羧基改性丁苯胶乳多元水泥浆的研究

定向井、水平井等复杂结构井由于工艺的特殊性,对水泥浆性能提出了更高的要求。要求套管有更高的抗外挤强度,要增大水泥环二界面胶结强度,降低水泥浆滤液对油气层的污染,提高勘探开发的效果。以往的水泥浆体系都很难同时兼顾这些性能,因此在以往实验的基础上,研制出一种可以应用于复杂结构井固井作业的胶乳多元水泥浆。通过室内实验,优选出羧基改性丁苯胶乳(XSBR)、膨胀剂(BS500)、纤维材料(XW)经过复配制成胶乳多元水泥浆体系,该水泥浆具有零自由水、低失水、微膨胀、防气窜等特点,能够满足复杂结构井固井的要求,在复杂结构井固井中有很好的应用前景。     

胶乳防窜水泥浆的室内研究与现场应用

对室内合成胶乳进行了粒径测试,室内研究了胶乳加量对水泥浆基本性能的影响,得出胶乳可有效改善水泥浆的失水性能,增强水泥石的韧性,提高水泥环的密封性,有助于提高固井胶结质量,据此优选出了胶乳防窜水泥浆体系,对其静胶凝强度发展、防窜性能等作了相关评价,其胶凝强度过渡很快,防气窜测试无气窜发生,具有良好的防窜效果。并介绍了该胶乳防窜体系在毛坝7井的现场应用。     

丁苯胶乳水泥的制备及性能研究

针对油田中后期开发面临的固井水泥环受腐蚀、脆性破裂的问题,采用水泥石抗硫化氢腐蚀性分析、试件抗压强度实验,对胶乳改善水泥石的抗腐蚀性进行了研究,实验主要是测定不同胶乳加量下的胶乳水泥性能和水泥石的抗压强度以及相同胶乳加量下在不同温度和不同腐蚀浓度下的胶乳水泥性能和水泥石的抗压强度。实验结果表明,胶乳水泥石比普通水泥石抗腐蚀能力明显提高;随着水泥浆中胶乳加量增加,其失水量降低,水泥石的抗压强度却略有降低,抗折强度略有增高。胶乳的加入使水泥石的性能有了很大的提高,能比较好的解决油田上中深井的抗腐蚀性能。     

高分散性丁苯胶乳的制备及其对水泥的改性

添加传统丁苯胶乳进行改性,大大提高了水泥的力学性能,但是改性后的水泥材料流动性能差,抗压性能损失较多。为了提高添加丁苯胶乳后水泥的流动性及降低抗压性能损失,本文对丁苯胶乳进行改性,以苯乙烯与聚丁二烯作为核层、带有苯环的对苯乙烯磺酸钠作为壳层,制备出核壳型丁苯（SSBR）胶乳。把新合成的SSBR胶乳加入水泥后,对水泥力学性能进行表征,由于SSBR胶乳中与磺酸根相连的是苯环刚性链,空间位阻效应明显,添加8% SSBR胶乳水泥浆的流变指数增大为0.898,分子链强度大,水泥石的7天抗压强度损失量为2.31%,损失不明显,同时抗折强度提高17%。对SSBR胶乳改性水泥石材料力学性能的作用机理进行探究,结果表明,SSBR胶乳填充作用明显,吸附作用较强,增大水泥浆流动性能,且胶乳粒子可以与Ca²⁺络合,形成三维网状空间立体结构,从而达到增强水泥石力学性能强度,提高水泥石韧性的目的。     

羧基丁苯胶乳水泥浆的制备及性能研究

羧基丁苯胶乳是一种稳定且含有表面活性剂水溶液的聚合物粒子分散体。作为水泥的添加剂,用于改进水泥砂浆或混凝土的性能,它既要求改性后的水泥材料抗压强度、抗张强度、耐水、耐候性能好,同时又要求胶乳的粘结力强,并与水泥易掺混,在常温下可快速成膜。因此在研究过程中不仅要考虑到胶乳乳液聚合过程,还要考虑到许多影响胶乳性能和最终用途的因素,从而使改性的水泥砂浆可适用于不同的领域。本文综合运用表面活性剂技术、外加剂复配技术以及水泥石物相微观分析测试技术,研究了羧基丁苯胶乳对不同体系的水泥石力学性能的影响。实验结果表明,在羧基丁苯胶乳适当加量下的,使油井水泥浆流变性、强度、稠化时间、和降失水性能都有很大的改善,有助于水泥环在后续施工过程中维持长期有效层间封隔。     

纳米二氧化硅改性固井用胶乳水泥体系性能研究

针对油田中后期开发面临的固井水泥环受腐蚀、脆性破裂的问题,胶乳添加到油井水泥中,可以改善固井质量,但国内的固井用水泥胶乳指标难以达到要求,水泥浆体系耐高温性能差,针对胶乳水泥稳定性差的缺点对胶乳水泥浆体系进行研究,将OP-10与OP-40复配使用,防止胶乳水泥浆变稠,改善其稳定性能;引入纳米二氧化硅,制备纳米二氧化硅复合乳液,考察其胶乳水泥浆的耐高温性能,同时对胶乳水泥的降滤失性、稠化性、抗压强度等各方面性能做了相应的评价。     

