小井眼井固井柔性水泥浆体系研究

小井眼井开发能够降低钻完井作业费用,但是对固井水泥浆体系性能要求较高。为构建适用于小井眼井的柔性水泥浆体系,室内研究了水泥浆添加剂,构建了水泥浆体系,并完成了水泥浆性能评价。实验结果表明,研究的水泥浆体系添加剂材料能显著改善水泥浆体系性能,构建的1.9g·cm~(-3)水泥浆配方为:100%水泥+42%淡水+1%消泡剂RF51L+4%弹性乳液+0.3%纤维+4%降失水剂WLR-80+1%分散剂RD40L+0.6%缓凝剂HNA+2%增强剂CE50。水泥浆性能评价结果表明了水泥浆体系流变性好,失水量小于50mL,稠化时间为3～5h,浆体稳定,且弹性模量低,抗冲击韧性高,力学性能优异。     

有机硅消泡剂在油井水泥浆中的性能研究

以油井水泥浆的密度恢复率为评价指标,对有机硅消泡剂SK-1进行了性能评价,讨论了SK-1对不同体系的水泥浆的稠化性能、抗压强度、流变性能的影响.结果表明,SK-1在油井水泥浆中具有优良的消泡效果,能使水泥浆的密度恢复90%以上,最佳用量为水泥质量的0.15%～0.2%;加入SK-1不但能显著提高常规密度水泥石和低密度水泥石的抗压强度,而且能增加水泥浆的流动性,对常用水泥浆体系的稠化性能没有不利影响,有利于提高固井质量.     

过硫磷石膏矿渣水泥浆耐水性能研究

通过测定不同磷石膏掺量的过硫磷石膏矿渣水泥浆试样在标准养护条件下和流动水养护条件下的耐水系数,评价过硫磷石膏矿渣水泥浆的耐水性能;并通过测定不同组分过硫磷石膏矿渣水泥浆养护溶液中硫酸根离子浓度随养护龄期的变化规律,对过硫磷石膏矿渣水泥浆组分与耐水性的相关性及溶出机理进行了初步探讨。结果表明,过硫磷石膏矿渣水泥浆在流动水中的耐水系数明显低于静止水中的耐水系数;随着磷石膏掺量的增加,过硫磷石膏矿渣水泥浆的耐水性能逐渐降低;当磷石膏掺量为40%~50%时,过硫磷石膏矿渣水泥浆具有较好的耐水性能。     

硅烷偶联剂改性橡胶粉对固井水泥浆性能的影响

橡胶粉表面亲水性差,直接应用于油井水泥中使用效果差。采用硅烷偶联剂对橡胶粉进行改性处理,研究了不同硅烷偶联剂改性橡胶粉的表面基团变化,并评价了不同硅烷偶联剂改性橡胶粉在油井水泥浆中的使用效果。同时,研究了改性橡胶粉对固井水泥浆性能的影响,并对橡胶粉水泥石微观形貌进行观察。结果表明,使用硅烷偶联剂KH570对橡胶粉改性效果最好。掺入改性橡胶粉后,对水泥浆流变性有一定的影响,对水泥浆稠化时间影响较高,同时降低了水泥浆的失水量。与未掺橡胶粉水泥浆相比,随着橡胶粉加量增多,抗压强度下降,抗折强度和抗冲击强度先增大后减小。当橡胶粉掺量为2%时,抗压强度下降5.1%,而水泥石抗折强度和抗冲击强度分别提高15.5%和10.8%。含有6%橡胶粉水泥石的弹性模量比无橡胶粉水泥石下降48%。微观形貌表明橡胶粉颗粒较好的填充在水泥石内部,这有利于提高水泥石抵抗外部载荷作用的能力。     

新型清洁自转向酸性能室内实验研究

研制出一种新型清洁自转向酸体系,通过一系列室内实验研究,对该配方的酸化工艺性能进行了研究,并总结了针对一套清洁自转向酸的性能评价实验方法。结果表明,该体系配伍性良好,腐蚀速度≤4.5 g/(m~2·h),稳定铁离子能力≥45 mg/m L,表面张力≤29 m N/m。当盐酸浓度为15%~20%时,鲜酸黏度在10 m Pa·s左右,当盐酸含量为4%时残酸黏度达到最高值140 m Pa·s以上,体现了体系良好的室内性能,对碳酸盐岩酸化具有很强的实际意义。     

