油井水泥缓凝剂乙二胺四亚甲基膦酸盐的研制与应用

针对深井固井高温环境下水泥浆稠化时间和抗温性能难以满足现场施工的问题,研制了一种抗温抗盐缓凝剂乙二胺四亚甲基膦酸盐(EDTMP),考察了EDTMP的热稳定性、高温缓凝性能、抗盐性能、配伍性能以及其对水泥石抗压强度的影响.将EDTMP与其他缓凝剂作了对比,探讨了EDTMP的缓凝机理,并进行了现场试验.结果表明,EDTMP可抗170℃的高温,加量少,稠化时间可调,过渡时间短;对NaCl不敏感,对水泥石抗压强度无影响,与其他外加剂有很好的配伍性;EDTMP稠化曲线较理想,没有出现稠化曲线不稳定和水泥浆性能不稳定的现象.该缓凝剂能较好地适应高温环境、盐膏层和长封固段,现场试验取得了很好的效果.     

油井水泥缓凝剂乙二胺四亚甲基膦酸盐的研制与应用

针对深井固井高温环境下水泥浆稠化时间和抗温性能难以满足现场施工的问题,研制了一种抗温抗盐缓凝剂乙二胺四亚甲基膦酸盐(EDTMP),考察了EDTMP的热稳定性、高温缓凝性能、抗盐性能、配伍性能以及其对水泥石抗压强度的影响.将EDTMP与其他缓凝剂作了对比,探讨了EDTMP的缓凝机理,并进行了现场试验.结果表明,EDTMP可抗170℃的高温,加量少,稠化时间可调,过渡时间短;对NaCl不敏感,对水泥石抗压强度无影响,与其他外加剂有很好的配伍性;EDTMP稠化曲线较理想,没有出现稠化曲线不稳定和水泥浆性能不稳定的现象.该缓凝剂能较好地适应高温环境、盐膏层和长封固段,现场试验取得了很好的效果.     

煤层气泡沫固井新型早强剂FC-A及其性能

针对煤储层温度低,固井时水泥水化反应速率慢,水泥浆稠化时间长,水泥石抗压强度发展缓慢等问题,依据水泥浆的水化机理,以不同离子对硅酸钙矿物熟料水化速率的影响规律为理论基础,研制出过渡金属复合盐类新型低温早强剂FCA,并系统评价了该早强剂不同加量(1%、2%和3%)情况下的水泥浆性能,与早强剂氯化钙(Ca Cl2)进行对比,得到了FC-A对水泥浆的影响规律:早强剂FC-A能够提高水泥石低温早期抗压强度,完全满足6 h抗压强度(39℃、常压)大于等于4.0MPa技术指标;早强剂FC-A能够缩短水泥浆稠化时间,加有FC-A早强剂的水泥浆稠化时间与水泥原浆稠化时间之比(32℃、8.3 MPa)为0.438;FC-A对水泥浆的流变参数和初始稠度基本无影响,具有优异的低温早强和促凝作用,是一种综合性能优异的新型早强剂。     

新型促凝剂DWA改善固井水泥低温性能的实验

模拟深水固井低温环境,考察新型锂盐复合类促凝剂DWA对固井水泥浆稠化时间、静胶凝强度和抗压强度的影响。结果表明:促凝剂DWA能促进固井水泥的低温水化能力,缩短水泥浆稠化时间,明显缩短稠度30～100 Bc、静胶凝强度48～240 Pa的时间,显著提高水泥石早期抗压强度,表现出优异的低温早强、防窜性能,有助于解决深水固井面临的低温、浅层水-气流动难题;DWA促凝作用优于CaCl2,对水泥浆初始稠度无影响,是一种无副作用的新型多功能促凝剂。     

衣康酸/AMPS共聚物作为油井水泥缓凝剂的研究

以2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)为主原料，与衣康酸(IA)在引发剂作用下进行共聚合反应，得到了IA/AMPS共聚物。实验考察了反应条件对产物性能的影响，确定出最佳合成方案；探讨了缓凝剂作用机理，采用IR研究了共聚物的结构。结果表明：单体配比、引发剂用量、反应温度对产物的缓凝性能有很大影响，三者之间存在最佳值。合成的共聚物对水泥浆有优异的缓凝性能，能显著延长水泥浆的稠化时间，并对水泥浆具有良好的分散减阻作用，能够广泛应用油田固井水泥浆体系。     

高温水泥浆体系的现状及研究

概述了国内外使用的高温固井水泥浆及其外加剂体系的发展方向。通过对高温水泥浆降失水剂、缓凝剂等外加剂的研究,水泥浆抗温达240℃(BHST),稠化时间可调,水泥石强度发展快并稳定,失水控制低,综合性能满足河南油田泌深1井固井工程的要求。     

粉煤灰复合低密度水泥浆体系研究

为满足低压易漏失井对低密度水泥浆提出的要求,研制出一套密度范围在1.40 g/cm3-1.55 g/cm3的粉煤灰复合低密度水泥浆体系.当降失水剂加量为11%,缓凝剂加量为0.05%,激发剂加量为1%,该水泥浆体系抗压强度大于18 MPa,滤失量小于50 mL,初始稠度低,稠化时间可调,综合性能良好.     

