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摘要：现有的油井水泥存在很多问题，比如容易收缩开裂或者被腐蚀导致油井的使用寿命缩短，这一些问题一直是水泥井建设过程中存在的问题，也是影响油井使用的固有问题，所以对于新型固井水泥的研发和运用，不仅仅只是简单的调整水泥的物质结构，而且还需要考虑到油井使用过程中应该考虑的问题，增强油井的使用开发性能，对于这种新型固井水泥的开发和研究，结论证明，这种水泥的使用效果明显优于普通的G级油井水泥，具有低收缩、抗腐蚀性和施工性能好等优点。
关键词：新型固井水泥;熟料矿物;水泥颗粒;改性剂
一、油井水泥的性能需求
水泥的物质结构和配比一定程度上会影响油井内的环空窜流的发生，严重的时候会导致油井的开采作业无法顺利的进行，导致后续在钻井、完井和开采的时候，无法正常的进行施工项目，很大程度上还会导致油井的使用周期缩短，油井内油气的产能减少，更严重的会导致油井作废，造成巨大的经济损失。所以从源头开始就要对固井水泥的性能做出严格的要求。
在我国的普遍的油田固井施工中，一般都会采用A、G级油井水泥。这两种不同质量的水泥的标准也是不同的，A级油井水泥的稠化时间一般是大于90分钟的，它的强度为：8H强度大于等于1.7，24H强度大于等于12.4。G级油井水泥的稠化时间为90-120分钟，它的强度为：8H强度大于等于2.1（38摄氏度），在60摄氏度下，8H强度大于等于10.3 [1]。这两种油井水泥是比较符合固井施工的标准的。按照对于固井水泥的要求，为了使得固井工程能够得到顺利的实施，需要油井水泥具有良好的流动性能，也就是在灌井的过程中要确保水泥浆顺利的流入到地下，第二方面是水泥浆注入到地下之后，要保证短时间内，水泥还需要保持特定的强度条件。所以说，为了在固井施工保证良好的实施条件，同时能够让油井的质量较高，需要保证油井水泥的稠化时间和强度都能够达到施工的标准。
二、油井水泥现存问题
（1）为什么水泥的体积会收缩？
油井水泥收缩的原因主要和水泥的材质有关，水泥材料的混合不均就会使水泥在施工的过程中产生体积收缩的现象。在一般常温常压的情况下，A级油井水泥的收缩量能够达到3000x10-6;G级油井水泥的收缩量能达到2350x10-6;在模拟井下的环境条件的前提下，A级油井水泥的收缩量能达到5000x10-6;G级油井水泥的收缩量能达到4710x10-6。
水泥会收缩最终会导致水泥的基本材料在缺水季节容易发生开裂情况的主要原因，尤其实在井下温度到达一定标准的时候，就会直接破坏掉水泥环的封闭作用，从而影响固井的质量，导致油井产生更大的损失。
在现在的油井固井施工的过程当中，水泥环因为外部因素出现开裂收缩的情况一直出现，暂时还未能找到彻底解决的办法。即使在现在一般使用的G级水泥，在加上膨胀剂用来抑制水泥环的收缩，但是这种方式就会使得水泥浆流动性变差，或者为了保证施工，在水泥浆中加入增强材料或者缓凝剂来改变水泥浆的自身性能。同时，这些添加剂的加入，导致整个水泥浆的浓度和质量都有所变化，使得施工的难度加大，成本不断的提高，并且最重要的是，不同的复杂的地下环境下，一些地质条件的不同也会导致对水泥环的开裂甚至腐蚀 [2]。
（2）腐蚀性强度因素
A级和G级油井水泥都是由相同的四种化学物质组成的。在不同矿物质含量的地下水作用下，容易遭受不同程度的腐蚀和破坏。通过对地下水质的检测发现，水质当中富含具有强腐蚀性的离子成分，这些具有强腐蚀性的介质会造成水泥环逐渐被腐蚀，最终会造成水泥的钛管遭到严重破坏，减少油井的使用时间。
三、新型固井材料的开发和使用
