【摘 要】
：
油井水泥中掺入适量石英砂可阻止其高温强度衰退,但加砂油井水泥石在高温水热环境长期服役时,仍会产生高温强度衰退、渗透率急剧增大的现象.因此明确加砂油井水泥的适用温度范围,对合理使用加砂油井水泥十分重要.本文对比了不同温度下加砂油井水泥的抗压强度和渗透率变化,借助XRD、SEM、TEM、SANS(中子小角散射)测试结果,探讨了不同温度区间加砂油井水泥的水化产物、晶相及水热反应机制.结果表明:晶粒粗化是
【机 构】
：
南京工业大学材料科学与工程学院 中石化华北石油工程公司河南钻井分公司
【出 处】
：
中国石油学会2016年固井技术研讨会
论文部分内容阅读
油井水泥中掺入适量石英砂可阻止其高温强度衰退,但加砂油井水泥石在高温水热环境长期服役时,仍会产生高温强度衰退、渗透率急剧增大的现象.因此明确加砂油井水泥的适用温度范围,对合理使用加砂油井水泥十分重要.本文对比了不同温度下加砂油井水泥的抗压强度和渗透率变化,借助XRD、SEM、TEM、SANS(中子小角散射)测试结果,探讨了不同温度区间加砂油井水泥的水化产物、晶相及水热反应机制.结果表明:晶粒粗化是造成长期高温加砂油井水泥石力学性能衰退的主要原因.加砂油井水泥石在110～200℃区间长期服役,可保持优异抗温性能;在200～230℃区间,通过调整石英砂细度和掺量也可保证水泥石力学性能基本稳定;在240～300℃区间,加砂水泥石的力学性能随养护龄期的延长明显劣化,无法满足长期服役要求;温度超过300℃后,短期内加砂水泥石力学性能显著衰退,无法满足热采井固井质量技术要求.
其他文献
克深905井是克深气田克深9井区中部的一口开发评价井,四开钻至库姆格列木群膏盐层低界,进行尾管固井,井深7368.2m,井底静止温度164℃,压力180MPa.在钻进过程中发生溢流、井漏等复杂情况,通过控压放水措施降低了地层孔隙压力,解决了压力安全窗口窄的问题;为保证固井质量,防止井漏发生,设计了能够压稳地层密度为2.58g/cm3抗高温水泥浆,固井全程采用塞流注替;对现场泵压与返出量进行了实施监
河南油田稠油热采井因加砂水泥石高温强度衰退造成的套损井占套损井总数70.13％,新型耐高温固井材料体系的研发将有助于解决这一技术难题.室内研究表明,该材料体系工程性能优异,50℃水养1d的抗压强度较G级加砂水泥石提高189％,300℃水热养护70d抗压强度不衰退(较G级加砂水泥石提高74％),渗透率低,且不改变现有固井施工工艺.三个不同稠油区块6口井的现场固井试验证明,固井质量合格率100％,CB
文中针对油气井固井用自愈合水泥评价方法存在的重复性差等问题,基于溶液的电导率原理,提出了评价自愈合水泥自愈合能力的评价方法,并研制出了相应的评价装置.模拟实验结果表明,利用该装置评价水泥体系自愈合能力的方法简单易行,可靠性好.
随着固井材料科学的不断发展，按照材料学的方法和规律，来考虑固井材料的组成和水泥石的内部结构，以研发出满足如深水低温、高温高压等极端条件下的高性能水泥浆体系，已经成为固井的研究热点。在研究国内外颗粒材料紧密堆积理论的基础上,以Andreasen和Dinger-Funk等倡导的经典连续堆积理论为基础,同时利用颗粒群分形特征方程,建立适合油井水泥外掺料配比设计的颗粒群分形级配模型.给出了分形级配模型计算
固井顶替过程中,钻井液难免会有残留,从而与固井水泥浆相互掺混.本文研究了不同钻井液掺量对水泥石抗压强度、抗折强度和抗拉强度及孔渗特性的作用规律,并利用扫描电镜、X-射线衍射仪、热重分析仪、红外光谱仪等分析了钻井液对水泥石性能和微观结构的影响及作用机理.研究结果表明:随着钻井液体积掺混量的增加,水泥石的力学性能及孔渗特性明显恶化;当钻井液掺量达30％时水泥石的抗压强度、抗折强度及抗拉强度均低于纯水泥
针对稠油热采井采油技术对固井水泥石低温下快速凝结,高温500℃生产中长期耐高温性能要求,提出将铝酸盐基水泥用于热采井固井.本文通过测试铝酸盐基水泥石力学性能、渗透性变化,结合物相分析、形貌观察等方法,研究了热采井高温工况下铝酸盐基水泥石的耐高温性能及其机理.结果表明:低温50℃养护时,水泥石结构致密,水化产物C3ASH4、C2ASH8的生成减弱了晶型转变造成的强度倒缩,水泥石强度发展稳定;高温环境
为确定影响酸性介质对油井水泥石腐蚀程度的关键内因,更好地为油井水泥防腐性能的研究服务,模拟了井下的温度压力,对具有一定防腐性能、密度不同的油井水泥石样品进行腐蚀试验.用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、比表面积及孔径测试仪、三轴抗压测试仪测试了受腐蚀后的油井水泥石的产物、微观结构及力学完整性.结果表明:油井水泥石的初始密度和渗透率决定了酸性介质侵入水泥石的难易程度;在腐蚀后期,油井水泥石的渗透率对其抗
针对中高渗砂岩储层特征及固井工况,以新疆某油田中高渗砂岩储层为例,采用西南石油大学自研高温高压固井水泥浆储层伤害/漏失模拟分析仪模拟了不同工况下水泥浆对储层的损害.并采用DKS-2型岩心孔渗联测仪、常规岩心渗透率测试装置测试了水泥浆污染前后岩心渗透率的变化,采用Auto Scan岩心扫描系统测试了不同位置岩心渗透率从而确定了伤害深度.结果表明,对于孔隙性地层而言,水泥浆对储层的伤害主要集中在近井地
固井作业后水泥浆凝固形成油井水泥石，要求水泥石能对地层进行有效的层间封隔，并为套管提供保护和支撑，这对后续钻井和油气开采至关重要。针对油井水泥石易脆裂而造成油气井层间封隔失效的问题,通过实验研究了高弹模纤维、钙质晶须及二者混杂对油井水泥石力学性能的影响,研究水泥石实验各试样配方及工程性能，利用扫描电镜观察了水泥石微观形貌,并探讨混杂纤维增强水泥石的作用机理.实验结果表明:高弹模纤维、钙质晶须及两者
触变性水泥浆能否应用于现场,除了在于其触变性能否满足要求外,重要的一点是能否在现场进行比较准确的触变性的测试.目前测试水泥浆触变性的主要方法中,无论是触变环法还是静切力法都存在着一定的不足,主要的问题在于在现场的固井化验室内测试水泥浆的触变性时,无法模拟井下高温高压的环境.针对这一问题,本文提出了可以在现场测试水泥浆触变性的稠度增值法.稠度增值是指在水泥浆稠化实验过程中停机一段时间再开机后水泥浆稠