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辽河油田稠油热采井固井铝酸盐水泥体系研究

伍鹏  
【摘要】:现目前稠油开采主要以热力采油为主。热力采油时蒸汽温度通常高达350℃,在高温热采条件下,井筒将反复多周期经受蒸汽产生的高温,油井水泥环在高温下抗压强度衰退,渗透率增加,水泥石的稳定性和均质性遭到破坏,直接影响井筒完整性,大大缩短稠油热采井的生产寿命,降低开采效率。论文针对现有稠油热采井固井水泥存在高温下强度衰退,渗透率增大的问题,开展适用于辽河油田稠油热采井的铝酸盐水泥浆体系研究,保证稠油资源安全和高效开发具有重要意义。 论文以辽河油田工况条件为研究背景,通过模拟稠油热采井水泥环所承受的高低温循环水湿环境,考察水湿环境对铝酸盐水泥石强度的影响规律,优选出性价比较高的铝酸盐水泥作为试验研究的基材。并针对其应用于稠油热采井固井存在的不足,使用水泥外掺料对其性能进行改进,优选出性能稳定的改性外掺料。在确定水泥与外掺料基本配比的基础之上,通过优选与铝酸盐水泥相容性良好的降失水剂和缓凝剂,使得水泥浆综合性能满足现场施工要求。论文还对铝酸盐水泥主要的水化产物进行研究,对改性铝酸盐水泥石耐高温机理进行分析,外掺料中的SiO2大量参与水化反应,使得改性铝酸盐水泥石具有良好的高温耐温性能和长期稳定性。最后,该体系成功应用于现场固井实践中。 论文成功研发出一套适用于常规密度,能够满足循环温度30~80℃的铝酸盐水泥浆体系。该体系具有良好的沉降稳定性和流变性,API失水量低,稠化时间易于调节,综合性能良好等特点。水泥浆早期强度发展良好,水泥石耐温性能优异,长期强度发展稳定。 铝酸盐水泥浆体系在辽河油田Q-1、W-1和W-2井得到了成功应用。这是铝酸盐水泥浆体系在国内外进行的首次现场应用,整个施工过程顺利。Q-1井生产一个周期以后,其固井质量还有较大的提升,说明水泥环耐高温性能及耐久性能良好,具有较好的应用前景。该体系为解决稠油热采井层间封隔这一重大技术难题提供了一种新的技术对策。


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