封堵用超细碳酸钙与超细二氧化硅分散性研究

为探讨水基钻井液用超细碳酸钙粉体和超细二氧化硅粉体在水溶液中的分散状况,利用扫描电镜对超细微粒进行初始形貌分析,讨论了超声时间、pH、搅拌速度等物理分散因素对超细碳酸钙粉体和超细二氧化硅粉体分散效果及分散稳定性的影响.同时,使用阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、聚合物表面活性剂等对超细微粒进行了化学分散.研究表明:放置后的超细微粒会发生团聚,其中超细碳酸钙中径达5~6μm,超细二氧化硅中径达6~7μm;物理分散方法对超细微粒的分散效果影响不大,化学试剂分散效果明显优于物理分散;相同分散剂作用下,超细碳酸钙的分散效果优于超细二氧化硅,超细碳酸钙经过化学试剂分散处理后D_(10)可以达到120 nm,Zeta电位值达-56.3 mV;优化条件下制得的分散体系中,超细碳酸钙的沉降稳定性较好,放置24 h后沉降率在5%左右.

井壁强化与堵漏双作用可钻水泥实验研究

针对常规复合堵漏材料之间无胶结、易被钻井液冲刷、使用油井水泥堵漏会造成新井眼的问题,研究开发了井壁强化与堵漏双作用可钻水泥。将超细碳酸钙粉体加入新型胶凝材料硫铝酸盐水泥中,调节胶凝材料的可钻性,研究表明,当超细碳酸钙粉体的加入量不大于7%时,水泥凝胶材料的强度随粉体加入量的增加而增加,而当粉体的加入量大于7%时,水泥凝胶材料的强度随粉体加入量的增加而减小,即可钻性变好;在硫铝酸盐中加入0.4%减水剂、0.3%提黏剂、0.6%缓凝剂时,其稠化时间达到155 min,为安全施工提供了条件;在可钻水泥中加入12%鳞片状云母、1%纤维、1.5%石灰岩颗粒作为堵漏剂,较好地增强了体系堵漏性能,能够较好地封堵3 mm和5 mm缝板裂缝。可钻水泥的研发为实现钻井过程中井壁强化与堵漏双作用提供了技术保障。