耐高温油井水泥缓凝剂SCR180L 的合成及评价

针对深井、超深井、长封固段固井中大温差下水泥浆顶部强度发展缓慢或超缓凝的难题,以2- 丙烯酰胺基-2- 甲基丙磺酸（AMPS）、N- 乙烯基吡咯烷酮（NVP）和衣康酸（IA）为原料开发了新型高温缓凝剂SCR180L,并用红外光谱对共聚物的结构进行了表征。室内研究表明,SCR180L 可满足循环温度范围为70~180 ℃的固井需求;100 ℃、50 MPa 下,加入0.9%~1.8%SCR180L 的水泥浆稠化时间延长到127~331 min;150 ℃、70 MPa 下,加入2.7%~3.6%SCR180L 的水泥浆稠化时间延长到214~409 min,且随缓凝剂的加量增加而有规律的延长;温差70 ℃条件下水泥浆强度发展良好,24 h 水泥石强度大于14 MPa;缓凝剂抗盐能力可达到18%。现场应用结果表明,缓凝剂SCR180L 耐温性能好,温度适应范围广,对水泥石抗压强度的影响不明显,可以满足深井、超深井及长封固段、大温差固井的应用需求。     

抗高温硅酸盐水泥浆体系研究

针对高温条件下,常规硅酸盐加砂水泥浆体系存在的稳定性差、水泥石抗压强度衰退和开裂等问题,有针对性地开展了水泥高温增强材料优选、水泥石力学性能优化和抗高温硅酸盐水泥浆体系综合性能优化等研究,结果表明,高温条件下,掺加火山灰类高活性矿物材料能保证水泥石抗压强度良好发展,无衰退现象;优选的晶须/纤维材料对水泥石“降脆、增韧”作用显著,水泥石高温养护无开裂现象,且弹性模量能控制在9.0 GPa以内;通过配套使用高性能抗高温降失水剂、缓凝剂和高温稳定剂等外加剂,水泥浆体系综合性能良好,具有低失水、高温稳定性好、稠化时间可调、过渡时间短等特点。该研究成果对保证深井、超深井固井安全,提高固井质量具有重要意义。      

新型缓凝剂BCR260L性能评价及现场试验

针对深井长封固段固井时顶部水泥浆超缓凝的问题,研制了一种新型缓凝剂BCR-260L。通过室内试验评价了缓凝剂BCR-260L的缓凝性能、大温差条件下水泥石强度发展、抗盐性能,结果表明:该缓凝剂具有很好的耐高温性能,适用温度范围广,可满足循环温度70~180 ℃固井需求;根据现场对水泥浆稠化时间的要求,可通过调整缓凝剂BCR-260L的加量,调节水泥浆的稠化时间;缓凝剂BCR-260L对水泥石后期强度发展基本无影响,在大温差条件下强度发展快,能保证固井施工时顶部水泥浆强度发展;缓凝剂BCR-260L抗盐能力可达15%。现场应用表明,缓凝剂BCR-260L可以有效解决高温大温差条件下顶部水泥浆超缓凝的问题,具有广泛应用前景。      

超高温缓凝剂DHTR400的性能研究

针对大庆油田勘探开发对超高温缓凝剂的需要,研制了抗200 ℃超高温缓凝剂DHTR400,介绍了DHTR400的合成工艺,对其缓凝机理进行了研究;评价了DHTR400不同加量对水泥浆稠化时间的影响,考察了DHTR400对温度的敏感性以及对抗压强度的影响。实验表明,DHTR400具有良好的抗温性能,稠化时间可调,对温度敏感性小;在高温条件下,水泥石抗压强度发展迅速、平稳,并且具有较高的水泥石抗压强度。     

超高温缓凝剂DZH-3的性能研究

针对目前国内超深井对固井缓凝剂的需求,研制了高温缓凝剂A、B,然后将A、B以一定比例复配得到抗200 ℃的超高温缓凝剂DZH-3.评价了超高温缓凝剂DZH-3在150～220 ℃不同温度下及不同加量下的抗高温性能、高温稳定性能、高温抗压性能和综合性能等.结果表明:超高温缓凝剂DZH-3在不同加量下,水泥浆体系的稠化时间具有线性可调性且无超缓凝现象;加有DZH-3的配浆水在陈化14 d后,浆体的稠化时间及稠化曲线仍具有重现性;浆体在高温下24 h强度发展迅速,具有较高强度,无高温高压强度衰退现象;综合性能能满足固井现场的施工需求.     

