引言：
赵东平台作为大港油田主力油气区块，由于长期开采，在该地区进行固井作业时，面临着诸多挑战，包括低温环境、地层复杂性、油气井差异化等。固井是保证油气井完整性和生产安全的关键步骤，而传统的水泥浆体系在复杂条件下可能存在失效或低强度等问题，无法满足赵东平台的特殊需求。为此，室内研制了一套纳米基低温低密度早强水泥浆体系，并对其添加剂进行优选。
1纳米基低温低密度早强水泥浆体系研究意义
在传统的油井水泥浆体系中，由于地层承压能力低，水泥浆体系需要具备较低的密度，以减轻地层压力并降低井筒漏失风险。
因此，开发一种纳米基低温早强低密度水泥浆体系对于解决赵东平台固井难题具有重要意义。通过深入研究水泥浆体系的配方设计、性能评价和优化方法，我们旨在为赵东油田提供一种可靠、高效的水泥浆体系，从而确保井壁的完整性、增加井筒稳定性，并提高井下作业的效率。
1.1纳米基减轻剂
室内研究出一种纳米基减轻剂，基于紧密堆积理论，可以填充水泥浆中的孔隙空间，并与水泥颗粒形成更紧密的结构[3]。这种填充效应可以增加水泥浆的密实性和强度，同时减少了浆体的含水量，有助于降低整体密度。
表1纳米减轻剂加量对水泥浆性能影响
1.2早强剂优选
优选早强剂是低密度早强水泥浆体系实现快速早期强度发展的关键。BZC-1S的作用机理是通过激活水泥浆中的外掺料，促进水化反应，生成具有较高早期强度的水化产物，从而提高了水泥浆的早强性能。这使得低密度早强水泥浆能够在短时间内形成高强度的水泥胶凝体。
表2早强剂水泥浆性能
1.3分散剂优选
分散剂在固井低密度早强水泥中的重要作用不可忽视。它为水泥浆提供良好的分散性，改善了流变性能，确保固井过程的稳定性和可控性。这对于低密度早强水泥浆来说尤为重要，因为它需要在保持较低密度的同时，确保足够的强度和稳定性。
表3 不同分散剂水泥浆性能
由表3可以得出，在加量相同的情况下，BZF触变性明显优于其他添加剂，且其稳定性更强，适用于该体系。因此选择BZF作为该体系的分散剂。
2低密度早强水泥浆体系的综合性能评价
通过优选轻剂、早强剂以及减阻剂，构建了低密度早强水泥浆的基本配方并对体系的综合性能进行了测试，配方为：低温早强水泥+3%纳米基减轻剂+2%BZC-1S+2%BZF+水。室内进行了不同密度下，低密度早强水泥浆的流变性、抗压强度及稠化性能测试，测试结果如表4所示。
表4低密度早强水泥浆基本性能
3 低密度早强水泥浆体系的应用案例
纳米基低温早强低密度水泥浆体系在大港油田赵东CP3平台井进行了现场应用，现场完成表层批钻3口，平均井深约为701m，井底温度为38℃，循环温度为30℃。共计注入纳米低密度水泥浆310ｍ3，平均每口井103ｍ3。经后期声波变密度测井检验该体系固井质量全井段优质。
4 结论
(1)室内研制了一种纳米基减轻剂,该材料基于紧密堆积理论，可以填充水泥浆中的孔隙空间，并与水泥颗粒形成更紧密的结构，从而提高水泥石抗压强度。
(2)基于减轻剂，优选相关添加剂早强剂BZC-1S，及分散剂BZF，从而形成一套低温条件下纳米基低温早强低密度水泥浆体系。
(3)赵东平台已成功应用纳米基低温早强低密度水泥浆3井次，现场效果较好，固井质量经声幅检测为优质。
参考文献：
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[2]侯献海. 低温早强水泥体系的研究[D].中国石油大学(华东),2017.
[3]卢海川,宋伟宾,谢承斌,陈若堂,高继超,安少辉,霍明江.纳米基低密度水泥浆体系的研究与应用[J].油田化学,2018,35(03):381-385+390.DOI:10.19346/j.cnki.1000-4092.2018.03.001.
[4]刘和兴,王成龙,刘智勤,张磊,毛宇航,彭志刚.油井用复合低温早强剂的制备与性能研究[J].合成化学,2021,29(10):830-836.DOI:10.15952/j.cnki.cjsc.1005-1511.21084.
