油井水泥早强剂在伊朗雅达油田的应用

夏保华

【摘 要】 针对伊朗雅达瓦兰油田区域特点以及伊朗当地油井水泥特性，并满足雅达油田建井周期需要和合同要求，缩短导管与表层套管固井水泥石强度发展时间，实现在低温条件下，水泥石即可满足12小时二次开钻要求，油井水泥早强剂的应用很好的满足了这一需要。通过雅达油田浅层固井的大量室内试验和现场实践证明，在满足强度要求的前提下，大大缩短了候凝时间，缩短了建井周期，节约了钻井成本。

【关键词】 早强剂低温强度雅达瓦兰

引言

伊朗雅达瓦兰油田位于伊朗西南部的胡泽斯坦省，是世界上还未开发的特大油田之一，已探明石油储量约32亿桶，天然气储量约800亿立方米。属于中东波斯湾盆地扎格罗斯山前褶皱和阿拉伯地台东缘的过渡带，构造轴向为近南北向的一个大型的长轴背斜。地表环境为戈壁，昼夜温差极大。导管和表层套管下深一般为300米。井底温度较低，实测温度一般在30-40℃左右。在低温条件下，一方面水泥浆因水化速度慢、候凝时间长，候凝过程中易发生油气水窜，影响层间封隔[1] ；另一方面，因水泥石强度发展缓慢、早期强度低，导致建井周期增长，降低油气田勘探开发经济效益[2] 。这就需要使用低温早强剂，加快水泥在低温条件下的水化速度，促进水泥石早期强度的发展，达到既能防止油气水窜，又能缩短建井周期的目的。

早强剂是指能提高混凝土早期强度，并且对后期强度无显著影响的外加剂。早强剂的主要作用在于加速水泥水化速度，促进混凝上早期强度的发展。油井水泥早强剂SYZ-1能加速水泥硅酸盐组分水化反应速度，改善水泥石晶体结构，从而提高水泥石的早期强度。本产品由促凝材料组成，易溶于水，能有效的缩短水泥浆的稠化时间，与其它外加剂有较好的配伍性。

早强剂的分类及特点

早强剂按照化学成分可分为无机盐类、有机物类、有机类和无机物复合的复合早强剂三类[ 3 ]。

1. 氯盐早强剂

氯盐早强剂的组成主要包括氯化钙、氯化钠、氯化铝等。合理掺加氯盐类早强剂，会对混凝土的早期强度发展有利。

2. 硫酸盐早强剂

常用的硫酸盐早强剂为硫酸钠、硫酸钾和硫酸钙。硫酸盐的掺量应通过实验确定，以免引起碱集料反应破坏或硫酸盐过量产生的侵蚀破坏。

3. 硝酸盐和亚硝酸盐早强制

硝酸盐和亚硝酸盐均对水泥水化过程起促进作用。这些盐类不仅能作为混凝土的早强剂组分，而且可以作为混凝土防冻剂组分使用。

4. 有机化合物早强剂

最常用的有机化合物早强剂为三乙醇胺。三乙醇胺是一种表面活性剂，掺入水泥棍凝土中，在水泥水化过程中起催化剂的作用，它能够加速C3A的水化和钙矾石的形成。三乙醇胺常与氯盐早强剂复合使用，早强效果更佳。常用的有机化合物早强剂还有甲酸钙、乙酸和乙酸盐等。

5. 复合型早强剂和早强减水剂

通过对各种早强剂组分之间的复合，以及早强剂组分与减水剂组分之间的复合，可以收到比单一早强剂更好的改性效果，如：大幅度提高混凝土的早期强度发展速率；既能较好地提高混凝土的早期强度，又对混凝土后期强度发展带来好处；既具有一定减水作用，又能大幅度加速混凝土早期强度发展；既能起到良好的早强效果，又能避免有些早强组分引起混凝土内部钢筋锈蚀等。

在伊朗雅达油田固井服务中，采用的SYZ-1油井水泥早强剂，是一种不含氟易溶于水的粉状外加剂。呈铁灰或淡黄色，无味，适用温度范围30～120℃。加量比例为1.5～4.0%（BWOC）。适用于浅井和调整井固井。并适用于低比重水泥浆。可极大的缩短稠化时间，增强早期强度，缩短候凝时间，提升固井质量。SYZ-1混入水泥浆中，不会发生沉降和析出，减小自由水并增强水泥石强度。同时会使水泥石产生微膨胀，并能适应高温需求。同时与其它油井水泥外加剂有很好的配伍性。

结论

通过油井水泥早强剂SYZ-1的应用，实现了在低温条件下雅达瓦兰油田导管和表层套管等浅层井固井水泥的强度发展技术指标，满足了甲方固井后12小时二开开钻工期时间的要求，缩短了建井周期，节约了钻井成本，并得到了推广应用。

参考文献：

[1] 李泽林，王秀玲，王艳锋，等. 低温促凝剂CN22的研究与应用[J]. 断块油气田， 2003， 10 （3） ： 81 - 83.

[2] 韩卫华，佟刚，杨红歧，等. 一种新型油井水泥低温早强剂[J]. 钻井液与完井液， 2006， 23 （3） ： 31 - 33.

[3] 丁岗，刘东清编著.《油井水泥工艺及应用》.2000.05.P136-138.

（作者单位：胜利油田黄河固井公司）