不同类型固井水泥缓凝剂的作用特点对比

针对高温固井和水平井固井中易发生"气窜"的现象,选出AMPS/SSS/IA、SN-3和BH三种缓凝剂,采用正交实验法对比三种缓凝剂对水泥石性能的影响。实验结果表明:三种缓凝剂中,AMPS/SSS/IA具有耐高温的特性,易于控制稠化时间,抗压强度影响较小;SN-3在低于100℃的条件下具有良好的稠化性能,加量对水泥石抗压强度影响最小。但在超过100℃后缓凝性能受到一定的波动,稠化时间变得不稳定;缓凝剂BH在80℃~160℃范围内具有良好的缓凝性能,易于控制稠化时间。但是缓凝剂BH对水泥石早期强度影响较大,施工过程中水泥浆强度的稳定性较差。     

一种抗240℃超高温固井缓凝剂的研发与评价

随着我国油气资源勘探开发不断向深层挺进，深井、超深井面临着越来越高的温度、压力挑战。为了满足深层、超深层油气开发的需要，针对现有固井缓凝剂抗高温能力差（低于220℃）无法满足大于240℃超高温固井需求的技术难题，根据油井水泥水化产物吸附特点，通过优化分子结构设计，引入强吸附阳离子单体（CP-22）、不饱和羧酸等耐高温单体，制备出了一种新型四元超高温两性离子缓凝剂（HTRP），并通过红外光谱、高温高压稠化等方法对缓凝剂HTRP的分子结构和耐超高温性能进行了研究。研究结果表明：(1) HTRP耐超高温性能优异，在240℃超高温循环温度下水泥浆稠化时间达401 min，可有效延长油井水泥在超高温下的稠化时间；(2)在150～240℃对油井水泥浆调凝性能优异，对温度、加量不敏感，稠化时间线性可调，有利于深井、超深井水泥浆的安全泵送；(3)与其他固井水泥外加剂、不同地区产油井G级水泥配伍性好，对水泥石力学性能影响小，顶部强度发展迅速，可满足超高温井固井施工需求。结论认为，该缓凝剂有效地解决了超深井超高温缓凝剂的高温失效难题，为超高温聚合物类缓凝剂的分子结构设计及耐超高温性能提升提供了新思路，可为...     

R90抗盐水泥浆外加剂研究

介绍了配制饱和盐水水泥浆时盐对国产G级水泥浆性能的影响,包括水泥浆稠化时间、水泥石强度(早期强度和高温强度)、水泥-盐岩界面胶结状态及水泥石膨胀等。根据中原油田深井、高压、低渗透油藏、环空间隙小、盐层等特点研制了R90抗盐水泥浆外加剂,它包括3个主要组分:R906降滤失剂、R904分散剂和R909缓凝剂。室内模拟实验表明,使用加有R90抗盐外加剂的饱和盐水水泥浆固井,基本能满足封固盐岩层的技术指标。R90饱和盐水水泥浆在中原油田4口井进行了现场实验,固井成功率为100％。     

抗高温缓凝剂GH-ⅡB在中原油田固井中的应用

针对高温高压深井固井中发生的问题,中原油田采用了加有抗高温缓凝剂GH-ⅡB的水泥浆体系.该缓凝剂是有机多糖化合物经深度氧化后生成的液态物质,其羧基官能团能吸附在水化物表面形成保护膜,并抑制水化物与水接触,减缓水化物晶核的生成,从而降低水泥颗粒的水化速度.室内试验表明,抗高温缓凝剂GH-ⅡB具有较高的热稳定性,对水泥有良好的缓凝特性和一定的减阻能力,可适用于95～160 ℃的高温区域,稠化曲线近似呈直角;可形成早期强度,减少失重危害,并与其它外加剂配伍性良好.抗高温缓凝剂GH-ⅡB经在40多口探井和深井使用,效果良好,固井合格率达99%,优良率在80%以上.     

固井用新型高温缓凝剂的研究与应用

针对深井、超深井长封固段大温差水泥浆柱顶部强度发展缓慢的问题,通过自由基水溶液聚合方法,研制了新型聚合物类高温缓凝剂GWH-1,并对其性能进行了评价。结果表明:GWH-1耐温可达200℃,抗盐可达饱和;通过调整GWH-1加量,能调节水泥浆的稠化时间;经130℃养护后低密度水泥浆(1.30 g/cm3)的稠化时间为386min,在30℃下养护72 h后的抗压强度大于3.5 MPa;高温水泥浆无游离液且水泥石上下密度差小于0.02 g/cm3;水泥浆综合性能良好,解决了长封固段大温差固井水泥浆顶部超缓凝难题。GWH-1在塔里木油田RP7008井等进行了应用,封固段固井质量优良。对深井长封固段提高固井质量、简化井身结构及节约钻井成本等具有重要意义。     

