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大港油田低压易漏区块较多,固井过程中容易发生水泥浆漏失,严重影响固井质量。在各种漏失层固井技术中,触变性水泥浆技术具有防漏失效果好、防气窜性能优良、成本低等技术优势,具有较好的应用前景。本论文针对目前触变性水泥浆体系研究的不足,优选出性能较优的冻胶堵剂作为触变剂,并研究了触变剂的成胶机理;然后进行触变剂与水泥外加剂的配伍性及显著性研究;最后将触变剂引入水泥浆体系,开发出新型触变性水泥浆体系并对其性能进行评价。(1)通过实验研究的方法,以不同矿化度、不同pH下的成胶时间和成胶强度等性能参数为指标对各种冻胶进行优选研究,结果表明丙烯酰胺单体(AM)冻胶性能较优,更适合作为触变剂。(2)通过红外光谱分析表明,AM冻胶的成胶机理在于丙烯酰胺单体链节中含有高活性的共扼体系结构,其在辅剂过硫酸铵(SG)和N,N—亚甲基双丙烯酰胺(MBA)的作用下发生聚合反应,相互连接形成脂肪族长链分子,再由辅剂MBA随机地与长链上的游离功能基团反应,将高分子链连接形成三维网状结构。(3)实验研究表明,触变剂各成分及水泥外加剂等因素中,分散剂对水泥浆体系的触变性能影响程度最大(抑制AM冻胶成胶),其它AM、MBA、SG和降失水剂等因素对水泥浆体系的触变性能的影响程度相似。水泥浆分散剂对冻胶成胶的影响可以通过调整分散剂的加入方式及提高SG加量来改善。(4)结合水泥浆体系的稠化性能和触变性能,调整并确定触变性水泥浆体系的配方。对水泥浆性能评价表明,该水泥浆体系触变性能优良、失重速率快、堵漏性能优良,75℃下API失水仅为21ml,水泥浆体系的稳定性较好(游离液只有0.2%、凝固后上下部位处水泥石的密度差小);水泥石渗透率较低。水泥石的抗压强度0~3d内增长很快,3~4天后基本稳定在16MPa左右;由于触变性水泥浆体系水泥石的1d强度较低,只有2MPa左右,建议固井作业时候凝48h。(5)选择大港油田的3口井,用本论文开发的触变水泥浆体系进行现场试验,固井质量全部合格,取得了良好的效果。