新型油井水泥物相组成调控及力学性能研究

为了解决页岩气开采时固井水泥环产生破坏失效的问题,通过矿物组成计算和调整生料配比,采用岩相、XRD分析以及扫描电镜测试手段,开展油井水泥物相组成调控研究,探索不同矿物组成的水泥力学性能及相关水化产物。结果表明:所研制的新型油井水泥7 d抗压、抗折强度分别为45.3 MPa、8.9 MPa;28 d抗压、抗折强度分别为54.2 MPa、9.6 MPa;7 d弹性模量降至7.1 GPa,与G级油井水泥相比降低了14.4%,显示出更为优异的力学性能。通过微观分析得出新型油井水泥力学性能增强的机制是由于矿物组成的改变使其水化产物中产生了更多的C-S-H凝胶,同时铁相含量的提升也生成了更多富铁(铝)凝胶,水化产物之间形成紧密的桥联结构,整体结构更为密实。新型油井水泥抗压、抗折强度以及韧性都较G级油井水泥更为优异,对于页岩气安全、高效的开采具有重要参考价值。     

页岩气水平井井筒清洁技术的难点及对策

页岩气储层采用水平井钻井和大型加砂压裂能够获得增产,但气井井筒堵塞的问题也频繁出现,如何清除钻塞作业残余的桥塞碎屑及砂粒,确保页岩气井井下生产通道的畅通,成为气井安全生产的重要环节。为此,在分析水平井井筒清洁生产技术现状的基础上,总结了页岩气水平井井筒清洁处理面临的技术难点,结合当今世界页岩气井井筒清洁技术的进展,对清洁工具及工艺、工作液性能进行技术攻关,研发了清洁处理工具,提出了清洁处理技术对策,并对其现场应用效果进行了评价分析。研究结果表明:①所研发的针对大通径桥塞处理的套磨打捞一体化工具,可实现工具入井后对大通径桥塞的套铣、打捞一次性作业;②形成的换向旋流冲砂工艺在长水平段中作业时能避免砂粒沉降,能实现将砂粒冲洗出井筒的目标;③常压及高压井可以选用气井返排液、KCl、CaCl2溶液等作为工作液,而低压井则可选用泡沫流体作为工作液;④对于低压井,通过优化设计局部压差打捞工具形成局部压差吸附的方式带动井内碎屑物或沉砂进入工具内部,进而完成打捞作业。结论认为,所形成的适合页岩气水平井的井筒清洁工艺技术为后期大规模页岩气井筒清洁处理奠定了基础。