紧密堆积优化水泥浆体系的优势与应用

利用紧密堆积理论,通过调节混合物固相的不同颗粒尺寸分布,使干混合物的堆积体积分数大于0.8而得到紧密堆积优化水泥浆(CemCRETE)。CemCRETE由于固相含量高、混合需水量低,液固比低,抗压强度发展快,使候凝时间缩短,建井速度加快,最终的抗压强度高;水泥石的渗透率小于0.05×10-3μm2,孔隙度一般为35％～45％,具有较好的防窜能力;水泥石收缩小,具有较好的层间封隔;CemCRETE水泥环还具有良好的耐久性、抗腐蚀性和抗射孔冲击能力。含高固相的优化水泥浆体系并不影响其密度和流变性,即使在高密度下也有恒定的粘度,胶凝强度低,滤失量和提粘效应低,易于混合和泵送,沉降稳定性好。低密度高性能水泥浆(LiteCRETE)是薄弱地层固井的理想材料,可用于打造斜塞、固尾管和浅层低压井固井,减少下套管柱层次和危险的多级注水泥作业及补救工作;高密度高性能水泥浆(DensCRETE)在高密度下提供较好的流变性,可现场调节密度和改善井控,在打造斜塞和高压注水泥作业中非常有效,可用于小井眼窄环空的固井;挤注水泥浆(SqueezeCRETE)具有滤失量和提粘效应低的特点,穿透较深,其高强度、低渗透率、低失水量的特性改善了注入条件,提高补救注水泥的成功率,并成为封堵废弃井的合适材料,常用于其它水泥材料不能修补的井眼问题;深水水泥浆(     

柠檬酸对油井水泥的作用初探

柠檬酸是一种较强的有机酸,离解度较大,离解后的离子对水泥浆具有缓凝作用和分散作用,但柠檬酸的作用不仅如此,室内实验结果表胆,柠檬酸影响水泥石强度的发展,在中,低温情况下随着加量的增大,柠檬酸具有较强的缓凝作用,但在高温情况下,缓凝效果呈一条曲线,在加量大于0．8％时,表现为促凝,在各种温度下,柠檬酸对水泥浆都具有分散作用,对盐水水泥浆的分散作用尤其突出,柠檬酸能够改善水泥浆的析水量,然而柠檬酸易被各种氧化剂氧化,因此对不同水泥浆体系性能的影响不稳定,如果水泥外加剂中含有醇类,或体系温度过高,柠檬酸将发生反应并失去,但在中,低温情况下,性能比较稳定。     

选择性渗透水泥石

分析了欠平衡钻进井眼的固井、产层堵漏和油层防砂开采作业中存在的问题，提出了解决这些问题的思路和选择性渗透水泥石的概念。选择性渗透水泥石不仅具有选择渗透性，而且具有选择相渗透性，它主要由水、水泥颗粒、增孔剂颗粒、连通剂和相渗剂等添加剂组成，增孔剂主要作用是增加水泥石的空隙度，连通剂主要作用是连通增孔剂、水泥颗粒之间的空隙，相渗剂主要作用是增加体系的相渗能力。选择性渗透水泥浆具有强的触变性，使水泥浆进入地层裂缝和孔隙中后，由于形成较大胶凝强度，阻止水泥浆的流动，减小漏失深度；该体系固相含量高，固相颗粒粒径分布范围宽，使其在较大裂缝和孔隙中多颗粒架桥的概率增大，封堵性增强；水泥石抗压强度较高，能满足某些特殊井固井、油井堵水、产层堵漏、油层防砂工艺的要求；水泥石具有很好的堵水输油性能，无论是单相渗流，还是两相同时渗流，油相的渗透性均好于水相的渗透性。     

抗高温低密度水泥浆体系的研究

室内确定了一种适用于热采井(井深约2000m,蒸汽驱时温度为350℃)的抗高温低密度水泥浆体系。该水泥浆体系密度在1.40-1.60g/cm3之间可调;失水量低;低温(40℃)养护后,早期强度大于15MPa,远高于一般的低密度水泥浆体系;高温(350℃)养护后,水泥石强度仍大于10MPa,体现了其优异的抗高温强度衰退性能。同时对该体系的降失水、调凝,增加早期强度和抗高温的作用机理作了初步的探讨。     

