空心玻璃微珠水泥浆在煤层气固井中的应用刘凯.pdfVIP

第 43 卷第 4 期 辽 宁 化 工 Vol.43，No. 4 2014 年 4 月 Liaoning Chemical Industry April，2014 空心玻璃微珠水泥浆在煤层气固井中的应用 刘 凯，耿 勇，桑鹏飞 (中原石油工程有限公司固井公司，河南 濮阳 457000） 摘 要 ：用常规的油井水泥浆对煤层进行封固，容易引起固井漏失，造成煤储层的污染。本文通 过分析固井作业对煤储层的损害机理，提出了一种高强度、低密度水泥浆体系—空心玻璃微珠水泥浆， 以减轻水泥浆密度，提高水泥环强度，从而最大限度降低对煤储层的伤害、提高固井质量。 关 键 词 ：煤层气；固井；空心玻璃微珠 中图分类号：TE 256 文献标识码 ： A 文章编号 ： 1004-0935（2014）04-0425-03 目前，我国煤层气钻完井缺乏针对煤层气储层 2 空心玻璃微珠的性能 特性的技术和标准，大多沿用石油天然气钻完井技 术和标准，煤层气固井更是缺乏统一的标准。用常 空心玻璃微珠是一种高强度、低密度的减轻 规的油井水泥浆对煤层进行封固，容易引起固井漏 剂，其主要化学成分是碱石灰硼硅酸盐玻璃[2] 。图 1 失，造成煤储层的污染。 是空心玻璃微珠的偏光显微镜照片和 SEM 照片。由 本文通过分析固井作业对煤储层的损害机理， 图看出：空心玻璃微珠光泽度、圆度都比较高，是 提出了一种高强度、低密度水泥浆体系—空心玻璃 一种密闭中空的玻璃球体，有坚硬的外壳，内部充 微珠水泥浆，以减轻水泥浆密度，提高水泥环强度， 有稀薄的氮气。 从而最大限度降低对煤储层的伤害、提高固井质 量。 1 固井作业对煤层的损害机理分析 （1）煤层气的主要储集空间和渗流通道是煤 层的孔隙和割理，固井时，水泥浆中的固相颗粒运 图 1 空心玻璃微珠的偏光显微镜照片和 SEM 照片 移至其中，造成机械封堵，继而引起孔隙度和渗透 率的大幅度下降，不利于煤层气的解吸。 经室内研究，空心玻璃微珠真密度小，其密度 （2）煤层往往具有较高的粘土矿物含量，当 可在 0.20~0.60 g/cm3 之间进行调节，容易均匀分散 水泥浆滤液进入煤层后，造成粘土矿物的水化膨 于有机溶剂中；抗压强度高，当抗静压强度达到 60 胀，引起孔隙度和渗透率的降低。此外，煤本身也 MPa 时，球体破损率小于 10%；晶体稳定，呈化学 具有吸收液体而产生膨胀的性质，且煤吸收液体导 惰性，不溶于水和油，除氢氟酸以外不与任何物质