泥浆转化为水泥浆:水硬高炉矿渣转化技术

介绍了BPS—MTC水泥浆的室内设计和评价方法及国内外使用BFS转化泥浆的具体做法;对比了BFS—MTC水泥浆与波特兰水泥浆及波特兰MTC水泥浆的性能。应用BFS将泥浆转化为水泥浆能有效地提高固井质量,可大幅度地降低作业成本,减少对钻井废泥浆的处理,有利于保护环境。     

双凝MTC浆在云南陆良盆地浅气层调整井固井中的应用

云南陆良盆地浅气层调整井钻至井深20 m和30 m时就遇到气层.要保证主力气层固井封固质量为优质,又要把上部的气层封住,难度很大.经过室内实验研究,形成了一套流动度好、触变性强的MTC浆配方.通过分散剂F对MTC浆进行改进,使MTC浆达到双凝作用,提高了固井质量.现场应用表明,MTC浆具有很强的触变性、较低的失水量,能有效地防止水泥浆凝固过程中的气窜;双凝MTC浆能有效提高固井封固质量,成功地应用于云南陆良盆地的浅气层调整井的固井中,解决了浅气层调整井固井后发生气窜的难题,满足了该地区浅气层调整井的固井要求.     

河南油田新庄、杨楼区块稠油热采井固井水泥浆

针对河南油田新庄、杨楼稠油热采井固井施工中存在的问题，通过对固井水泥石强度耐高温机理的分析、高强低密度水泥浆体系的研究及耐高温低密度水泥浆性能试验，筛选出了较为适宜的热采井固井水泥添加剂及其适用配比，设计出了耐高温高强低密度水泥浆配方。该配方具有低温早强、失水量低、水泥浆体稳定、水泥石致密、微触变等特点，较好地解决了水泥石高温下强度衰退和固井过程中水泥浆漏失的问题。     

矿渣MTC固化滤饼能力实验研究

固井液与钻井液滤饼实现整体固化胶结一直是石油工程界期待解决的重大技术难题。由于钻井液滤饼的存在，水泥浆与井壁不能牢固胶结，固井后常常出现油气水窜等严重问题，从而造成固井失败。为此，系统地比较了矿渣MTC水泥浆与油井水泥浆在没有滤饼、普通钻井液滤饼、多功能钻井液滤饼3种情况下的界面胶结性能。实验结果表明，没有滤饼存在时，油井水泥浆的胶结性能明显优于矿渣MTC；普通滤饼存在时，水泥浆和MTC均不能得到令人满意的胶结性能；油井水泥浆不能使多功能钻井液滤饼固化胶结，而矿渣MTC能够实现多功能钻井液滤饼的固化胶结。多功能钻井液钻井技术与矿渣MTC固井技术联合使用可以适当淡化顶替技术，充分发挥矿渣MTC技术的经济、技术优势，提高固井质量。     

MTC技术在百色盆地林逢稠油热采井的研究与应用

针对林逢稠油热采井的地质特点和对固井质量的要求开发了早期强度高,低渗透,微膨胀,抗高温和流变性好的MTC矿渣泥浆固化液,并分析了矿渣泥浆固化液技术的固化机理及特点。结果表明,MTC水泥浆具有低温防水侵,强度发展迅速,固化体耐高温的特性。MTC技术实用性强,施工简单,水泥浆体系流变性好,密度易于控制,它与钻井液有良好的相容性,提高了林逢稠油热采井的固井质量。     

页岩气井固井水泥浆体系研究

页岩气井固井对目前固井技术提出了新的要求,通过分析页岩气开采过程中对水泥浆体系的特殊要求,研究了弹性水泥浆体系(SFP)配方的基本性能,并对弹性材料和增韧材料进行了研究和优选,分析了水泥浆外加剂和外掺料的加量对水泥浆各项性能的影响,阐明了其机理,并对弹性水泥石的弹性模量及抗折性能进行了评价和分析。研究的水泥浆体系成功应用于黄页1井页岩气储层段,固井质量优秀,满足了该井的压裂要求。     

超低密度早强水泥浆在天然气井固井中的应用

在天然气井固井中,上部固井质量一直存在问题。为了提高固井质量,达到保护套管的目的,研制了新型水泥浆体系。经室内研究,选择了减轻剂的种类与粒级配比;根据低密度水泥浆的性能要求,确定了配方,并对该配方进行了触变防漏特性及稳定性分析,形成了具有体系稳定、水泥浆密度波动对水泥浆体系产生影响较小、抗漏失能力强、早期强度发展快等特点的超低密度水泥浆体系。经现场试验,获得了较好的效果。     

低损害水泥浆的研究与应用

固井作业对油气层的损害主要反映在固井质量和水泥浆对油气层的损害两个方面,在分析和研究了不泥浆对地层损害机理的基础上,优选出了低损害的四种水泥浆配方。实践证明,这些配方性能优良,失水量低,防气窜效果好,固井质量高,能减少对油气层的损害。     

