石油大学学报(自然科学版), DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2011.04.20.01.

0
/ / 推荐

导出引用管理器 EndNote|Ris|BibTeX

链接本文: http://journal15.magtechjournal.com/Jwk_xnzk/CN/10.11885/j.issn.1674-5086.2011.04.20.01

http://journal15.magtechjournal.com/Jwk_xnzk/CN/Y2014/V36/I4/149

参考文献

[1] 刘翠微，安耀彬，周怡．G 级油井水泥物理性能影响

因素分析[J]．钻井液与完井液，2008，25（6）：65–69.

Liu Cuiwei，An Yaobin，Zhou Yi. An annlysis of the contributing

factors to the physical property of the class G oil

well cement[J]. Drilling Fluid & Completion Fluid，2008，

25（6）：65–69.

[2] 席方柱，屈建省，吕光明，等. 深水低温固井水泥浆的

研究[J]. 石油钻采工艺，2010，32（1）：40–44.

Xi Fangzhu，Qu Jiansheng，Lü Guangming，et al. Study of

deepwater low-temperature cement slurry[J]. Oil Drilling

& Production Technology，2010，32（1）：40–44.

[3] 王成文，王瑞和，彭志刚，等. 新型促凝剂DWA 改善固

井水泥低温性能的实验[J]. 中国石油大学学报：自然

科学版，2011，35（1）：159–163.

Wang Chengwen，Wang Ruihe，Peng Zhigang，et al. Experiment

on improving low-temperature properties of oil

well cement by a novel accelerator DWA[J]. Journal of

China University of Petroleum，2011，35（1）：159–163.

[4] 王中华. 国内油井水泥外加剂研究与应用进展[J]. 精细

与专用化学品，2011，19（10）：45–48，51.

Wang Zhonghua. Advances in preparation and uses of

oil well cement additives in China[J]. Fine and Specialty

Chemicals，2011，19（10）：45–48，51.

[5] 王群. 我国油井水泥外加剂的研制和应用[J]. 油田化

学，1991，8（1）：66–73.

Wang Qun. Development and application of slurries additives

for oil well cementing[J]. Oilfield Chemistry，1991，

8（1）：66–73.

[6] 张运峰. 中原油田油井水泥外加剂综述[J]. 石油与天然

气化工，1997，26（4）：240–242.

Zhang Yunfeng. Summary on cement slurry additives used

at Zhongyuan Oilfield[J]. Chemical Engineering of Oil

and Gas，1997，26（4）：240–242.

[7] 王成文，王瑞和，陈二丁，等. 锂盐早强剂改善油井

水泥的低温性能及其作用机理[J]. 石油学报，2011，

32（1）：140–144.

Wang Chengwen，Wang Ruihe，Chen Erding，et al. Performance

and mechanism of the lithium-salt accelerator in

improving properties of the oil well cement under low temperature[

J]. Acta Petrolei Sinica，2011，32（1）：140–144.

[8] 刘秀成. 油井水泥早强剂SS-91 及其现场应用[J]. 油田

化学，1993，10（4）：300–304.

Liu Xiucheng. Eraly strengthening promotor SS-91 for use

in oil well cement[J]. Oilfield Chemistry，1993，10（4）：

300–304.

[9] 李早元，郭小阳，杨远光. 改善油井水泥石塑性及室内

评价方法研究[J]. 天然气工业，2004，24（2）：55–58.

Li Zaoyuan，Guo Xiaoyang，Yang Yuanguang. Pasticity

improving of cement stone and in-house evaluation

method[J]. Natural Gas Industry，2004，24（2）：55–58.

[10] 杨小华，王中华. 国内近15 年来油井水泥外加剂研究

与应用进展[J]. 油田化学，2004，21（3）：290–296.

Yang Xiaohua，Wang Zhonghua. Advances in preparation

and uses of oil well cement additives in China in recent 15

years[J]. Oilfield Chemistry，2004，21（3）：290–296.

[11] 徐卫强. 油井水泥低温早强剂研究与性能评价[D]. 大

庆：东北石油大学，2011.

[12] 彭志刚，王成文. 新型油井水泥促凝剂LT–A 及其性

能[J]. 天然气工业，2012，32（4）：63–65.

Peng Zhigang，Wang Chengwen. Performance of a new

accelerator LT–A for oil-well cement[J]. Natural Gas Industry，

2012，32（4）：63–65.

[13] 刘崇建，黄柏宗，徐同台，等. 油气井注水泥理论与应

用[M]. 北京：石油工业出版社，2001.

[14] 冷悦天．无氯速凝液S30 在热采井固井中的应用[J]．

石油钻探技术，1998，26（1）：34–36.

[15] 许桂莉，杜华平，王碧，等. 油井水泥浆促凝剂体系的

室内研究[J]. 精细石油化工进展，2007，8（10）：12–14.

Xu Guili，Du Huaping，Wang Bi，et al. Lab study of ac-

celerating agent for oil well cement[J]. Advances in Fine

Petrochemicals，2007，8（10）：12–14.

[16] 张景富，俞庆森，徐明，等. G 级油井水泥的水化及硬

化[J]. 硅酸盐学报，2002，30（2）：167–171，177.

Zhang Jingfu，Yu Qingsen，Xu Ming，et al. Hydration and

hardening of class G oil well cement[J]. Journal of the Chinese

Ceramic Society，2002，30（2）：167–171，177.

[17] 闫占辉. 高温油井水泥的水化硬化[D]. 大庆：大庆石油

学院，2008.

[18] 徐明. 高温下G 级油井水泥的水化规律研究[D]. 杭州：

浙江大学，2002.

[19] Mueller D T. Producing stress-resistant high-temperature/

high-pressure cement formulations through microstructural

optimization[C]. SPE 84562，2003.

[20] 李文斌. 高温下G 级油井水泥的水化硬化及强度[D]．

大庆：大庆石油学院，2003.

[21] 李东旭，蒋青青，岳林锋. 复合膨胀剂对掺矿渣油井水

泥性能的影响[J]. 天然气工业，2006，26（12）：106–108.

Li Dongxu，Jiang Qingqing，Yue Linfeng. Influence

of complex magnesia expansive agent on properties of

slag cement[J]. Natural Gas Industry，2006，26（12）：

106–108.