本文選題：偏高嶺土 + 鉆井液��； 參考：《西南石油大學(xué)》2016年碩士論文

【摘要】：固井過程中,由于固井二界面膠結(jié)性能不良導(dǎo)致井筒環(huán)空封隔失效,嚴(yán)重影響油氣井生產(chǎn)壽命,增加井筒安全風(fēng)險,后期修井、棄井成本巨大。為此,人們針對提高固井二界面膠結(jié)性能提出了多功能鉆井液技術(shù)和MTC (Mud to Cement)技術(shù)。但是,多功能鉆井液技術(shù)嚴(yán)重影響鉆井液性能,成本高、浪費大；MTC技術(shù)工藝復(fù)雜,廢液處理困難,對環(huán)境影響較大。針對上述問題,本研究通過實驗探索了加入人造地質(zhì)聚合物偏高嶺土后,鉆井液流變性、濾餅厚度、濾失性、沉降穩(wěn)定性等工程性能,并通過SEM、EDS、XRD和FT-IR等檢測手段研究和討論了含有偏高嶺土的鉆井液對固井二界面膠結(jié)性能的影響及作用機(jī)理。鉆井液常規(guī)工程性能測試結(jié)果表明,在較低加量下(5-25%),較相同加量重晶石,偏高嶺土對鉆井液流變性、濾失性、濾餅厚度、沉降穩(wěn)定性及老化性的影響更加明顯,但各項性能參數(shù)均在允許范圍內(nèi)。其中,偏高嶺土加入鉆井液后,有助于減小鉆井液濾失量,形成更薄的濾餅,提高鉆井液體系穩(wěn)定性；偏高嶺土對鉆井液性能的影響呈現(xiàn)規(guī)律性,隨偏高嶺土粒徑變化、加量變化,鉆井液各項性能參數(shù)均呈現(xiàn)明顯的規(guī)律性。固井二界面膠結(jié)強(qiáng)度測試結(jié)果表明,偏高嶺土作為外摻料代替重晶石加入鉆井液,二界面膠結(jié)強(qiáng)度明顯提高。材料規(guī)格、加量,養(yǎng)護(hù)溫度以及鉆井液沖洗時間都是偏高嶺土加入鉆井液對二界面膠結(jié)強(qiáng)度的影響因素。其中,當(dāng)養(yǎng)護(hù)溫度和沖洗時間一定時,MK-800的加量≥20%,二界面膠結(jié)強(qiáng)度提高超過500%;隨養(yǎng)護(hù)溫度升高,加入偏高嶺土的鉆井液形成的二界面膠結(jié)強(qiáng)度也增大；隨鉆井液對二界面的沖洗時間增加,二界面膠結(jié)強(qiáng)度增大。機(jī)理分析表明,1)偏高嶺土加入鉆井液后,在鉆井液與二界面循環(huán)接觸的過程中參與二界面沉積,成為了鉆井液濾餅的重要組成成分；2)含有偏高嶺土的鉆井液濾餅與水泥漿水化環(huán)境之間存在交互作用,水泥水化過程中產(chǎn)生的Ca(OH)2與偏高嶺土的Al、Si的氧化物發(fā)生反應(yīng),生成了具有非晶特性的凝膠產(chǎn)物；3)由于水泥水化反應(yīng)與含有偏高嶺土的濾餅的活化反應(yīng),濾餅與水泥石之間通過凝膠產(chǎn)物相互連接,是固井二界面膠結(jié)性能得到提升的主要原因。本研究中,偏高嶺土在較低加量下,對鉆井液工程性能的影響滿足工程要求,同時能夠顯著提高固井二界面膠結(jié)強(qiáng)度,有望克服多功能鉆井液技術(shù)和MTC技術(shù)的缺陷,成為改善固井二界面膠結(jié)性能的新技術(shù)。此外,該技術(shù)成本低廉、可靠性高、對環(huán)境友好,研究價值可觀。
[Abstract]:In the process of cementing, due to the bad Cementing Performance of the two interface of cementing, the failure of the wellbore sealing separation, which seriously affects the production life of the oil and gas wells, increase the risk of wellbore safety, and later repair the well, the cost of the well abandonment is huge. Therefore, the multifunction drilling fluid technology and the MTC (Mud to Cement) technology are put forward to improve the cementing performance of the cementing well. Multi-function drilling fluid technology seriously affects drilling fluid performance, high cost and great waste, MTC technology is complicated, waste liquid is difficult to treat and has great influence on the environment. In this study, this study explored the engineering properties of drilling fluid flow degeneration, filter cake thickness, filter loss and settlement stability after adding artificial geopolymer to high ridge soil. SEM, EDS, XRD and FT-IR were used to study and discuss the effect of drilling fluid containing metakaolin on Cementing Performance of cementing two interface and its mechanism. The influence of thickness, settlement stability and aging property is more obvious, but all the performance parameters are within the allowable range. Among them, the addition of the drilling fluid to the drilling fluid can help to reduce the filtration loss of drilling fluid, form a thinner filter cake and improve the stability of the drilling fluid system; the effect of the ridge on the performance of drilling fluid is regular, with the grain of kaolin The performance parameters of the drilling fluid have obvious regularity. The cementing strength test results of the two interface cementing strength show that the two interface cementation strength of the metakaolin as the outer admixture instead of the barite added to the drilling fluid is obviously improved. The material specification, the addition amount, the curing temperature and the drilling fluid washing time are all the metakaolin. The influence factors of drilling fluid on the cementation strength of the two interface, among them, when the curing temperature and time are fixed, the addition of MK-800 is more than 20%, the cementation strength of the two interface is increased by more than 500%, and the two interface cementation strength formed by the drilling fluid adding the ridge soil increases with the increase of curing temperature, and the time for the washing of the two interface increases with the drilling fluid two. Two The interfacial cementation strength increases. The mechanism analysis shows that, after the drilling fluid is added to the drilling fluid, it participates in the two interface deposition during the cyclic contact between the drilling fluid and the two interface, and has become an important component of the drilling fluid filter cake; 2) there is interaction between the drilling fluid filter cake containing the high ridge soil and the hydration environment of the cement slurry, and the cement hydration is over. The Ca (OH) 2 produced in the process reacts with the oxides of Al and Si in the metakaolin and produces the gel products with amorphous properties; 3) the interaction of the filter cake and the cement stone through the gel products is the main reason for the enhancement of the cementing performance of the two interface of the cementing area. In this study, the effect of the metakaolin on the engineering performance of the drilling fluid satisfies the engineering requirements under low addition, and it can also significantly improve the cementing strength of the two interface. It is expected to overcome the defects of the multi-functional drilling fluid technology and MTC technology, and become a new technology to improve the cementing ability of the two interface of cementing. In addition, the technology is cheap and reliable. High, friendly to the environment and considerable research value.
【學(xué)位授予單位】：西南石油大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TE254

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本文編號：2115165