核壳型丁苯胶乳的制备及其对油井水泥石性能的影响

针对传统的丁苯胶乳敏感性强、增韧能力不足、综合性能差等问题,本文采用微滴乳液聚合方法,利用苯乙烯、液体聚丁二烯、新型含羧基功能单体X和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸为主要原料,合成了一种具有抗盐、增韧效果的丁苯胶乳RSL-100L。透射电镜照片显示：RSL-100L具有明显的核壳结构,且在溶液中分散性良好。应用性能实验评价表明：RSL-100L胶乳改性水泥浆抗盐性能良好,早期强度发展快,具有优良的防气窜能力;与纯水泥石相比,RSL-100L胶乳改性水泥石在高强度下具有良好的形变能力和弹韧性。RSL-100L胶乳与水泥颗粒之间的作用机制探究表明：RSL-100L胶乳可通过静电吸引作用和与钙离子的络合作用吸附到水泥颗粒表面,从而填充水泥颗粒之间的孔隙和裂缝,进而防止气窜,提高水泥基复合材料的弹韧性。     

掺磷渣和明矾石对油井水泥性能的影响

磷渣具有与矿渣类似性质,是有潜在胶凝活性的水泥混合材料。通过向G级油井水泥中分别掺入30%、40%磷渣和部分石膏、明矾石类膨胀剂,研究其对油井水泥力学性能、工作性能、膨胀特性及微观结构的影响。试验结果表明,在磷渣油井水泥中加入膨胀剂后,可以补偿油井水泥的体积收缩,提高胶结强度;能降低水泥浆的游离水,水泥浆体聚结稳定性和沉降稳定性能良好。在低密度水泥中加入一定量的膨胀剂后,其抗压强度能满足工程要求。     

碳纤维与胶乳液协同作用对固井水泥浆力学性能的影响

为提高水泥石在井下抵抗外部载荷破坏的能力,需要对油井水泥材料增强增韧,碳纤维和胶乳液是油井水泥常用的改性材料.为研究碳纤维与胶乳液协同作用对水泥浆力学性能的影响,通过在水泥浆中加入不同配比的碳纤维和胶乳液,测试了水泥浆常规性能和力学性能,并使用扫描电镜对水泥石的微观结构进行观察.试验表明,相比较单掺碳纤维和单掺胶乳液的水泥石,两种材料协同作用水泥石力学性能提高.在0.2％碳纤维和1％胶乳液加量协同作用下的水泥石抗压强度、抗折强度、抗冲击强度分别为35.44 MPa、11.15 MPa、2.08 kJ/m2,弹性模量达到5.8 GPa.通过扫描电镜观察可以发现,胶乳的网状结构和碳纤维的桥接作用综合提高水泥石性能,有效的控制了水泥石微裂隙的发展,从而提高水泥石的力学性能.     

聚合物胶乳水泥浆体系鼓包现象的室内研究

随着海洋石油开采逐步向深海挺进,深井数量不断增加,深井油气层具有埋藏深、井温高、封固段长等复杂情况,对聚合物胶乳水泥浆体系的性能提出了耐高温、防气窜、稠化时间可调、稠化曲线平缓无鼓包、过渡时间短等要求。而聚合物胶乳水泥浆体系在110～130℃左右存在"鼓包"、"台阶"等突变现象,难以满足复杂地质条件下安全施工的需求。研究了突变现象的原因,通过实验和分析,优选铝酸三钙含量大于2%的水泥能够有效抑制聚合物胶乳水泥浆突变现象。聚合物胶乳水泥浆体系已经多次成功应用于南海东部海域深水井,现场应用表明:聚合物胶乳水泥浆体系现场易配浆,浆体流动性良好,水泥浆气泡少,现场操作方便,水泥浆密度控制均匀,未发现窜漏,现场固井质量优良。     

二氧化碳腐蚀对油井水泥石抗压强度的影响(英文)

利用扫描电子显微镜、强度测试仪检测了不同条件下二氧化碳腐蚀油井水泥的产物、微观结构及抗压强度,研究了二氧化碳腐蚀油井水泥的机理及腐蚀对水泥强度的影响,分析和评价出了适合于大庆油田不同温度深井条件的水泥浆体系.结果表明:二氧化碳对油井水泥的腐蚀作用本质在于二氧化碳能够与水泥的水化产物发生化学作用,生成了各种不同晶体结构的CaCO3产物,使原有的水泥石微观结构遭到破坏,导致腐蚀后水泥石的强度下降;温度和二氧化碳分压增高;改善水泥石抗腐蚀能力应以有效改善水泥水化产物及微观结构为基础,添加抗腐蚀填充材料能有效改善水泥浆体系的抗腐蚀能力.     