油井水泥专用丁苯胶乳的实验评价

针对传统丁苯胶乳在油井水泥浆中适用性能差的问题,采用种子乳液聚合方法合成了一种油井水泥专用丁苯胶乳,并对其进行了微观结构和应用性能评价。该丁苯胶乳物理性能、红外及热失重分析结果表明：该丁苯胶乳乳液稳定性好,高温下分子结构稳定。丁苯胶乳水泥浆的应用性能结果和微观结构分析表明：该丁苯胶乳水泥浆API失水可控制在50 mL内,耐盐性能好,可解决传统胶乳水泥浆稠化实验"鼓包"、"包心"等问题;加有该丁苯胶乳的水泥浆早期强度发展快,胶凝强度过渡时间短;丁苯胶乳能细化水泥浆的孔径结构,提高水泥浆的胶结强度和形变能力,并且其水泥石的柔韧性比原浆水泥石提高了30%;此外,能够满足深井、超深井和气井等复杂井的固井作业要求。     

稻草纤维碱萃取物对碱式硫酸镁水泥性能的影响

主要研究了稻草纤维碱处理液对碱式硫酸镁水泥凝结时间、流动度和强度的影响,同时利用XRD对水泥水化产物的物相组成进行了分析.研究结果显示,稻草纤维中的萃取物对水泥浆体有缓凝作用,并使得水泥浆体的流动度降低,早期强度也较低.由于纤维萃取物阻止了水泥浆体中MgO水解生成[Mg(OH)(H2O)x]+,抑制了早期水化产物中5Mg(OH)2· MgSO4· 7H2O(5· 1· 7)相的形成,因而早期强度发展缓慢.与溶剂为水的碱式硫酸镁水泥相比,碱处理过程中NaOH溶液加速了水泥的正常凝结,降低了水泥浆体的流动性,并对强度的发展有抑制作用.NaOH与MgSO4反应生成Mg(OH)2,使得水泥浆体中Mg2+减少,Mg(OH)2含量增加,导致水泥强度有所降低.     

高温高压井固井水泥浆体系研究

高温高压环境易对固井水泥浆性能产生较大的影响,引起水泥石强度衰退、添加剂失效等问题。针对高温固井对水泥浆的要求,研究了水泥浆关键添加剂材料,构建了抗高温固井水泥浆体系,并对水泥浆性能进行评价。实验结果表明,研究的高温降失水剂、缓凝剂、分散剂、加重剂能有效降低水泥浆的失水量,调节水泥浆的稠化时间和流变性,提高水泥浆的密度...     

新型高温低密度水泥浆的研究与评价

随着油气田开发进入开发后期,高温高压、合理压力安全窗口窄等问题也日益凸显,为更好地应对固井过程中易气窜、易漏失等问题,给出了一种低密度水泥浆相应的填充材料,并确定外掺料为高性能漂珠,并研制了密度为1.35 g/cm~3的水泥浆。所配置的水泥浆不仅满足低密度要求,而且浆体中胶凝剂含量得到保证,对所配置水泥浆体系的稳定性、流动性和水泥石的致密性都有所改善。又对该高温低密度水泥浆的稳定性、渗透率及抗高温、高压能力进行了评价,结果表明所研制的水泥浆各项性能均较传统的低密度水泥浆体系有所提高。     

大港滨海斜坡区盐水泥浆油气层识别方法

本文针对大港滨海斜坡区盐水泥浆环境下油气层评价存在着电阻率数值低等难题,开展了盐水泥浆对测井系列的影响现场试验研究,提出了高分辨率阵列感应比值法识别盐水泥浆测井储层流体性质,并在油气藏勘探实际应用中取得了显著效果。     

IR胶乳水泥浆体系稳定剂及自修复性能研究

用ζ电位为-84.60m V的IR胶乳作为防气窜组分,针对此胶乳进行实验研究,筛选出了4种不同类型的胶乳稳定剂,用于提高胶乳水泥浆的稳定性。6501/氧化胺/AES三元复配体系可以将胶乳水泥浆的使用温度提高到130℃。胶乳水泥浆体的性能研究结果表明,水泥浆失水量低,稠化性能较好,过渡时间短,初始稠度低。性能系数法评价结果表明,90℃及130℃的胶乳水泥浆SPN值分别为1.71和0.78,均显示出极佳的防气窜能力,添加5%的IR胶乳后,水泥石的抗压及抗折强度均有不同程度的增加。     