新型聚合物缓凝剂的合成与性能研究

目前深井、超深井固井中大多存在封固段长、上下温差大、顶部水泥浆易出现超缓凝等问题.针对上述问题,本文引入具有长侧链结构的单体,设计合成了一种疏水缔合水溶性聚合物缓凝剂.采用红外光谱仪对聚合物结构进行表征,通过R/S-CC流变仪、荧光光谱仪以及纳米粒度仪对聚合物的疏水缔合结构进行表征,利用热失重分析仪对聚合物的热稳定性进行测试,利用水泥浆的初终凝时间测试、早期强度发展测试、高温高压稠化测试来表征聚合物在水泥浆体系中的性能.结果表明:该疏水缔合水溶性聚合物在水溶液中存在疏水缔合结构,并且这种结构在钙离子溶液中也存在;该聚合物分子结构稳定,具有良好的耐热性;在水泥浆中能明显地改善水泥体系性能,其在高温条件下具有良好的缓凝性,在低温条件下对水泥石的早期强度的发展影响较小,该聚合物在长封固段固井中具有一定的应用前景.     

低密度大温差水泥浆体系在古城8井的应用

塔里木油田古城8井φ200.03mm技术套管固井具有大温差、长封固特点,针对作业过程中面临的低密度水泥浆高温稳定性差、顶部强度发展缓慢等技术难题,开展了1.3¹.4g/cm3低密度大温差水泥浆体系的研究。开发了温度、加量敏感性小,性能稳定的大温差缓凝剂PC-H42L;优选出耐高压、密度小、价格低的人造玻璃微珠PC-P63;基于颗粒级配原理,对水泥、漂珠、增强剂、防窜材料等合理搭配,结合高温缓凝剂及降失水剂,开发出低密度大温差水泥浆体系,该体系具有沉降稳定性好,顶部强度发展迅速,稠化时间线性可调等特点,能够满足110℃以内温差,一次性封固6000m的长封固大温差作业需求。     

水泥浆气/液窜试验规范探讨

固井主要目的是支撑套管和封隔地层。目前API的水泥浆的"稠化试验、失水试验、抗压强度试验、流变性试验"等评价方法可设计出把地面水泥浆安全泵送至井下预定位置,并可确保在规定的候凝时间后有足够的强度支撑套管,但至今尚未有试验标准判别水泥浆是否具有足够的防止层间窜槽的能力。对水泥浆静胶凝强度发展和气窜规律的研究,研究出"欠平衡"验窜原理,建立了验窜点的静胶强度和验窜压差的数学模型,开发了用一份水泥浆能连续做稠化、静胶和气/液窜试验的水泥浆多功能测试仪。本文简要介绍试验仪器和在给定井下条件下水泥浆气/液窜的试验方法。     

葡萄糖酸钠对胶凝砂砾石材料凝结时间及强度的影响

以葡萄糖酸钠作缓凝剂,测得掺量0.05%、0.1%、0.15%、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1%、2%时胶凝砂砾石的初凝时间和终凝时间,以及3 d、7 d和28 d抗压强度,试验结果表明:在相同试验条件下,随着葡萄糖酸钠掺量的增加,胶凝砂砾石的初凝时间和终凝时间都有较明显的延长,掺量为2%时分别延长了20 h和37.5 h;葡萄糖酸钠的掺量在0.1%时对胶凝砂砾石的抗压强度有所提升,随着葡萄糖酸钠的增加,胶凝砂砾石早期抗压强度下降明显,且中后期抗压强度也有一定下降,得到葡萄糖酸钠的适宜掺量为水泥用量的0.1%~0.8%。     

低温抗盐降失水剂LTF-1的室内合成及性能研究

针对低温浅层、盐层油气井固井水泥浆存在低温强度发展缓慢、受盐层影响较大的问题,依据自由基水溶液聚合原理,制备出一种低温抗盐降失水剂LTF-1.LTF-1是利用AMPS、AM和一种单体X通过共聚反应制备而成,采用正交实验法,确定单体配比、优化分子结构、调整相对分子质量大小及其分布,优选出LTF-1的最佳合成工艺条件.室内研究表明,以LTF-1为主剂的低温水泥浆体系具有强度发展迅速、失水量低、抗盐能力强、流变性优异、缓凝性弱及稠化时间易调等特点,解决了常规降失水剂固井水泥浆存在低温强度发展缓慢、受盐层影响较大的问题;其综合性能能够满足低温浅层及盐层油气井的固井要求.     

