适用于低温地层的纳米复合水泥浆体系研究

为解决低温地层钻探过程中的井壁坍塌和井漏问题,研制了适用于低温地层的纳米复合水泥浆。采用宏观试验与微观分析相结合的方法,研究了低温下纳米Al_(2)O_(3)对硅酸盐-硫铝酸盐复合水泥浆性能和水化过程的影响;以普通硅酸盐水泥与硫铝酸盐水泥复合产生的水化协同效应为基础,结合纳米Al_(2)O_(3)、防冻剂EG、减水剂JS-1和早强剂TEOA,配制了纳米复合水泥浆NAC;采用扫描电镜、X射线衍射和水化放热试验相结合的方法,研究了NAC的低温水化过程及水化机理。试验得知,温度为-9℃时,纳米复合水泥浆具有良好的初始流动性,可泵期为57 min,初、终凝时间分别为84和101 min,24 h抗压强度为6.9 MPa。研究结果表明,NAC具有直角稠化效应,低温下性能优越,能够满足钻进低温地层时的护壁堵漏要求。

纳米颗粒对超低水胶比复合水泥浆体水化和孔结构的影响

为掌握纳米颗粒材料对超低水胶比水泥基材料水化与微结构的影响规律,采用热重分析法和BET测孔方法测试分析nano-Si O2,nano-Al2O3,nano-Fe2O3及nano-Ca CO34种纳米颗粒对超低水胶比复合水泥浆体结合水含量与孔隙结构的影响,并探讨相应的机理。研究结果表明:相对于普通水泥体系,上述4种纳米颗粒更显著地促进了超低水胶比复合水泥浆体的水化进程,且存在最佳的纳米颗粒掺量,使得超低水胶比浆体28 d龄期的结合水量最大;纳米颗粒可有效改善超低水胶比复合水泥浆体的孔隙结构,降低其总孔隙体积和平均孔径,很好地发挥了纳米尺度充填密实作用。纳米颗粒在制备超低水胶比高性能水泥基材料具有显著的优势。

三乙醇胺对含玻璃粉复合水泥浆氯离子结合能力的影响

研究了三乙醇胺(TEA)对玻璃粉/粉煤灰/普通硅酸盐复合水泥浆氯离子结合能力的影响,并通过XRD、扫描电镜和热重分析对其机理进行了分析。试验结果表明,在玻璃粉复掺粉煤灰水泥浆中掺入TEA可以提高其7、14、28 d的氯离子结合能力,TEA的掺量为相对于胶凝材料质量的0.025%时,氯离子结合能力与对照组相比有显著的增长,随着TEA掺量继续增加至0.1%,氯离子结合量增幅减缓。XRD分析结果表明,TEA在7、14 d龄期时,掺量达到0.1%具有促进F盐形成的作用。TEA对复掺玻璃粉和粉煤灰水泥浆的氯离子结合能力的提高作用主要由物理结合能力的提高所导致。TEA具有破坏水泥浆中堆垛层状氢氧化钙晶体形成的作用,更加分散的氢氧化钙的分布有利于CSH凝胶的形成,可起到增大水泥浆氯离子物理结合能力的作用。

水胶比对复合水泥浆体干燥收缩、抗压强度及孔结构的影响

本文研究了不同水胶比对粉煤灰-矿粉复合水泥浆体干燥收缩、抗压强度及孔结构的影响,采用氮吸附法测定了不同水胶比的粉煤灰-矿粉复合水泥浆体的孔结构,分析了复合水泥浆体孔结构与干燥收缩和抗压强度的关系。结果表明:水胶比增大,复合水泥浆体干燥收缩增大,抗压强度减小;孔半径在2nm左右孔的体积所占比例最大,3天到7天减少较快,7天后减少缓慢,对复合水泥浆体干燥收缩有着极大的影响。

微硅-漂珠复合低密度高强度水泥浆体系的研究与应用

为解决桩西油田固井质量不理想问题,开发出了一种微硅-漂珠复合低密度水泥浆体系,该体系具有密度低,稳定性好,抗压强度高,配伍性好等特点。现场应用表明,该水泥浆体系解决了桩西油田地层压力低、封固段长和固井质量差的问题。

漂珠/微硅复合水泥浆体系的抗压强度与密度和温度之间的相关性研究

固井水泥浆抗压强度是固井质量的重要参数,而地层温度和水泥浆密度是影响抗压强度的重要参数指标。本文结合近年来苏丹1-2-4区块漂珠/微硅复合水泥浆体系的广泛应用与国内学者对该水泥浆体系进行的室内理论研究,利用多元回归分析方法对实验所得该水泥浆体系的抗压强度等重要参数进行线性回归分析,得到线性回归模型。结果表明,漂珠/微硅复合水泥浆体系的抗压强度与实验温度(模拟地层温度)、水泥浆密度之间确实存在着线性相关关系,应用回归模型可以计算其抗压强度,从而对固井现场施工起到指导作用。

新型复合纤维堵漏水泥浆体系的研究与应用

针对胜利油田河50区块的固井漏失问题，研究开发了出了一种新型复合纤维堵漏水泥浆体系，该体系优选了一种以有机聚合物为原料、对表面进行特殊工艺处理的高强有机聚合物单丝短纤维作为堵漏材料，在水泥浆中有很好的分散。当堵漏纤维水泥浆进入漏层时可形成“滤网结构”，增加水泥浆体的流动阻力，借助于水泥浆的水化胶凝作用和未水化固相颗粒的填充作用，达到堵漏和提高地层承压能力目的。