水平井固井工艺技术标准研究

受水平井客观条件的影响,水平井的水泥浆体系设计问题,水平段的套管居中问题,都是水平井固井的最大难点,也是影响水平井固井最关键的因素。针对上述问题,进行了水泥浆性能评价,确保了水泥浆体系性能满足水平井固井要求;并与相应的固井工具及工艺结合起来,保证套管居中,降低了大位移水平井套管下入时的摩擦阻力,使水平井固井质量有所提高。     

低密度弹韧性固井水泥浆体系研究

为构建适用于复杂井(如二氧化碳回注井、储气库井)固井作业的低密度弹韧性固井水泥浆体系,研究了水泥浆关键添加剂材料,并对水泥浆体系的性能进行了评价。结果表明,减轻剂、弹韧剂、降失水剂、缓凝剂和增强剂可以调节水泥浆的密度、弹韧性、失水量、稠化时间和强度性能,可应用于构建高性能低密度柔性水泥浆体系。水泥浆性能评价表明,在不同温度下,水泥浆流变性在300 r/min时的读数小于300,流变性好,失水量小于50 mL,稠化时间大于3 h。水泥浆在不同温度下养护24 h后的抗压强度均大于18.2 MPa,弹性模量最低为5.8 GPa,抗冲击强度均大于2.04 kJ/m²。构建的低密度柔性水泥浆体系具有较好的性能,可应用于固井作业。     

超细"G"级油井水泥低温低密度水泥浆研究

针对海洋深水低温、破裂压力低等特点,通常要采用低密度水泥浆来封固深水表层;低温环境下普通"G"级油井水泥水化速度缓慢或几乎不进行水化反应,水泥石早期抗压强度低且发展缓慢。为有效降低现场候凝时间,节约深水作业成本,开发了一套适用于深水表层固井用超细"G"级水泥用低温低密度水泥浆。对水泥浆体系的设计原理与水泥浆组分进行了论述,并对该水泥浆体系在深水环境下的性能进行了评价,和中海油服现场在用的普通"G"级油井硅酸盐水泥浆体系进行了对比。结果表明,超细"G"级水泥低温低密度水泥浆体系在低温环境下具有较高早期强度、低失水量以及良好的流变性和稠化性能,其中密度为1.40g/cm~3及1.44g/cm~3的水泥浆在10～13℃温度下的稠化时间≥8hr,API失水70m L,1.40g/cm~3水泥石在10℃及13℃温度下养护24h后的抗压强度可达到3.9MPa及5.4MPa;1.44g/cm~3水泥石在10℃及13℃温度下养护24h后的抗压强度可达到5.8MPa及8.3MPa。同等水泥石密度及温度下,超细"G"级水泥石24h强度较中海油服在用的普通"G"级油井硅酸盐水泥石强度提高40%以上。     

高密度油气井水泥浆的研制及应用

深井、超深井固井作业对水泥浆体系性能要求较高。为了满足深井、超深井固井作业需要，本文通过室内综合试验研究，优选合适的加重剂及水泥浆外加剂，构建了密度为2.10 g/cm³、2.30 g/cm³高密度固井水泥浆体系，并对水泥浆的性能进行评价。结果表明，该体系水泥浆具有较好的流变性和沉降稳定性，失水量低，抗压强度较高，抗高温性能优越。并且现已成功应用于蓬探XX井，固井质量优良，为后期深井及超深井固井的勘探开发起到了极为重要的推动作用。     

温西一储气库Dura Set?韧性水泥浆体系的评价与应用

储气库在注、采过程中,环空内水泥环在井底压力与温度变化的影响下容易发生收缩变形,导致水泥石受到交变应力作用而发生破坏,形成微裂缝,难以满足固井质量必须满足30～50年安全寿命的技术要求。本文主要讲述了针对吐哈油田温西一储气库的固井技术难点,针对井身结构、地质特点水泥浆性能指标等施工要求,通过水泥浆稠化、防窜性能等基本实验及水泥石弹性模量、膨胀率、渗滤率等辅助实验评价了贝克休斯Dura Set?韧性水泥浆体系,并在温储1H等井现场成功应用,经CBL结果判断合格率达到100%,盖层井段固井质量优质。     

