油井水泥浆防气窜测定方法

吴伟 孙波 姚寒梅 陈强 张慧

摘要：随着气田不断勘探、开发和钻井技术进步，高压油气井、高含硫油气井被逐渐开发，越来越重视固井质量。一口井固井质量和很多因素油管，比较重要影响固井质量的因素就是油井水泥浆体系，而固井水泥浆体系防窜性能尤其重要，通过介紹几种油井水泥浆体系防窜评价方法，能够满足油井水泥浆封固质量所需要的性能参数，提高油井固井水泥浆防窜性能，从而达到提高固井质量的目的。

关键词：防窜水泥浆体系;评价方法;提高固井质量

油井固井水泥浆防窜评价通常有三种方法：SPN计算法、静胶凝强度测定法、防气窜仪测定法，下面简单介绍以上方法

1、SPN计算法

水泥浆从液态到固态转变初期的失水量假设与时间的平方根，有线性关系，用SPN表示，在凝固过程理论上的失水量可由下式计算：

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

公式中：API---水泥浆失水量Ml/30min

t100BC---水泥浆稠度在100BC的时间min

t30BC---水泥浆稠度在30BC的时间min

SPN是衡量水泥浆防窜能力的标准之一，SPN越大防窜能力越差。

经验表明：

0<SPN≤4-----------防窜能力特强

4<SPN≤6.5---------防窜能力强

SPN> 6.5-----------防窜能力差

由图所示，领浆防窜系数4.88，防窜性能良好，领浆施工后期返处地面，在施工过程中起到封固和辅助压稳作用。尾浆防窜系数4<SPN≤6.5防窜能力较强。

2、静胶凝强度仪测定法

采用静胶凝强度仪对水泥浆体系抗窜评价，直至目前，可靠地测量静胶凝强度仍然特别困难，静胶凝强度分析仪，它采用最新无损测量技术，能可靠地测量井底温度、压力下水泥浆的静胶凝强度的发展过程，同时析仪还添加了方便、经济地测量水泥抗压强度的功能。这样在同一试验中既能测量水泥静胶凝强度随时间的发展过程又能测量水泥的超声波抗压强度随时间的发展过程。

3、防气窜仪测定法

千德乐7150型气串分析仪是一种可按比例缩小真实井况，综合评价水泥配方防气/液窜能力的的实验室仪器，这种设备可真实的模拟实际井下各种参数例如温度、静水头压力的变化、地层流体窜入水泥的压力、地层流体窜过水泥浆后的排放压力。

红色曲线为窜流流量，表征气体由高压地层通过水泥浆进入漏失区的能力，流量大小反映水泥浆体系的抗窜性能

4.结论与认识

1、把尾浆性能调整好，提高防气窜能力，缩短静胶凝强度过渡时间，同时要保证现场施工水泥浆密度能达到设计要求。

2、取准井底循环温度，领浆试验模拟井下温度变化，采用升降温方法做增压稠化实验，并且做好顶部强度试验，防止出现超缓凝现象。

3、做好防漏措施，适当提高领浆密度，提高候凝期间的压稳能力;也可以尝试提高施工排量，提高顶替效率。

4、提高水泥浆体系的抗窜性能，在保证施工安全的情况下，尽量缩短尾浆稠化时间和稠化过渡时间;

5、通过优选前置液，达到充分清洗井壁，减少井壁钻井液残留，保障二界面胶结质量;

参考文献：

[1]刘崇建，黄柏宗，徐同台，刘孝良.油气井注水泥理论与应用[M].北京：石油工业出版社，2001年9月.

[2]史为纪，卢亚峰，胡慧芳.断块油气田第16卷1期.2009年1月.