为了提高油井水泥的使用效率，降低地下水物质中其他的介质对于水泥和水泥套管的腐蚀和破坏，开发新型固井水泥是必须要放在第一位考虑的，对于新型固井水泥的要求是低收缩、抗腐蚀并且要有良好的工作性能。因为在很多地区的油气井，早期这些油井的固井质量是非常好的，但是检测之后发现，固井的质量明显没有最开始的质量好，造成出现这种情况的原因是因为水泥环受到了强腐蚀性。新型固井材料要在A级和G级固井材料的基础上改用特定矿物组成的硅酸盐水熟料加入适量的标准的石膏，磨细成具有特定颗粒级配的水泥，在加入到适量的活性矿粉混合均匀而制成的产品，再生产的过程中，还可以根据特定的使用需要，可少量的加入改性剂。
在这一过程中，可以在原材料都确定好的前提下，改变固井水泥的原来的要素，使得固井水泥从质量上更好的融合，就会进行工业试生产，进行孰料煅烧，孰料煅烧实在预分解窑生产线进行生产，考虑到这一过程是技改系统，并且窑的长径比比较大、预热系统不配套这些特殊性，所以在成产中，需要通过研究生料率值的变化进行了解这些因素对孰料煅烧制度的影响，努力提高熟料的活性和水硬性能 [3]。
新型固井材料和之前的G级油井水泥相比，在体积收缩和抗腐蚀性能两方面都有显著的提高。通过对新型固井材料添加活性矿粉，对水泥石的结构做出改变和进行填充，另外在外部因素的作用下，就会造成水泥的水化产物生成具有强度的介质。这一方面的作用，能够对建立水泥石的结构，减少水泥是的收缩开裂情况起到改善。
四、结论
新型固井水泥的性能研究对于改善固井水泥的完整性应用技术措施方面有重要的意义。在对于固井材料的技术措施改进方面，因为首要考虑的是要在生产层的固井中利用防止窜流的水泥浆体系，减小水泥井里的眼里和温度，从而减小对水泥环完整性的影响;第二是需要提高井内的封闭通道完整性能，防止窜流，增强各个不同层次的套管外侧和管内的封隔性能，进一步对固井环空的封隔能力起到增强的作用。
參考文献
[1] 刘硕琼，沈吉云，纪宏飞，等.固井水泥石力学性能评价方法— —密封安全系数法[C]//2017年固井技术研讨会论文集，北京：石油工业出版社，2017：86-93.
[2] 刘硕琼，李德旗，袁进平，等.页岩气井水泥环完整性研究[J].天然气工业，2017，37（7）：76-82.
[3] 刘健，杜建波，张兴国，等.高温高压水泥环完整性评价装置的研发及其应用[C]//2017年固井技术研讨会论文集，北京：石油工业出版社，2017：195-203.
关键词：新型固井水泥;熟料矿物;水泥颗粒;改性剂
一、油井水泥的性能需求
水泥的物质结构和配比一定程度上会影响油井内的环空窜流的发生，严重的时候会导致油井的开采作业无法顺利的进行，导致后续在钻井、完井和开采的时候，无法正常的进行施工项目，很大程度上还会导致油井的使用周期缩短，油井内油气的产能减少，更严重的会导致油井作废，造成巨大的经济损失。所以从源头开始就要对固井水泥的性能做出严格的要求。
在我国的普遍的油田固井施工中，一般都会采用A、G级油井水泥。这两种不同质量的水泥的标准也是不同的，A级油井水泥的稠化时间一般是大于90分钟的，它的强度为：8H强度大于等于1.7，24H强度大于等于12.4。G级油井水泥的稠化时间为90-120分钟，它的强度为：8H强度大于等于2.1（38摄氏度），在60摄氏度下，8H强度大于等于10.3 [1]。这两种油井水泥是比较符合固井施工的标准的。按照对于固井水泥的要求，为了使得固井工程能够得到顺利的实施，需要油井水泥具有良好的流动性能，也就是在灌井的过程中要确保水泥浆顺利的流入到地下，第二方面是水泥浆注入到地下之后，要保证短时间内，水泥还需要保持特定的强度条件。所以说，为了在固井施工保证良好的实施条件，同时能够让油井的质量较高，需要保证油井水泥的稠化时间和强度都能够达到施工的标准。
二、油井水泥现存问题
（1）为什么水泥的体积会收缩？