商56-斜209井固井工艺技术

胜利油田临盘地区商56-斜209井钻井过程中，钻遇多段火成岩，并有多层发生漏失。该井井眼不规则，井斜大，流体循环阻力大，给固井施工增加了难度。为此，制定相应的固井工艺技术措施：采用低密度复合外加剂低失水缓凝水泥浆体系与速凝MTC固井工艺配套技术，长封固段固井，平衡压力固井，防水泥浆污染。结果表明，该井固井施工顺利，固井质量优良。     

利用矿渣MTC技术解决复杂地层固井难题

分析了矿渣MTC浆失水、稠化时间、抗压强度、流变性、静胶凝强度发展等性能特点及技术优势，并与常规水泥浆进行了对比分析，认为矿渣MTC体系大部分性能指标优于水泥浆体系，可以满足现场固井技术要求。应用矿渣MTC固井技术解决了低压易漏失井、高压气井、调整井、长裸眼长封固段及复杂压力体系固井等固井技术难题，固井质量明显优于常规水泥浆固井。     

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钻井液转化为水泥浆技术，是在钻井液中添加某些胶凝材料和外加剂将其转变成水泥浆直接用作固井材料的新型固井方法。在钻井过程中钻井液承担着冷却润滑钻头，携带岩屑，平衡地层压力，稳定井壁的任务。如果在完成钻井后将钻井液通过一定的方法转化为可固结的材料———固井液，就能达到封隔地层、支撑套管、防止层间流体窜通的目的，这种技术又称为ＭＴＣ（ＭｕｄｔｏＣｅｍｅｎｔ）技术。文中从油气井开发提高效率、降低费用的技术要求出发，论述了采用ＭＴＣ技术是一条可行的路子。实验研究得出用油井水泥，粒化高炉矿渣共同作为胶凝材料，优选合适的分散剂和促凝剂，提出了普通钻井液和聚丙烯酰胺低固相钻井液转化为水泥浆体系的优化配方。这种兼有钻井液和固井液作用的技术，能避免钻井液和水泥浆混合时发生的絮凝现象，提高环空顶替效率，降低废钻井液处理费用，减少固井材料，因而在提高固井质量和降低成本上有很大的潜力，可供生产部门参考     

矿渣MTC固化泥饼能力及其行为原因分析

矿渣MTC能不能实现泥饼的固化胶结,是否能提高第二界面胶结强度,对矿渣MTC的推广应用极其关键,为此系统比较了矿渣MTC水泥浆与油井水泥浆在没有泥饼、普通钻井液泥饼、多功能钻井液泥饼3种情况下的界面胶结性能,并对泥饼固化的原因进行了分析研究.实验结果表明,没有泥饼存在时,油井水泥浆的胶结性能明显优于矿渣MTC;普通泥饼存在时,水泥浆和MTC均不能得到令人满意的胶结性能;油井水泥浆不能使多功能钻井液泥饼固化胶结,而矿渣MTC能够实现多功能钻井液泥饼的固化胶结.结果还表明,泥饼固化的首要条件是泥饼中必须含有胶凝材料,由于普通泥饼中没有胶凝材料,所以不论是什么固井液都不能使其固化.而矿渣的活性是潜在的,只有被激活才能发挥胶凝性能,因此油井水泥浆无法与多功能钻井液泥饼发生同步的水化固化反应,只有矿渣MTC浆体与多功能钻井液泥饼相遇,才能既保证有胶凝组分的存在又具有足以激活矿渣水化的可溶性激活组分,从而有效实现泥饼的固化,提高固井质量.     

用高炉水淬矿渣将泥浆转变成水泥浆

固井作业中,因常规水泥与钻井泥浆难以相容,造成固井水泥污染,严重影响固井质量。设计了密度为1.52～1.60g/cm~3的高炉水淬矿渣固井液体系,该体系以矿渣为水化材料,再加入激活剂。对该体系与两种早强高密度水泥浆的相容性、配伍性进行了对比试验。结果表明,该技术能提高固井质量,降低固井成本。     

