DZD型高效双相分散冲洗液的室内研究

改善钻井液-冲洗液-水泥浆这三液两界面的相容性,减少彼此絮凝和结构的破坏,可以有效提高注水泥顶替效率和界面胶结强度,保证较好的固井质量。通过大量的室内研究,优选出一种高效双相分散剂,确定冲洗液配方。性能评价结果表明,该冲洗液具有良好的流变性,与低固相钻井液和水泥浆均具有良好的相容分散性;对低固相泥浆冲洗效率达到了90%以上,界面胶结强度平均提高50%以上。此外,通过电镜、原子力显微镜等现代分析手段,对胶结强度提高原因进行了微观分析。     

用于油井水泥的JAS型无皂胶乳的合成及性能研究

采用无皂乳液聚合方法,合成以苯乙烯(St)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(n-BA)为单体,以2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS）为乳化剂的无皂乳液JAS。通过;粒径分析、Zeta 电位、透射电镜及热重分析等方法,研究AMPS用量对乳液粒径分布、Zeta电位值以及乳液热稳定性等性能的研究。该乳液无需加入稳定剂,即可用于油井水泥,制成的JAS胶乳水泥。JAS胶乳水泥石养护72 h的抗压强度和胶结强度与基浆水泥石的抗压强度和胶结强度相比,分别提高13.35MPa和1.15MPa。这说明JAS乳液可以显著地改善油井水泥的性能。     

环境响应型聚合物对水泥石抗CO2腐蚀性能的影响

利用压汞法、扫描电子显微镜和X射线衍射仪等分析方法研究了环境响应型聚合物ERP对油井水泥石抗CO₂腐蚀性能的影响,并揭示了其改善水泥石抗腐蚀性能的作用机理。结果表明,聚合物ERP使腐蚀60 d的水泥石孔径分布发生明显变化,有害孔（>100 nm）减少51.13%,微细孔（<50 nm）增大32.07%,总孔隙率降低16.31%,孔径细化;聚合物ERP可在水泥石遇酸表面或者内部形成一层膜状物质,膜状物质有效屏蔽了腐蚀介质与水化产物的直接接触,保持了水泥石结构完整性和水化产物相对稳定性;ERP改善水泥石抗腐蚀性能的作用机理为形成水化产物"包被层",减少与离子交换源接触机会;腐蚀环境下形成连续分布"膜状物质",阻断酸性腐蚀介质渗流通道。     

双重强化界面胶结强度技术

通过使用含有大量活性颗粒的LQ冲洗液配合CW自愈合水泥浆体系,利用活性颗粒的"楔合效应"与自愈合水泥的"微膨效应"起到双重强化界面胶结强度的效果,并利用环境扫描电镜、原子力显微镜等现代分析手段,对其作用效果进行了微观分析。得到了LQ冲洗液配方为:水+0.5%HEC+1%KZ-1+2%GF-1+2%JM-1+7%硼酸+1.5%JFC-1。实验结果表明,冲洗液的流变性能良好,对三磺钻井液的冲洗效率达到了82%,并且在110℃老化后仍能保持较好的流变性能,并可提高界面胶结强度50%以上。     

油基泥浆用弱酸性冲洗液的室内研究

油基泥浆具有低滤失和低伤害等优点,但其滤饼难以清除,固井质量受到严重影响。在前期研究成果基础上,通过对悬浮剂、渗透剂、弱酸和微硅的种类或加量的优化,得到了一种新型弱酸性冲洗液XY-1。室内研究结果表明,XY-1流变性优异,稳定性和相容性良好,对油基泥浆滤饼的冲洗效率超过80%,并能大幅提高界面胶结强度。     

用于油井水泥的JAS型无皂胶乳的合成及性能

采用无皂乳液聚合法,合成以苯乙烯(St)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(n-BA)为单体,以2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)为乳化剂的无皂乳液JAS。通过粒径分析、Zeta电位、透射电镜及热重分析方法,考察了AMPS用量对乳液粒径分布、Zeta电位值以及乳液热稳定性等的影响。该乳液无需加入稳定剂,即可用于油井水泥,制成JAS胶乳水泥。JAS胶乳水泥石养护72 h的抗压强度和胶结强度与基浆水泥石的抗压强度和胶结强度相比,分别提高13.35 MPa和1.15 MPa。这说明JAS乳液可以显著地改善油井水泥的性能。     

高密度高效冲洗液XM-1

由于深井、超深井的井底温度和地层压力高,容易发生油气水窜,导致水泥环的胶结质量较低。在研究多功能冲洗液的基础上,研发了一种高密度高效冲洗液XM-1,以优选出的植物胶X-P作为悬浮剂,以磁铁矿CTK-1为加重材料,以矿渣KZ-1为界面增强剂。对该高密度高效冲洗液进行了性能评价。结果表明,冲洗液XM-1与油基钻井液相容性高,泥饼清洗率高,与单独用CTK-1加重的冲洗液相比,界面胶结强度提高了50%以上;经过含有KZ-1的冲洗液冲洗的界面,微膨水泥在界面可以很好地胶结,即使在微裂缝处也可以生成大量层状物并填充空隙,形成良好的封隔能力,而未加KZ-1的冲洗液冲洗的界面,界面胶结存在明显的裂缝,而且裂缝中也没有填充物。     

非渗透性随钻堵漏剂HTK-1的室内性能评价

自制非渗透堵漏剂HTK-1加入钻井液中,对钻井液的配伍性、钻井液老化后性能的影响以及岩心封堵等方面进行评价。实验表明,该堵漏剂HTK-1能在随钻过程中防止漏失,减小漏失量,提高地层承压能力,从而有效地实施封堵,保证钻井过程的顺利进行。     

新型胶乳的合成及其在实心低密度水泥中的应用研究

长封固井段和低压易漏井段等复杂井段通常利用低密度水泥浆进行固井,西南石油大学与胜利油田钻井工艺研究院合作开发的实心低密度水泥浆体系,具有密度稳定、早期强度高和成本较低等优点,但存在失水量偏大和胶结能力较低的问题。采用苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸正丁酯三元共聚,制得一种新型胶乳,并应用于实心低密度水泥中。实验结果表明,失水量降低20%,有效减少体积收缩,提高胶结强度30%以上。SEM结果显示,水泥石结构致密,质量较好。