【摘要】：在固井中常會遭遇異常高壓氣層、高壓鹽水層和高溫高壓地層,為了能夠壓穩(wěn)地層,常采用抗高溫高密度水泥漿體系固井。而高密度水泥漿體系由于其不同的外摻料和復雜的井下高溫環(huán)境,其內(nèi)部結(jié)構(gòu)與晶相組成以及水泥漿穩(wěn)定性都會發(fā)生變化,如果以正常密度的水泥石的聲學特性反應為標準來評價高密度的水泥石的固井質(zhì)量,所得到的評價結(jié)果是不準確的。室內(nèi)實驗研究了鐵粉高密度水泥、磁鐵粉高密度水泥和錳粉高密度水泥漿體系的漿體密度、養(yǎng)護溫度、水泥石抗壓強度、聲速和聲阻抗等因素之間的關系。研究表明:高密度水泥石的抗壓強度和聲速均與水泥漿密度呈線性負相關關系;水泥石的聲速和聲阻抗是綜合因素作用的結(jié)果,與水泥漿的加重劑類型、水灰比、水泥漿的養(yǎng)護溫度等因素都有關系,而不會僅僅與某一種因素呈現(xiàn)相關性;鐵粉和錳粉高密度水泥漿體系,水泥石的聲阻抗與抗壓強度呈良好的線性關系,而磁鐵粉高密度水泥漿體系的水泥石聲阻抗與抗壓強度則呈現(xiàn)良好的二次項關系。同時,進一步研究了高溫條件下硅酸鹽水泥的水化產(chǎn)物,揭示了不同溫度下聲波傳播變化規(guī)律的內(nèi)在機理。高密度水泥石與常規(guī)密度水泥石在聲學性質(zhì)上的差異使得常規(guī)密度水泥固井質(zhì)量評價標準不適于高密度水泥固井質(zhì)量評價,需要引入一個聲波幅度減小系數(shù)對其進行修正。通過聲學理論分析和實驗研究相結(jié)合的方式,研究出了高密度水泥聲波幅度減小系數(shù)Φ與水泥石聲阻抗之間的關系,并對影響高密度水泥聲波幅度減小系數(shù)Φ的因素進行了分析,對高密度水泥固井質(zhì)量評價標準的選用提供了可靠的建議。
[Abstract]:Abnormal high pressure gas layer, high pressure salt water layer and high temperature and high pressure formation are often encountered in cementing. In order to stabilize formation, high temperature and high density cement slurry system is often used for cementing. However, due to its different admixtures and complex underground high temperature environment, the internal structure, crystal phase composition and slurry stability of the high-density cement slurry system will change. If the acoustic response of cement stone with normal density is taken as the criterion to evaluate the cementing quality of high density cement stone, the evaluation results obtained are inaccurate. The relationship between slurry density, curing temperature, compressive strength, sound velocity and acoustic impedance of iron powder high density cement, magnet powder high density cement and manganese powder high density cement slurry system were studied in laboratory. The results show that the compressive strength and sound velocity of high density cement paste have a linear negative correlation with the cement slurry density. The sound velocity and acoustic impedance of cement stone are the result of comprehensive factors, which are related to the type of cement slurry, water-cement ratio, cement slurry curing temperature and so on, but not only to one factor. There is a good linear relationship between the acoustic impedance of cement stone and the compressive strength of high density cement slurry system of iron powder and manganese powder, while the acoustic impedance and compressive strength of cement paste system of high density cement paste system with magnet powder show a good quadratic relationship. At the same time, the hydration products of Portland cement at high temperature were studied, and the internal mechanism of acoustic wave propagation at different temperatures was revealed. Due to the difference of acoustic properties between high density cement and conventional density cement, the evaluation standard of conventional density cement cementing quality is not suitable for high density cement cementing quality evaluation. It is necessary to introduce a sound wave amplitude reduction coefficient to correct it. By combining acoustic theoretical analysis with experimental study, the relationship between the acoustic impedance of cement stone and the amplitude reduction coefficient 桅 of high density cement acoustic wave is studied. The factors influencing the sound wave amplitude of high density cement are analyzed, and some reliable suggestions are provided for the selection of evaluation standard for cementing quality of high density cement.
【學位授予單位】：中國石油大學(華東)
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TE256

【參考文獻】

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本文編號：2306108