复合纤维水泥浆承压堵漏技术在马2井中的应用

马2井在井深4077-4148m处多次发生失返恶性漏失，经多家专业化公司和泥浆服务单位采用不同的技术历时60d进行了4次大型堵漏作业，最终采用复合纤维水泥浆堵漏成功并有效提高了地层承压能力，为下套管固井创造了良好条件。主要研究了复合纤维水泥浆承压堵漏技术在马2井中的应用情况。通过该井堵漏技术的运用，为川东北地区提高地层承压能力和堵漏积累了十分宝贵的经验。

复合低密度水泥浆体系在苏里格气田的研究与应用

苏里格气田属于低压、低渗透气田,存在承压能力较低的地层,固井作业时易发生漏失,为提高套管串压力完整性及钻完井作业的时效性,固井设计要求固井水泥浆一次上返对环空进行全井段封固。室内实验研究了一种以GGQ为主要材料的低密度水泥浆体系,该水泥浆体系具有密度低、强度高、性价比优良等特点。现场试验结果表明:应用复合低密度水泥浆体系进行固井作业,固井质量良好,可以满足苏里格气田一次上返全井筒封固的要求。

梯度多凝水泥浆在长封固井段固井中的应用

对于封固段较长的固井作业,采用梯度多凝水泥浆体系,在一定程度上可以代替双级固井,具有很强的优越性。根据不同的井下条件采用有针对性的不同密度、稠度梯度的水泥浆配方,可以防气窜,防漏失,防套管腐蚀,防施工高压,降低固井及钻井成本,缩短建井周期,并能高效地保护油气层,提高固井质量。现场2口井的应用表明,应用该体系水泥浆,固井质量优良。

复合纤维水泥浆体系在垦东891井的应用

针对胜利海上油田垦东区块垦东891井二开在钻遇明化镇组时发生坍塌现象(800~1200m)和封固段长、循环压耗高的特点,文章主要作了如下几方面的工作:分析了该井固井技术难点,优选配套的复合纤维防漏增韧水泥浆体系,应用了配套的完井管串结构。现场固井结果表明,复合纤维增韧水泥浆具有过渡时间短,稠化时间可调,水泥石致密,抗压强度高,流动度高,具有良好的防漏性能。电测结果显示,该井固井质量合格,满足了后续勘探开发的需要,该井所采取的一系列固井工艺措施在垦东潜山披覆构造带北部斜坡带垦东89断鼻构造低部位具有较好的推广应用价值。

矿渣对粉煤灰–水泥复合浆体溶蚀性能的影响

为了在较短时间内获得矿渣对粉煤灰–水泥复合浆体溶蚀性能的影响规律,本文利用6M NH4Cl溶液,开展了不同矿渣掺量(10%和30%)下水泥净浆和20%粉煤灰–水泥复合浆体圆柱试件的加速溶蚀实验,通过酚酞滴定法、饱水–干燥称重法和扫描电镜(SEM/EDS)等测试,分析了加速溶蚀过程中矿渣掺量对各试件的溶蚀深度、孔隙率、微结构形貌及钙硅比等参数的影响。结果表明,各试件的溶蚀深度、孔隙率和钙硅比随矿渣掺量的增加而减小,且矿渣的掺入,可改善水泥或粉煤灰–水泥复合浆体的微结构,提高其微结构的密实性和C-S-H凝胶的稳定性,减缓粉煤灰–水泥复合浆体的钙溶蚀进程、减轻其钙溶蚀程度,提高了粉煤灰–水泥复合浆体的抗溶蚀性能。

六盘水煤层气井牛场区块恶性漏失地层堵漏方法研究

堵漏是煤层气井优快钻井和节约成本的关键技术。针对六盘水牛场区块纵横分布较广的含水裂隙性漏失带的漏失问题,结合现场堵漏实践,开展了恶性漏失地层堵漏失效分析及堵漏方法研究,形成了成套的投入式复合堵漏塞+水泥浆综合堵漏法,成功解决了牛场区块中部恶性漏失地层堵漏问题,研究成果为贵州煤层气井钻井堵漏提供了新途径,具有显著的应用和推广价值。

潜山漏失井青东古1井尾管固井对策与实施效果

针对胜利海上油田青东区块青东古1井三开在钻遇古生界时发生漏失现象和尾管坐挂后环空间隙小、封固段长、循环压耗高的特点,文章主要作了如下几方面的工作:分析了该井固井技术难点,研究并应用了新型的S102前置液和优选配套的复合纤维增韧水泥浆体系,应用了配套的完井管串结构。现场固井结果表明,固井时选用的S102前置液不仅具有良好的流变稳定性,而且低黏、低切,可在较低的排量下实现紊流顶替,从而提高了环形空间顶替效率及防止环空携岩憋堵,改善了水泥环胶结质量。复合纤维增韧水泥浆过渡时间短,稠化时间可调,水泥石致密,抗压强度高,流动度高,具有良好的防漏性能。电测结果显示,该井固井质量优质,满足了后续勘探开发的需要[1],该井所采取的一系列固井工艺措施在青东凹陷北部地区具有较好的推广应用价值。

浅层漏失井挤水泥技术研究及在苏丹六区的应用

苏丹6区的FNE区块浅层属于Zarap、Betinue层位,因层位地层以粉砂土和砾石为主,孔隙、裂缝发育,挤水泥施工面临的主要问题是地层松软、漏失严重。采用常规挤堵材料和挤堵工艺进行挤堵已不能解决这一区块的漏失问题。经过大量的室内试验和现场应用,确定出性能优良的胶质复合堵漏水泥浆体系及配套工艺,解决了该地区浅层漏失井挤水泥的技术难题。