【摘 要】
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油气井固井结束后,在固井二界面处会有一层泥饼(典型厚度为2-5 mm)残留,这层泥饼的存在容易导致环空二界面密封失效,同时也是导致环空水泥石整体密封能力失效的关键。本文在泥饼固化技术的实验方法和实验思路的基础上,基于吸水树脂的成胶原理,提出了泥饼弹性化方法。该方法以固井流体作为依托介质,不改变钻井液组成与性能,将弹性化剂置于固井流体(主要是前置液)中,弹性化剂在固井流体向地层中的滤失过程中被带入泥
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油气井固井结束后,在固井二界面处会有一层泥饼(典型厚度为2-5 mm)残留,这层泥饼的存在容易导致环空二界面密封失效,同时也是导致环空水泥石整体密封能力失效的关键。本文在泥饼固化技术的实验方法和实验思路的基础上,基于吸水树脂的成胶原理,提出了泥饼弹性化方法。该方法以固井流体作为依托介质,不改变钻井液组成与性能,将弹性化剂置于固井流体(主要是前置液)中,弹性化剂在固井流体向地层中的滤失过程中被带入泥饼中,通过控制泥饼成胶时间使其在注水泥结束后发生交联反应实现泥饼转化成弹性化泥饼。为了优选出对弹性化泥饼具有良好作用性能的弹性化剂及钻井液外加剂,本文通过混掺的方式制备黏土和弹性化剂的聚合物试样,通过测试试样的抗压回弹率、吸水倍率和抗压强度得出了成胶性能最优的弹性化剂配方,明确了钻井液外加剂对试样性能的影响规律。通过室内实验,研究了挤入压力、挤入时间、弹性化剂浓度对弹性化泥饼性能的影响规律,并对弹性化泥饼的微观结构进行了分析表征。最后实验研究了弹性化泥饼对环空密封性能的影响。研究结果表明,以丙烯酰胺、N、N-亚甲基双丙烯酰、过硫酸铵为弹性化剂可以制备出抗压恢复率、抗拉强度等性能较好的弹性化泥饼。随着挤入压力、挤入时间、弹性化剂浓度的逐渐增加,弹性化泥饼的性能逐渐改善并趋于稳定。钻井液外加剂对弹性化泥饼的性能有较大影响,但是不影响弹性化泥饼的成胶性。与未弹性化的泥饼相比,弹性化泥饼可较好的改善环空二界面的持久密封性能。本文的研究成果,对改善环空水泥环二界面的密封性能具有重要意义。
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