油井水泥收缩的原因主要和水泥的材质有关，水泥材料的混合不均就会使水泥在施工的过程中产生体积收缩的现象。在一般常温常压的情况下，A级油井水泥的收缩量能够达到3000x10-6;G级油井水泥的收缩量能达到2350x10-6;在模拟井下的环境条件的前提下，A级油井水泥的收缩量能达到5000x10-6;G级油井水泥的收缩量能达到4710x10-6。
水泥会收缩最终会导致水泥的基本材料在缺水季节容易发生开裂情况的主要原因，尤其实在井下温度到达一定标准的时候，就会直接破坏掉水泥环的封闭作用，从而影响固井的质量，导致油井产生更大的损失。
在现在的油井固井施工的过程当中，水泥环因为外部因素出现开裂收缩的情况一直出现，暂时还未能找到彻底解决的办法。即使在现在一般使用的G级水泥，在加上膨胀剂用来抑制水泥环的收缩，但是这种方式就会使得水泥浆流动性变差，或者为了保证施工，在水泥浆中加入增强材料或者缓凝剂来改变水泥浆的自身性能。同时，这些添加剂的加入，导致整个水泥浆的浓度和质量都有所变化，使得施工的难度加大，成本不断的提高，并且最重要的是，不同的复杂的地下环境下，一些地质条件的不同也会导致对水泥环的开裂甚至腐蚀 [2]。
（2）腐蚀性强度因素
A级和G级油井水泥都是由相同的四种化学物质组成的。在不同矿物质含量的地下水作用下，容易遭受不同程度的腐蚀和破坏。通过对地下水质的检测发现，水质当中富含具有强腐蚀性的离子成分，这些具有强腐蚀性的介质会造成水泥环逐渐被腐蚀，最终会造成水泥的钛管遭到严重破坏，减少油井的使用时间。
三、新型固井材料的开发和使用
为了提高油井水泥的使用效率，降低地下水物质中其他的介质对于水泥和水泥套管的腐蚀和破坏，开发新型固井水泥是必须要放在第一位考虑的，对于新型固井水泥的要求是低收缩、抗腐蚀并且要有良好的工作性能。因为在很多地区的油气井，早期这些油井的固井质量是非常好的，但是检测之后发现，固井的质量明显没有最开始的质量好，造成出现这种情况的原因是因为水泥环受到了强腐蚀性。新型固井材料要在A级和G级固井材料的基础上改用特定矿物组成的硅酸盐水熟料加入适量的标准的石膏，磨细成具有特定颗粒级配的水泥，在加入到适量的活性矿粉混合均匀而制成的产品，再生产的过程中，还可以根据特定的使用需要，可少量的加入改性剂。
在这一过程中，可以在原材料都确定好的前提下，改变固井水泥的原来的要素，使得固井水泥从质量上更好的融合，就会进行工业试生产，进行孰料煅烧，孰料煅烧实在预分解窑生产线进行生产，考虑到这一过程是技改系统，并且窑的长径比比较大、预热系统不配套这些特殊性，所以在成产中，需要通过研究生料率值的变化进行了解这些因素对孰料煅烧制度的影响，努力提高熟料的活性和水硬性能 [3]。
新型固井材料和之前的G级油井水泥相比，在体积收缩和抗腐蚀性能两方面都有显著的提高。通过对新型固井材料添加活性矿粉，对水泥石的结构做出改变和进行填充，另外在外部因素的作用下，就会造成水泥的水化产物生成具有强度的介质。这一方面的作用，能够对建立水泥石的结构，减少水泥是的收缩开裂情况起到改善。
四、结论
新型固井水泥的性能研究对于改善固井水泥的完整性应用技术措施方面有重要的意义。在对于固井材料的技术措施改进方面，因为首要考虑的是要在生产层的固井中利用防止窜流的水泥浆体系，减小水泥井里的眼里和温度，从而减小对水泥环完整性的影响;第二是需要提高井内的封闭通道完整性能，防止窜流，增强各个不同层次的套管外侧和管内的封隔性能，进一步对固井环空的封隔能力起到增强的作用。
參考文献
[1] 刘硕琼，沈吉云，纪宏飞，等.固井水泥石力学性能评价方法— —密封安全系数法[C]//2017年固井技术研讨会论文集，北京：石油工业出版社，2017：86-93.
[2] 刘硕琼，李德旗，袁进平，等.页岩气井水泥环完整性研究[J].天然气工业，2017，37（7）：76-82.
[3] 刘健，杜建波，张兴国，等.高温高压水泥环完整性评价装置的研发及其应用[C]//2017年固井技术研讨会论文集，北京：石油工业出版社，2017：195-203.