具有温敏固化功能的复合水泥堵漏剂研究

• 作 者: 郭国浩
• 出 处: 西安石油大学
• 发表日期: 2020年12期
• 关键词: 温敏 水化反应 水泥 堵漏剂

本文针对各类堵漏剂自身存在的问题诸如:(1)桥塞材料仅靠物理堆积作用形成的暂堵层,承压能力较差;(2)化学材料成本较高、对于小裂缝有着良好的封堵能力,当遇到恶性漏失则无法发挥作用;(3)水泥浆抗污染能力弱,在与钻井液掺混后会影响其性能,甚至引发事故,其滞留漏层裂缝的能力较差。本文通过筛选出具有温敏固化的水泥材料,与桥塞材料复配,并以钻井液类的基浆作为载体,形成温敏固化堵漏剂。既能够保证堵漏剂安全准确泵送至漏层,同时堵漏剂能够有效滞留在漏缝中,并在地层温度的作用下能固化粘合形成有效滞留段,将会大大提高其封堵成功率。实验结果表明:通过对比实验发现,硅基水泥和镁基水泥在不同温度下反应速率会有不同的变化,具有温敏固化的特性。然而,硅基水泥在较高温度下,水化速率过快,水化强度严重受到影响,且硅基水泥的组分较多,水化反应繁琐,不易控制。与之相对的镁基水泥组分较少,便于控制,能够通过温度影响其水化反应的进行,适合升温条件下的远距离运输,固结强度受温度影响不大。因此,本文选用镁基水泥作为堵漏剂的主剂。通过实验确定悬浮稳定剂、降失水剂、桥塞材料的配方,形成了桥塞堵漏工作液。在桥塞工作液中,确定镁基水泥的加量、YHM-1与LHM-H的配比调节堵漏工作液的固化性能,从而确定Ⅰ型-堵漏剂的配方。通过对其固化性能的研究,发现Ⅰ型-堵漏剂仅能够满足T≤60℃井深的漏层堵漏。缓凝剂HN-2作为调节剂加入Ⅰ型-堵漏浆,缓凝剂的加入使得堵漏剂能够满足60℃<T≤80℃的井温,当温度>80℃后,Ⅱ型-堵漏剂也没法满足要求。由于Ⅰ型和Ⅱ型堵漏剂,不适用高温环境(>80℃)下的漏失堵漏。因此,需要对堵漏剂进行优化。通过实验发现有机胶结剂-WBER,具有原料低毒、耐热性能好、固化强度高等优点,其固化条件受WBER固化剂的固化条件控制WBER固化剂的种类繁多,适用温度范围更广。通过实验,确定了 WBER作为有机胶结剂的主剂,能够与堵漏浆复配,且可以通过改变WBER的类型控制堵漏浆的固化性能。最后,在Ⅰ型-堵漏剂的基础上,改变了镁基水泥的加量,引入一定量的WBER,以及WBER固化剂形成了Ⅲ型-堵漏剂。