固井液与多功能钻井液泥饼整体固化胶结的可行性探讨

研究了MTC固井液和油井水泥浆固井液与多功能钻井液泥饼的胶结状况。试验结果表明，多功能钻井液泥饼的固化反应直接受到固井液水化反应机理和过程的控制。在MTC浆水化反应初期会产生大量发生水化反应必需的可溶性离子，这些可溶性离子渗透到多功能钻井液泥饼内部，为其提供了可激发水化反应的可溶性离子，从而实现了整体固化胶结；而在油井水泥浆与多功能钻井液泥饼的胶结试验中，能够渗透到泥饼内部的大多是Ca^2 ，而Ca^2 离子极易和泥饼中的膨润土颗粒和处理剂发生絮凝反应，形成不会固化而且破坏胶结强度的絮凝产物，剩下的少量Ca(OH）2难以激活多功能钻井液泥饼的水化反应，因此整体固化胶结难以实现。要实现油井水泥浆固化体与多功能钻井液泥饼的整体固化胶结，应该对固井液体系进行必要的改进，使其在水化反应过程中产生的水溶性离子的种类和数量能够满足泥饼固化的需要；同时应该注意研究新的能够激发和促进泥饼固化水化反应的钻井液添加剂，对钻井液进行必要的改进。     

油井水泥浆与多功能钻井液泥饼界面离子扩散阻碍机理

对泥浆转化为水泥浆（MTC）固井液水化离子可扩散进入多功能钻井液泥饼的机理已有研究,但对油井水泥浆水化离子不能扩散运移进入多功能钻井液泥饼的机理尚未清楚。采用离子色谱仪、原子吸收分光光度计和X射线衍射仪,从油井水泥浆与MTC固井液离子组成的差异性入手,对油井水泥水化离子向多功能钻井液泥饼扩散运移的阻碍机理进行了研究。结果表明,油井水泥浆中Ca²⁺的质量分数远远大于MTC固井液中Ca²⁺的质量分数,在油井水泥与多功能钻井液泥饼界面生成了CaCO₃、CaSO₄和Ca(OH)₂,而MTC固井液中Na⁺的质量分数则大于油井水泥浆中Na⁺的质量分数;Na⁺可改变泥饼中活性颗粒表面的ζ电位和破坏钻井液有机处理剂表面形成的水膜是MTC固井液中水化离子能扩散运移进入多功能钻井液泥饼的主要原因,而在油井水泥与多功能钻井液泥饼界面生成的CaCO₃、CaSO₄和Ca(OH)₂沉淀堵塞孔道则是油井水泥浆水化离子不能扩散运移进入多功能钻井液泥饼的主要机理。     

泥浆转化为水泥浆:波特兰水泥转化技术

泥浆转化为水泥浆技术可以避免传统注水泥作业中水泥浆被泥浆污染后所造成的顶替效率低、水泥石胶结强度差等问题,同时减少了对钻井废液的处理。根据转化过程中所用胶结材料的不同,MTC技术可分为两大类:波特兰水泥转化技术和高炉矿渣(BFS)转化技术。本文在调研国内外大量资料的基础上,论述了MTC水泥浆的室内设计步骤,分析了调整其流变性、稠化时间、滤失性和抗压强度的方法及所用外加剂的性能,总结了用波特兰水泥、其它无机水泥以及聚合物胶凝材料转化泥浆的办法,介绍了MTC水泥浆的现场应用情况,较完整地归纳了使用MTC水泥浆固井的独特优势。     

提高第二界面固井质量的钻井液与前置液研究

针对提高第二界面固井质量的问题．研究出了多功能钻井液和SF-1冲洗前置液。对这两种体系的性能评价表明：加入矿渣后多功能钻井液的滤失量大大降低．泥饼的胶结强度提高，从而降低了钻井液对地层的损害；加有活性组分的SF-1前置液具有较强的稀释钻井液、降低粘度和切力的作用，提高了钻井液和水泥浆的相容性。现场应用表明．多功能钻井液须与MTC固井液配合使用．才具有提高第二界面固井质量的效果；SF-1前置液改善了水泥环与套管和水泥环与井壁的胶结环境．增强胶结力，提高了水泥浆的顶替效率．有效地提高了固井质量。密度介于钻井液与水泥浆之间的加重前置液在现场使用效果良好．固井质量优质，钻井液与水泥浆界面清晰。     

泥浆转化为水泥浆技术综述

对国外50年代以来泥浆转化为水泥浆(MTC)技术的发展作了综述。从三大类转化方法、MTC浆的室内制备、MTC浆的配方设计、MTC浆的工业手段、MTC浆的工业实践及MTC的经济优势等6个方面,进了较全面的论述。     

高炉水淬矿渣将聚合物不分散泥浆转变成水泥浆

聚合物不分散泥浆由于具有絮凝、剪切稀释及防塌三大优点,已成为各油田主要采用的钻井泥浆体系。我们在室内研究中将取自大港、中原和渤海的三种聚合物泥浆通过加高炉水淬矿渣、新型激活剂、调凝剂和流变性能改进剂成功地转化为水泥浆,并根据循环温度的要求(40℃～120℃),将不同密度的矿渣泥浆固化液的稠化时间调至1h至几小时,而且流变性、抗压强度和API滤失量满足了固井施工的要求。文中还对我国主要的钢铁公司生产的高炉矿渣情况进行了讨论。