水不分散水泥浆体系的研究

来源 :中国石油学会2018年固井技术研讨会 | 被引量 : 0次 | 上传用户:g10703107
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针对国内油田注水区块频发的水侵破坏水泥石强度和胶结质量的问题,开发了适用于油井水泥的抗分散絮凝剂.该絮凝剂与其他助剂相配合,形成了水不分散水泥浆体系.与普通的水泥浆体系相比,该体系抗分散性能显著,能够在水的冲刷作用下不离析、不分散.除此之外,该水泥浆体系滤失量低、稳定性强、水泥石强度高,符合油井水泥各项性能要求,为各油田解决地层流体对水泥浆“溶解迁移”和“质量互换”的问题提供了一种新的特种水泥浆体系.
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针对油井水泥脆性差,易开裂的本质,本文引入离子响应型水凝胶,通过凝胶的吸水膨胀行为及硅酸盐沉积实现油井水泥裂缝自修复,延长油井的使用寿命,避免因裂缝而引起的结构失效.通过海藻酸钠与Ca2+交联,制备了吸水性良好的多网络海藻酸钠(Alg-Ca2+)凝胶.该凝胶具有良好的离子响应行为,随着体系中Ca2+浓度的增加体积收缩.与普通吸水聚合物相比,其水化初期膨胀性小,减少了致孔性,避免了过高的强度损失.后
中国深层油气资源已成为勘探开发的主要领域,固井面临着突出的高温高密度水泥浆沉降失稳难题,严重影响固井质量和油气生产安全.本研究针对传统水泥浆稳定剂“低温增稠,高温变稀”的技术缺点,通过在AM/AMPS共聚物上引入温敏憎水单体,开发出一种适用于油井水泥浆的热增黏聚合物.热增黏聚合物通过分子链在水溶液中疏水缔合形成网状空间结构而有效增黏,随着浓度的升高其增黏效果会更加显著.该热增黏聚合物对高温高密度水
深水区域油气资源储量巨大,然而固井作业是保障深水油气资源产能释放的关键因素.深水天然气水合物层固井要求水泥浆体系具备较小的水化热及水化温升,以避免固井作业过程中天然气水合物分解.本文创新性地引入了相变微胶囊型吸热剂,通过化学及物理方法共同控制水泥浆体系水化热及水化温升,并制备了无机/有机复合型低水化热及水化温升水泥浆体系,该水泥浆体系可适用于深水区域天然气水合物层固井.相较于常规水泥浆体系,该水泥
水泥环的密封完整性对降低环空带压、提高井筒安全性、延长气井开采寿命至关重要.稠油热采过程将会引起井筒附近地层温度场的改变,本文将注气前的地应力、热采过程中局部地应力改变及热应力的作用三种因素进行耦合求解分析,得到水泥环上的温度场及应力场.计算结果表明:热采过程引起的局部地应力变化对水泥环上的应力分布影响较大,增加水泥环的热膨胀系数和降低水泥环的弹性模量是确保水泥环完整性的有效技术手段.本文对热采过
为了探明井筒压力或温度变化条件下水泥环的失效形式与机制,建立了通过水泥环抗窜能力和失效形式评价水泥环密封完整性实验装置,提出了通过应力破坏系数判别水泥环本体失效准则.研究结果表明,当套管内压连续升高或降低时,水泥环失效形式有拉伸、剪切和界面胶结破坏;多轮次套管内压变化条件下,水泥环会出现周向裂缝和一界面微环隙等综合失效形式.套管内压变化条件下,水泥环本体失效一般从一界面开始,研究结果可为水泥环失效
微晶硅属于微晶质石英,反应活性高于石英砂.本文以内掺35%石英砂的油井水泥石为样品,研究微晶硅对油井水泥石高温抗压强度及渗透率的影响.采用等温量热仪(ICC),X射线衍射分析仪(XRD),热重分析仪(TG),压汞仪(MIP),扫描电子显微镜(SEM)对掺入微晶硅的油井水泥浆体系的水化活性、晶相组成、热稳性和孔径分布进行分析,探索微晶硅改善油井水泥石高温力学性能的作用机制.结果表明:掺微晶硅的油井水
为预测水泥环力学性能能否满足井下恶劣工况,设计了水泥环完整性评价装置并进行了模拟实验.装置能够将井下作业工况载荷有效地模拟到评价装置内,并能够定量测试套管内壁径向位移、模拟地层外壁周向位移,同时以通气验窜及采集声波信号的方式检测水泥环损伤开裂时刻,此外也兼具模拟双层套管、偏心等特殊井况的功能.研究针对中国西部某高压气田重点区块,使用该装置进行了涵盖固井、试压、酸压、试油、生产等工况的水泥环完整性评
针对稠油热采井火烧油层开采过程中产生的高温(400~600℃)环境对固井水泥环完整性造成不利影响,对固井水泥环的耐高温性能提出严格要求.本文针对稠油热采中的火烧油层的热采方式,开发出一套适用于其开采工况的耐高温铝酸盐水泥基固井水泥浆体系.室内实验表明,铝酸盐水泥基固井水泥浆具有良好的工程性能,且在高温环境中能够长期地保持稳定强度,能满足工程需求.
优良的固井界面胶结质量是防止环空气窜的关键性保障之一.围绕固井用隔离液研究存在的诸多技术难题,利用X衍射和扫描电镜测试等方法,开展了矿渣、重晶石等不同固相材料形成的隔离液对固井界面胶结质量的影响评价,并从化学机理的角度,对不同材料影响的实质进行了分析.结果表明:含有矿渣类水硬性材料的前置液与钻井液的相容性良好,提高了固井二界面的胶结强度,而含有重晶石等惰性材料的前置液对界面胶结强度的提高作用不明显
针对深层高压低渗透区块固井过程中难以实现有效压稳的问题,通过钻井测后效过程中钻井液密度降低值确定实现压稳的当量密度、完钻后的承压试验计算防漏失的当量密度,确定了固井环空浆柱结构设计的压力窗口;通过开展环空流体室内实验评价与顶替效率模拟,形成了由高密度的加重隔离液、高密度的领浆和常规密度尾浆组成的上重下轻的环空“倒浆柱”结构,使环空浆柱压力在固井前、固井施工及候凝过程中均能够保证压稳油气层且不发生漏