丁苯胶乳在油田固井中的应用研究

文章介绍了丁苯胶乳的特性、作用机理和使用现状,重点描述了丁苯胶乳在油田固井中的应用。丁苯胶乳的填加,使固井水泥流变性、强度、失水和抗腐蚀性都有很大的改善。丁苯胶乳在石油固井中有很好的应用前景。     

胶乳水泥浆对水泥石防窜能力的改善作用

实验对胶乳水泥浆的防窜性能进行研究,结果表明应用SDJR胶乳与水泥和外加剂配伍而成的胶乳水泥浆体系能有效地改善水泥浆性能,达到防止气/液窜、支撑套管和地层、保护油气层、延长油井寿命等目的。     

高温防窜水泥浆体系研究及应用

高温防窜水泥浆体系成功解决了水泥浆在高温条件下防窜性能差、稳定性差,以及高温水泥浆在低温条件下强度不能正常发展的缺陷。该水泥浆体系能够解决深井、超深井油气窜槽等固井质量问题。     

低碳高强度超低密度油气井水泥浆的研制

针对长封段固井要求及后期进一步提高固井质量目的,常采用超低密度油气井水泥浆来封固。为满足超低密度油气井水泥浆技术要求,只能选用价格昂贵、优质的减轻材料进行配制,但水泥浆又普遍存在强度尤其是早期强度偏低、基材比例较高等问题。为此,本文选用一种平均粒径细、早期强度高的1#G级油井水泥为原料,优选膨胀珍珠岩为减轻材料,与粉煤灰、矿粉、硅灰等掺合料进行复配,同时采用合适油井水泥外加剂优化浆体性能,进而制备出一种高强度、低碳、低成本的超低密度(1.16 g/cm³)油气井水泥浆,并对水泥浆性能进行测试。结果表明,该体系水泥浆具有浆体强度高、沉降稳定性好、流动性好、稠化时间可调、失水量低等优异性能,各项技术指标均符合西北各油田项目部要求,并已在油田工程成功应用。     

高温防窜乳液水泥浆体系研究与应用

高温高压气井防气窜固井对水泥浆性能要求高,常规水泥浆难以满足固井要求。在分析高温高压气井防气窜固井难点的基础上,优选胶乳防气窜剂与新型纳米液硅防气窜剂,将二者有机复配,通过致密充填、活性胶凝、改善水泥石力学性能等方式提高防气窜性能,研制出高温防窜乳液水泥浆体系。该防气窜水泥浆体系具有流变性好、API失水低、直角稠化和沉降稳定性好等特点,且对缓凝剂加量、密度、温度计配浆水陈化等因素不敏感,便于现场操作与施工。水泥浆静胶凝强度发展快,防气窜性能好,水泥石高温强度高、高温稳定性好,且水泥石渗透率低,有利于防止气体渗流。该防窜乳液水泥浆体系在中国石化西北油田成功应用多井次,较好地解决了高温高压气井固井难题。     

油井水泥石的硫酸盐侵蚀

为探索抗腐蚀油井水泥浆体系的设计基础及途径,用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、强度检测仪检测受腐蚀油井水泥石的产物、微观结构及抗压强度,研究调整井三次采油过程中油井水泥石的硫酸盐侵蚀问题。明确腐蚀作用方式,揭示抗压强度变化规律。结果表明：SO42–对水泥石产生的腐蚀类型为钙矾石–石膏混合型腐蚀;水泥石强度变化规律发生改变...     

油井水泥多功能防窜剂的研究及应用

针对国内外石油工程界尚未很好解决的固井技术难题,提出了新的防窜作用机制,并研制开发出了F17C油井水泥双膨胀降滤失剂,对其在不同条件下的膨胀量、滤失量、胶结强度和工程性能进行了评价。结果表明:F17C不仅可使油井水泥浆产生足够的塑性膨胀和后期膨胀,而且还能有效地控制水泥浆的失水量。掺入该材料后,水泥浆的其它工程性能也满足API规范和现场施工的技术要求。100多口井的固井实践证明:F17C可大幅度提高调整井的固井优质率,是一种值得推广的新型油井水泥多功能防窜剂。     

弹性体改性的新工艺

苏联轮胎工业科学研究院开发了物理改性胶乳和弹性体的新工艺,可使它们的综合性能发生明显变化,即可提高生胶和胶料的内聚强度,硫化胶的弹性强度性能,撕裂强度,耐温耐热性,降低滞后损失。对传统的顺丁、丁苯、溶聚丁苯、丁腈、天然胶都能改进综合性能,从而预计可提高     

韧性高胶结固井水泥浆体系研究

为保障油气井水泥环长期密封完整性,室内研究了增韧纤维、膨胀剂、胶乳液三种功能材料,同时研究了降失水剂、分散剂、缓凝剂添加剂,构建了韧性高胶结水泥浆体系,并对水泥浆体系性能进行评价。实验结果表明,增韧纤维、膨胀剂PZ-1和胶乳液可以提高水泥石的抗冲击强度,增大水泥石膨胀率,改善水泥石的胶结强度和韧性性能。降失水剂SSR、分散剂FSA和缓凝剂HNA能改善水泥浆的失水量、流变性和稠化性能。使用这些添加剂构建的韧性高胶结水泥浆流变性好,失水量低,稠化时间满足要求,抗压强度较高,同时水泥浆具有较好的韧性和高的胶结强度。研究成果可为复杂油气井固井作业提供技术支持。