新疆顺北区块深井高温固井液研究

来源 :中国石油大学(华东) | 被引量 : 0次 | 上传用户:sunhoe
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顺北区块油气资源储量丰富,是中石化在塔里木盆地的重点产能建设区域。该区块平均井深7300 m以上,平均井底静止温度150℃以上。高温下加砂水泥石面临着长期强度衰退、弹塑性差易出现微裂纹等难题,破坏水泥环完整性,易引起环空气窜等。本文针对顺北区块情况,对高温高压深井的固井液进行了研究,主要研究内容和成果如下:根据活性硅、钙等金属化合物高温高压下的水热合成固化原理,结合顺北区块的温压环境,针对性地开展了水热合成材料的粒径、组分配比、水固比以及温度等对其高温强度的影响研究,分析了水热合成固井材料的高温固化规律,探究了水热合成固井材料的高温稳定机制,设计出适用于顺北区块高温固井的水热合成型固井材料体系,体系最优粒径分布为50-125μm、水固比为0.44,其150℃/24 h抗压强度达到27.2 MPa,高温下主要水热生成雪硅钙石和硬硅钙石,并且固化物结构致密,随着温度升高及养护时间增加,固化产物抗压强度呈上升趋势,表现出良好的高温力学稳定性。优选出适合于水热合成型固井材料体系的2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)聚合物类高温缓凝剂HX-36L、降失水剂HX-12L,无机增韧材料玄武岩纤维和纳米液硅类防窜剂,确定了各种外加剂的最优加量,研究出适合顺北区块高温条件(≥150℃)的水热合成固井液:水热合成材料100份+缓凝剂HX-36L 0.8份+降失水剂HX-12L 2.5份+玄武岩纤维0.3份+纳米液硅1.5份+减阻剂0.3份+水44份,该固井液具有良好的性能,流动性好,稠化时间合理,API失水量34 m L/30 min,水泥浆性能系数SPN值为2.8,抗压强度30.6 MPa(150℃×72 h),10 d强度32.9 MPa,弹性模量6.993 GPa。结果表明该高温固井液浆体性能满足现场施工要求,高温下有较高抗压强度,长期强度不衰退,表现出优良的高温力学性能,且防窜能力较好,为顺北区块高温固井提供技术支持。
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