新型鉆井固井一體化工作液技術(shù)研究.pdf

1、本文從潛活性材料的活化水化機(jī)理特性入手，采用室內(nèi)實(shí)驗(yàn)、現(xiàn)場(chǎng)模擬試驗(yàn)、數(shù)值對(duì)比分析和界面微觀分析相結(jié)合的技術(shù)路線對(duì)活性材料的特性、工作液的基本配方、安全性、泥餅固化及現(xiàn)場(chǎng)施工工藝等進(jìn)行了系統(tǒng)研究，形成了鉆井固井一體化工作液技術(shù)和配套的鉆井固井工藝措施，研究成果在現(xiàn)場(chǎng)得到推廣應(yīng)用。 首先，基于超高強(qiáng)度水泥理論和其它復(fù)合材料等理論，研發(fā)出鉆井固井一體化工作液用復(fù)合活性膠凝材料ASCP和增塑劑ZSJ。ASCP含有高活性的亞穩(wěn)態(tài)多相復(fù)合材

2、料，能通過吸附作用結(jié)合到粘土晶層端部、快速堵塞粘土層之間的縫隙以及有效抑制粘土的水化、改善頁巖界面張力；ZSJ較一般水泥所用的單一纖維增韌劑好，能增強(qiáng)固化體的韌性，使其抗沖擊韌性及抗折強(qiáng)度分別提高20％以上。以常規(guī)水基鉆井液為“基液”，加入研選的潛活性膠凝材料、流型調(diào)節(jié)劑、活性激發(fā)劑和活性調(diào)節(jié)劑即轉(zhuǎn)化為鉆固一體化工作液。該工作液具有流變性、穩(wěn)定性好，失水小、相容性好、靜膠凝強(qiáng)度過渡時(shí)間短等特點(diǎn)。其固化物具有抗鹽、酸等腐蝕能力強(qiáng)，對(duì)套管腐

3、蝕小等優(yōu)點(diǎn)。通過考察溶液pH值、鹽水、復(fù)合鹽水和高溫高壓下老化時(shí)間對(duì)一體化工作液活性、流變性等綜合性能的影響發(fā)現(xiàn)，溫度、時(shí)間和pH值是活性控制的重點(diǎn)。一體化工作液和井壁上形成的泥餅通過激活作用可以整體固化，固化的泥餅與水泥漿膠結(jié)效果良好。在不同井型的共8口井的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)與應(yīng)用結(jié)果表明，鉆固一體化工作液可通過多種水基鉆井液體系轉(zhuǎn)化而成。工作液的綜合性能達(dá)到安全鉆井和固井技術(shù)要求，試驗(yàn)井井徑擴(kuò)大率在3.2-6.9％之間，施工成功率100％，固