各种因素对水泥石抗压强度的影响

使用美国 EG&G CHANDLER 公司研制的 4265 型超声波强度测定仪,考察了未加砂水泥浆和加砂水泥浆 24 h 内的强度发展趋势,以及 CH20L 高温水泥浆体系各组分用量对加砂水泥浆 24 h 内抗压强度的影响。结果发现,CH20L 未加砂水泥浆强度呈对数曲线发展,CH20L 加砂水泥浆强度呈二级台阶走势发展,且未加砂水泥浆 24 h 内的强度发展比加砂水泥浆快;早强剂和降失水剂用量的增加及pH 值的升高使加砂水泥石 24 h 强度有所增大,缓凝剂和分散剂用量的增加及水泥浆密度的减小使水泥石 24 h 强度有所减小;不同批样水泥由于化学成分等的差异导致其水泥石强度发展曲线不同。     

世界主要固井公司基本水泥、特种水泥及外加剂产品汇总

表8充填荆和密度减轻剂 液体(悬浮液)按需供应BA一58LLW一SLD155一 FS一101 一液态硅质岩M Icrob】汉kM iLrusil一15L玻璃微珠Scotehlite.件或相似材料小珠按需供应LW一7一2LW一7一4按需供应玻璃珠Nowspheres 2000Esfelite火山灰微珠由煤燃烧形成的粉煤灰中提取粉末如 小珠C球LW一6D124陶珠 }S伴relite一NowsPheres 7000硅酸钠粉末或珠状偏硅酸钠Tb朽于ry MixDiaee】A偏硅酸钠 D79Diaee1ATXC一l Ee‘)n()!lte一nace,AEXCSE一15液体硅酸钠(液体) T卜rifty MixL硅酸钠(液体)D75EXT一100Eeonolite(液体)EXC一L专用充填…     

Properties and Application of Oil-well Cement Enhanced with a Novel Composite Toughening Agent

Brittle fracture of cement sheath, induced by perforation and stimulation treatments, can cause cross flow of formation fluid and increase casing damage. A novel agent XL was developed for solving the problem. Experimental results showed that the toughness of the set cement containing XL was improved remarkably. The engineering properties of the slurry containing XL, drag reducer USZ (0.2% BWOC), filtrate loss additive F17B (1.2% BWOC) and crystalloid expanding agent F17A (3% BWOC) could meet technical requirements of cementing operation. After perforation, good quality cement sheath enhanced with XL was observed by CBL/VDL logs in a deep well.     

泡沫水泥浆固井工艺技术

花土沟油田是青海石油管理局1个开发多年的主力油田,井深为1300m左右,现在所钻的井多为调整井,地层压力系数很低,仅为0.6~0.8,油层分布特点是薄、散、多,且上部80~150m还有浅气层,油层固井要求全井封固,水泥返至地面。该区块原来油层固井合格率为92%,优质率仅为48%,固井质量严重影响了该油田的产能建设和合理开发。为了解决这一固井难题,对泡沫水泥浆固井技术进行了研究,并对5口井进行了油层封固,固井施工顺利,未发现漏失现象,经声幅测井证实,5口井水泥均返至地面,油层固井优质率高达100%。实践证明:这种新型的低密度化学泡沫水泥解决了低压易漏井、长封固段井和稠油热采井的固井难题,提高了固井质量,缩短了建井周期,节约了成本,经济效益十分显著。     

水泥候凝时间及其影响因素的试验研究

针对温度,水灰比,缓凝剂这些影响水泥候凝时间的主要因素展开了试验研究。试验结果分析得出：（1）对同一温度同一缓凝剂,水灰比每减少约105,最佳时间相应减少1－3h;（2）对同一水灰比同一缓凝剂,温度每升高10℃,最佳测井时间缩短约2h;（3）对同一温度同一水灰比,缓凝剂增加0．2％,最佳测量时间延迟2－3h,（4）温度,水灰比,缓凝剂都是单独起作用,相互不受影响。     

一种固井合成水泥石的研制与室内评价

对一种基于环氧树脂的合成水泥石技术进行了研究,通过研制不同密度的浆体,考察了浆体在不同温度下的可泵性、力学性能、抗污染性能、胶结强度以及清洗问题。研究结果表明,采用减轻剂(如玻璃微珠)或加重剂(如炭黑、micro Max),并配套防沉降剂,可得到密度范围为0.8~1.80 g/cm3的合成水泥石;采用不同活性芳香胺类固化剂、固化促进剂及其组合,可实现合成水泥浆在45~125℃范围内的泵送要求;合成水泥石力学性能远好于基于橡胶粉改性的弹韧性水泥石;合成水泥浆抗油基钻井液污染可达30%。另外,合成水泥浆还能明显提高油井水泥的胶结强度;使用20%的乙醇水溶液,可较容易地清洗残留在器皿上的合成水泥浆。该合成水泥石是一种非常理想的油井封隔材料。