改性沥青粉对油井水泥浆体系的影响.pdfVIP

第31卷 第 5期 钴 井 液 ．1b 完 井 液 V01．31No．5 2014年 9月 DRILLING FLUID COMPLETIONFLUID Sept．2014 doi：10．3969~．issn．1001-5620．2014．05．021 改性沥青粉对油井水泥浆体系的影响 张春梅， 张虎， 尹强， 常培敏 (西南石油大学材料科学与工程学院，成都) 张春梅等 ．改性沥青粉对油井水泥浆体系的影响fJ1．钻井液与完井液，2014，31(5)：75—77． 摘要 水泥环在井下地层应力、交变温度和后期工程作业 中的完整性容易遭到破坏。采用改性沥青粉HRLQ作增 韧剂，配制出了增韧水泥浆体系。通过室内研究表明，改性沥青粉HRLQ与油井水泥的相容性较好，具有优 良的缓凝 性能，它的掺入对水泥石抗压强度影响不大，但提高了水泥石的抗拉强度和韧性。当改性沥青掺量为 1．5％时．水泥 石抗拉强度增加了35％，拉压比增大了41％；水泥石的单轴压缩应力一应变曲线中，当改性沥青HRLQ的掺量为5．0％时， 弹性模量降低 了40％；改性沥青粉的加入使水泥石孔隙变小，结构更致密，抗拉强度、韧性、形变能力都有较大的提高。 关键词 改性沥青 ；增韧剂 ；油井水泥 ；力学性能 ；弹性模量 中图分类号：TE256．6 文献标识码：A 文章编号2014)05．0075—03 固井水泥环脆性大，在地层应力、交变温度应 1)抗压强度。将配制好的水泥浆注入 2．54cmx 力等环境因素和射孔等工程因素的作用下容易产生裂 2．54cm的钢模中，在6O℃水浴中养护 1、3、7d后 纹，破坏水泥环的完整性，导致油气水窜，从而影响 脱模，用电子液压式压力试验机测试水泥石抗压强度。 油气资源的开采，严重时甚至会导致工程事故 [1】。从 2)抗拉强度。将配制好的水泥浆注人 5．0cm× 经济和安全的角度考虑，提高油井水泥石的形变能力 2．5cm的钢模中，在 6O℃水浴中养护 7d后脱模， 是一项非常必要的工作。将聚合物材料掺人固井水泥 采用电子液压式压力试验机进行劈裂试验，测试水泥 浆中，可以降低水泥环脆性 2[】。沥青是一种含有饱和 石抗拉强度。 分、芳香分、胶质、沥青质的有机胶凝材料，具有 良 3)单轴压缩实验。将配制好的水泥浆注入边长 好的弹性、形变能力和填充能力，在柔性道路工程中 为5cm的立方体钢模中，在 60qc水浴中养护 14d 被广泛使用，而在固井工程中的应用还鲜有报道。针 后取心，用美国GCTS公司的RTR一1000型伺服控制 对固井水泥环脆性大，形变能力不足的缺点，考虑沥 三轴岩石测试系统进行测试，得到单轴压缩应力一应 青具有 良好的弹性形变能力，采用具有较高软化点和 变曲线。 亲水性的改性沥青粉进行复配后的试样HRLQ作增 4)采用 日本电子JSM一7500F型扫描电子显微镜 韧剂，研究其对油井水泥浆体系工程性能、力学性能 (SEM)观察水泥石断面形貌。将放在乙醇里面的水 和微观形貌的影响，为深入研究和解决固井水泥环本 泥石取断面干燥后，喷涂金，工作电压为5kV，发 体完整性问题提供一定的理论依据。 射 电流为 1O A，放大倍数为 10000。 1 实验材料和方法 2 结果与讨论 实验材料 ：G级高抗硫酸盐油井水泥，G33S降 2·1 改性沥青对水泥浆工程性能的影响 失水剂，SXY-2分散剂，改性沥青粉。 为了使沥青水泥浆在固井时能够安全泵送，研究 按APISpec10A规范，在水灰比为0．44下配制 了改性沥青HRLQ对水泥浆性能的影响，实验结果 不同掺量HRLQ的水泥浆，实验方法如下。