新疆油田玛湖地区水泥浆体系弹塑性加量优选

体积压裂是新疆油田玛湖地区提高油气产量的主要技术手段,由于水力压裂施工过程中套管内压力循环变化,使得水泥环防应力破坏面临着巨大挑战。针对体积压裂过程中水泥环的应力破坏问题,利用全尺寸水泥环密封完整性评价装置,开展了弹性水泥浆体系不同弹塑剂JTS-1加量对水泥环完整性的影响试验,综合考虑弹塑剂JTS-1加量对水泥浆流变学影响,形成了适合新疆油田玛湖地区水力压裂工况的弹性水泥浆体系。结果表明:随着弹塑剂JTS-1加量的增大,水泥浆弹性模量降低,水泥环防应力破坏能力增大,但水泥浆黏度增大,降低了水泥浆流变性,经实验优选,推荐弹塑剂JTS-1加量为6%～8%。     

一种低黏韧性双防低密度水泥浆的室内性能研究

陆丰油田大位移井储层渗透率低、欠压稳，容易发生气窜，造成固井质量不佳，存在底部高温区域沉降稳定性差、易漏等固井技术难题。针对这些难点，室内筛选3M高强抗压中空玻璃微球来降低水泥浆密度为1.4 g·m^-3的同时可以提高水泥石的抗压强度，选用纤维与胶乳混合作为增韧材料，降低了水泥石的渗透率，有效达到目的层增韧防漏的效果。该增韧材料协同防窜剂CT-1和膨胀剂EXP-1，提高水泥石的胶结强度，具有防漏防窜的作用。由上述主要材料协同其他相关水泥浆添加剂构建了一套具有低黏韧性兼具防漏和防窜性能的低密度水泥浆体系，该低密度水泥浆体系具有良好的流变性，自由液为零，且水泥石上部密度和下部密度差值均小于0.03 g·m^-3，可以看出该韧性水泥浆体系具有优异的沉降稳定性能。低黏韧性双防低密度水泥浆具有良好的力学性能，抗压强度达28 MPa，弹性模量小于7 GPa，抗窜强度大于10 MPa·m^-2，且抗窜效果较普通低密度水泥浆抗窜能力提高了81.2%，说明该水泥浆具有较强封隔能力，可以有效提高固井质量。     

热处理油基钻屑干渣在固井水泥浆中应用的初步研究

采用热处理(温度分别为105℃和400℃)手段处理油基钻屑，分别得到两种含油钻屑干渣C1、C2,采用索氏抽提法测定了两种干渣的含油率，并在50℃情况下，分别考察了不同掺量条件下，干渣对固井水泥浆性能的影响。结果表明：C1含油率为4.52%,亲水性差，C2含油率为1.44%,亲水性得到改善；C1作为外掺料添加至水泥浆后，水泥浆的稠化性能、失水、强度等性能受到一定影响，推测是含油量太大导致，影响了水泥浆的凝结及固井常规添加剂效能的发挥，但基本都可控，初步认为C1最大掺量可达20%;C2作为外掺料添加至水泥浆后，对水泥浆性能影响较小，初步认为C2最大掺量可达40%。     

纳米早强剂研究及其在深水低温固井水泥浆中的应用

低温环境给深水固井作业带来了较大的困难,特别是对水泥浆的抗压强度发展影响极大。为了设计性能优异的低温固井水泥浆体系,研发了一种纳米早强剂用于提高水泥浆早期抗压强度,并评价了纳米早强剂对水泥浆性能的影响,研究了纳米早强剂水泥浆的性能。实验结果表明,纳米早强剂比常规早强剂提高水泥浆早期抗压强度效果更好,能有效提高水泥浆抗压强度,降低水泥浆的失水量,对流变性影响较小,但是会缩短水泥浆的稠化时间。纳米早强剂水泥浆流变性满足固井要求,自由液为0,失水量在50mL以下,稠化时间在3～5h之间,在不同温度下的养护早期都有强度产生,且抗压强度发展较快。现场应用表明纳米早强剂应用效果好,形成的水泥浆体系满足固井要求,具有一定的推广应用价值。