高炉矿渣改性铝酸盐水泥材料腐蚀机理与性能

随着油气资源的勘探与开发力度加大,固井作业面临越来越复杂的工况,如高温、高压、酸性环境等,对固井水泥环提出了更高的要求,固井常用硅酸盐水泥由于自身矿物组分及水化产物原因,易被酸性环境腐蚀,进而引起固井水泥环封隔失效等问题。而高炉矿渣改性铝酸盐水泥基材料具有较好的耐高温性、耐久性和抗酸腐蚀性,还具有成本低、使用范围广的特点。模拟海上高温高压酸性气田开发实际工况,研究了高炉矿渣改性铝酸盐水泥的耐腐蚀性能,通过对腐蚀前后水泥石的物相组成和微观形貌的表征揭示了高炉矿渣改性水泥石的增强及防腐蚀机理。结果表明,掺入40%高炉矿渣可改善铝酸盐水泥后期强度衰退并提高防腐能力;微观分析表明,铝酸盐水泥主要物相CA会直接生成C₃AH₆,避免了C₂AH₈、CAH₁₀和高炉矿渣反应生成结构疏松并且强度较低的C₂ASH₈。由于该水化产物的大量生成,使得水泥石结构更为致密,减少了酸性介质腐蚀通道,使得高炉矿渣改性铝酸盐水泥石的力学性能以及防腐蚀能力大大提升。      

高压盐膏层定向井段固井技术对策及应用

针对伊拉克M油田盐膏层定向井段固井面临的易漏失、顶替效率低、盐层蠕变易造成水泥环破坏等难题,开展了固井方式和浆柱结构优化、抗污染的前置液体系、高密度抗盐水泥浆体系、顶替效率优化技术等研究。通过模拟计算及实验,优选双级固井方式以减小固井循环当量密度(ECD),从而降低固井漏失风险;采用高效前置液体系解决钻井液与水泥浆的污染问题,提高界面胶结强度;优选抗盐降失水剂、加重剂、增强剂等外加剂,研发了一套抗盐性能和沉降稳定性好、稠化时间可调、早期抗压强度高的盐膏层固井水泥浆体系,并制定了井眼准备、套管居中设计及顶替效率优化、水泥环封隔能力评价等一系列固井技术保障和评价方法,最终形成一套盐膏层定向井段固井技术。该研究成果在M油田A1H井φ244.48mm套管固井中成功实施,说明该技术可有效保证M油田盐膏层定向井段固井安全和质量,为该油田盐下水平井的顺利实施提供了技术保障。