延长主力油层泡沫水泥堵剂体系配方优化与性能研究

针对延长石油主力油层油井堵水及井壁再造问题,对泡沫水泥体系中发泡剂、稳泡剂、水灰比、缓凝剂、木纤维等添加剂进行了室内优化实验,确定了适合延长石油主力油层油井堵水的泡沫水泥浆体系配方:G级油井水泥浆体系为:0.5%AES+0.3%CMC+G级油井水泥浆(水灰比为0.44~0.55)+0.2%缓凝剂+0.2%木纤维;800目超细水泥浆体系为:0.5%AES+0.3%CMC+800目超细水泥浆(水灰比为0.55~0.60)+0.2%缓凝剂+0.2%木纤维。并对优化后的泡沫水泥浆体系进行了动态封堵性能评价实验。实验结果显示,优化后的泡沫水泥体系具有较强的封堵调剖能力以及封堵的稳定性。     

掺复合碱激发剂的矿渣水泥稳定碎石基层路用性能研究

为了克服矿渣水泥稳定碎石基层早期强度不足的问题,选择氢氧化钠与硅酸钠两种碱性激发剂对矿渣水泥的活性进行激发,根据单掺试验结果掺配出一种复合碱激发剂,并研究了该复合碱激发剂对水稳碎石基层无侧限抗压强度、劈裂强度、抗弯拉强度、抗压回弹模量及干缩性能的影响。试验结果表明,掺入氢氧化钠或硅酸钠均能有效激发矿渣水泥的活性,二者的合理掺量分别为6%与4%,按此合理掺量复配而成的复合碱激发剂具有比单掺更优异的效果;该复合碱激发剂较好地提高了基层试块的无侧限抗压强度、劈裂强度、抗弯拉强度、抗压回弹模量,但对干缩性能产生了不利影响。     

矿渣固化钻井液技术的高温分散剂研究

由于高温深井泥浆本身具有粘度大、密度高以及成分复杂等特点,导致在MTC浆体中泥浆分散剂分散作用甚微,甚至根本无法配浆。从MTC浆体的增稠原理出发,合成出含非离子型基团的多种改性聚氧乙烯类物质的MTC高温分散剂SSOB。该分散剂加量小、分散能力强,不影响MTC浆体的稠化时间、抗压强度等其他性能,与其他外加剂(激活剂、缓凝剂等)相容性好等优点,使MTC浆体具有优良的综合性能,从而为高温深井油气的开发的MTC技术提供了保证,具有广阔的发展和应用前景     

高密度高炉矿渣水泥浆固井技术研究

以低密度矿渣水泥浆研究结果为基础 ,设计高密度水泥浆 ,使油气井全井段使用矿渣水泥浆固井 ,以提高固井质量 ,降低固井成本 .以高炉矿渣为水化胶凝材料 ,添加少量水泥和碱性激活剂 ,结合 MTC固井技术和多功能钻井液固井技术 ,设计密度 1 .75～ 1 .93 g/cm3 的矿渣水泥浆、矿渣MTC浆和矿渣 UF浆 .对 3种高密度矿渣水泥浆在 45～ 75℃条件下水泥石的抗压强度 ,水泥浆的凝结时间、流变性和稳定性进行试验对比 .试验结果表明 :3种水泥浆水泥石抗压强度从大到小依次为 :矿渣 UF浆 ,矿渣 MTC浆 ,矿渣水泥浆 .3种体系水泥石抗压强度满足油气井井下射孔作业对水泥石抗压强度的要求 .在 45～ 75℃条件下 ,随着温度的升高 ,高密度矿渣水泥浆和矿渣 UF浆水泥石抗压强度呈降低趋势 .矿渣 MTC浆和矿渣 UF浆的流变性、稳定性和稠化时间可通过钻井液的加量及性能来调整     

助磨剂对水泥与减水剂相容性的影响及改善

以净浆流动度作为水泥与减水剂相容性的评价指标,试验研究了多种助磨剂对水泥与萘系减水剂或聚羧酸减水剂相容性的影响规律,探讨了缓凝剂和引气剂对水泥与减水剂相容性的改善作用。结果表明,助磨剂对水泥与萘系减水剂相容性的影响较大,对水泥与聚羧酸减水剂相容性的影响较小。缓凝剂和引气剂均能改善水泥与萘系减水剂的相容性,随其掺加量的增加,改善作用逐渐增大。含缓凝剂/引气剂的复合助磨剂对水泥净浆流动度有一定的改善作用,并延缓水泥的凝结时间。含缓凝剂的复合助磨剂对水泥有增强作用,而含引气剂的复合助磨剂会降低水泥的胶砂强度。     

CX—18防气窜剂的研制及应用

介绍了CX—18防气窜剂的作用原理,制备方法,性能评价以及在长庆油田的应用效果.它的主要成分是磷化处理后的铝银粉(铝粉〕,它在水泥浆中不仅发气量较大,加量为水泥的0.3%时,水泥浆的最大膨胀率为8%,且发气时间较长,在50～70℃时,初发气时间为45～27min,持发气时间为115～69min,可满足中深井固井施工要求.室内试验和现场应用表明,将CX—18加到水泥浆中不仅能有效地防止油气井的油、气、水窜槽,而且它对水泥浆的物理性能影响小,并能与其它水泥添加剂相配伍.并且已在长庆油田应用了15井次,取得了良好的效果,固井合格率由原来的62.5%提高到100%,固井优质率由原来的40%提高到73.3%.