温度和压力对防窜水泥浆体积膨胀率的影响

摘要

发气类防窜水泥浆体系自1979年首次用于油气井固井以来，在控制水泥浆候凝阶段“失重”性能上取得了明显效果。但是针对发气类防窜水泥浆井下参数与地面参数差异较大的问题,采用高温高压水泥浆体积稳定性测定仪模拟井下环境,研究了养护温度、压力对发气防窜水泥浆体积膨胀率的影响.结果表明:在常压条件下,随着养护温度的升高,发气防窜水泥浆的发气时间缩短,浆体的体积膨胀率增大;当温度为80℃时,由于浆体内气泡破裂或逸出比例升高,浆体体积膨胀率减小.养护温度不变时,浆体的体积膨胀率随养护压力的升高急剧降低,当养护压力为20MPa,即使增大防窜剂掺量至3％,浆体体积依然无明显膨胀;基于静液柱压力与井深的关系,结合实验结果计算出发气防窜水泥浆的使用井深范围在1084m以内,超过该范围可使用晶体膨胀剂弥补浆体体积收缩达到防窜目的.实验结果同时表明,高温高压水泥浆体积稳定性测定仪能较真实地模拟井下环境,客观评价发气防窜剂和晶体膨胀剂的膨胀性能,实验对比性强,精度高.