油井水泥早強劑在伊朗雅達油田的應用

夏保華

【摘 要】 針對伊朗雅達瓦蘭油田區域特點以及伊朗當地油井水泥特性，并滿足雅達油田建井周期需要和合同要求，縮短導管與表層套管固井水泥石強度發展時間，實現在低溫條件下，水泥石即可滿足12小時二次開鉆要求，油井水泥早強劑的應用很好的滿足了這一需要。通過雅達油田淺層固井的大量室內試驗和現場實踐證明，在滿足強度要求的前提下，大大縮短了候凝時間，縮短了建井周期，節約了鉆井成本。

【關鍵詞】 早強劑低溫強度雅達瓦蘭

引言

伊朗雅達瓦蘭油田位于伊朗西南部的胡澤斯坦省，是世界上還未開發的特大油田之一，已探明石油儲量約32億桶，天然氣儲量約800億立方米。屬于中東波斯灣盆地扎格羅斯山前褶皺和阿拉伯地臺東緣的過渡帶，構造軸向為近南北向的一個大型的長軸背斜。地表環境為戈壁，晝夜溫差極大。導管和表層套管下深一般為300米。井底溫度較低，實測溫度一般在30-40℃左右。在低溫條件下，一方面水泥漿因水化速度慢、候凝時間長，候凝過程中易發生油氣水竄，影響層間封隔[1] ；另一方面，因水泥石強度發展緩慢、早期強度低，導致建井周期增長，降低油氣田勘探開發經濟效益[2] 。這就需要使用低溫早強劑，加快水泥在低溫條件下的水化速度，促進水泥石早期強度的發展，達到既能防止油氣水竄，又能縮短建井周期的目的。

早強劑是指能提高混凝土早期強度，并且對后期強度無顯著影響的外加劑。早強劑的主要作用在于加速水泥水化速度，促進混凝上早期強度的發展。油井水泥早強劑SYZ-1能加速水泥硅酸鹽組分水化反應速度，改善水泥石晶體結構，從而提高水泥石的早期強度。本產品由促凝材料組成，易溶于水，能有效的縮短水泥漿的稠化時間，與其它外加劑有較好的配伍性。

早強劑的分類及特點

早強劑按照化學成分可分為無機鹽類、有機物類、有機類和無機物復合的復合早強劑三類[ 3 ]。

1. 氯鹽早強劑

氯鹽早強劑的組成主要包括氯化鈣、氯化鈉、氯化鋁等。合理摻加氯鹽類早強劑，會對混凝土的早期強度發展有利。

2. 硫酸鹽早強劑

常用的硫酸鹽早強劑為硫酸鈉、硫酸鉀和硫酸鈣。硫酸鹽的摻量應通過實驗確定，以免引起堿集料反應破壞或硫酸鹽過量產生的侵蝕破壞。

3. 硝酸鹽和亞硝酸鹽早強制

硝酸鹽和亞硝酸鹽均對水泥水化過程起促進作用。這些鹽類不僅能作為混凝土的早強劑組分，而且可以作為混凝土防凍劑組分使用。

4. 有機化合物早強劑

最常用的有機化合物早強劑為三乙醇胺。三乙醇胺是一種表面活性劑，摻入水泥棍凝土中，在水泥水化過程中起催化劑的作用，它能夠加速C3A的水化和鈣礬石的形成。三乙醇胺常與氯鹽早強劑復合使用，早強效果更佳。常用的有機化合物早強劑還有甲酸鈣、乙酸和乙酸鹽等。

5. 復合型早強劑和早強減水劑

通過對各種早強劑組分之間的復合，以及早強劑組分與減水劑組分之間的復合，可以收到比單一早強劑更好的改性效果，如：大幅度提高混凝土的早期強度發展速率；既能較好地提高混凝土的早期強度，又對混凝土后期強度發展帶來好處；既具有一定減水作用，又能大幅度加速混凝土早期強度發展；既能起到良好的早強效果，又能避免有些早強組分引起混凝土內部鋼筋銹蝕等。

在伊朗雅達油田固井服務中，采用的SYZ-1油井水泥早強劑，是一種不含氟易溶于水的粉狀外加劑。呈鐵灰或淡黃色，無味，適用溫度范圍30～120℃。加量比例為1.5～4.0%（BWOC）。適用于淺井和調整井固井。并適用于低比重水泥漿?？蓸O大的縮短稠化時間，增強早期強度，縮短候凝時間，提升固井質量。SYZ-1混入水泥漿中，不會發生沉降和析出，減小自由水并增強水泥石強度。同時會使水泥石產生微膨脹，并能適應高溫需求。同時與其它油井水泥外加劑有很好的配伍性。

結論

通過油井水泥早強劑SYZ-1的應用，實現了在低溫條件下雅達瓦蘭油田導管和表層套管等淺層井固井水泥的強度發展技術指標，滿足了甲方固井后12小時二開開鉆工期時間的要求，縮短了建井周期，節約了鉆井成本，并得到了推廣應用。

參考文獻：

[1] 李澤林，王秀玲，王艷鋒，等. 低溫促凝劑CN22的研究與應用[J]. 斷塊油氣田， 2003， 10 （3） ： 81 - 83.

[2] 韓衛華，佟剛，楊紅歧，等. 一種新型油井水泥低溫早強劑[J]. 鉆井液與完井液， 2006， 23 （3） ： 31 - 33.

[3] 丁崗，劉東清編著.《油井水泥工藝及應用》.2000.05.P136-138.

（作者單位：勝利油田黃河固井公司）