【摘要】：隨著易采油氣儲(chǔ)量持續(xù)降低,油氣勘探的主要方向轉(zhuǎn)變?yōu)楦邷亍⒏邏旱纳畈繌?fù)雜油氣藏。高溫、高壓的深部復(fù)雜油氣藏在具備優(yōu)異可采儲(chǔ)量的同時(shí)也面臨著固井難度的提升,是對(duì)固井技術(shù)提出的新挑戰(zhàn)。深部復(fù)雜油氣藏固井面臨的是高溫、高壓、高酸(部分區(qū)塊)、封固段長(zhǎng)、環(huán)空間隙小等復(fù)雜問題,其中封固段的延長(zhǎng)對(duì)水泥漿的性能提出了更高的要求,最重要的就是對(duì)水泥漿稠化時(shí)間的要求。長(zhǎng)封固段跨越多個(gè)地層溫度區(qū)間,不同溫度下的水泥漿擁有不同的凝結(jié)時(shí)間,為了水泥漿的順利泵送,緩凝劑的加量常常以井底最高溫度點(diǎn)為設(shè)計(jì)基準(zhǔn),而對(duì)于長(zhǎng)封固段頂部溫度,緩凝劑的加量則是過量的,造成了油氣井長(zhǎng)封固段頂部和底部的凝結(jié)時(shí)間相差較大的超緩凝現(xiàn)象,這也是長(zhǎng)封固段固井一直未能有效解決的固井技術(shù)難題之一。本文利用微膠囊技術(shù),以能在水泥漿中穩(wěn)定存在的酸類有機(jī)物Y2或醇類有機(jī)物Y3作為微膠囊壁材,將促凝劑完全包覆起來(lái),在水泥漿的頂替泵送過程中保護(hù)促凝劑不與之發(fā)生接觸,通過溫度刺激一次性全部釋放內(nèi)部促凝劑,或通過水泥漿的堿性溶蝕微膠囊壁材逐漸釋放內(nèi)部促凝劑,加速封固段頂部井段水泥的水化反應(yīng),促使其快速凝結(jié),從而緩解或解決長(zhǎng)封固段頂部水泥漿超緩凝的問題。本文以水泥漿初終凝時(shí)間和水泥漿性能為基準(zhǔn)優(yōu)選出合適的促凝劑組合,通過定量分析對(duì)兩種溫敏性緩釋促凝劑的最適制備方法進(jìn)行探討,以微膠囊包覆率為檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn),分別考察了制備方法、超聲波強(qiáng)度、超聲波時(shí)間、乳化劑種類、乳化劑加量和殼核比6種變量;通過光學(xué)顯微鏡、SEM、XRD、紅外光譜分析、鈉離子濃度計(jì)、6速旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)、高溫高壓失水儀和高溫高壓稠化儀對(duì)兩種溫敏性緩釋促凝劑的緩釋性能和促凝效果的表征,形成結(jié)論如下:(1)本文通過定量分析并結(jié)合微膠囊囊壁材料理化性質(zhì)和水泥漿工程性能優(yōu)選出兩種促凝劑組合,Na2S04:Na2C03:Na2Si03為1:2:2的促凝劑組合和Na2CO3:Na2SiO3為1:1的促凝劑組合,分別對(duì)應(yīng)微膠囊囊壁材料酸類有機(jī)物Y2和醇類有機(jī)物Y3。(2)本文以水泥漿n值、k值、API失水量、稠化時(shí)間和24h水泥石強(qiáng)度為基準(zhǔn),在烴類混合物Y1、酸類有機(jī)物Y2、醇類有機(jī)物Y3和醇類有機(jī)物Y4中優(yōu)選出對(duì)水泥漿工程性能影響不明顯的酸類有機(jī)物Y2和醇類有機(jī)物Y3作為微膠囊囊壁材料。(3)通過定量分析,緩釋促凝劑微膠囊HS1的最適制備方法為噴霧干燥法,最適配方為25g酸類有機(jī)物Y2與500mL無(wú)水乙醇共混,水浴加熱至80℃,加入3%的乳化劑R2,按3:1的殼核比加入促凝劑組合,40kHz、600W超聲分散25min;通過結(jié)構(gòu)分析和定性分析,緩釋促凝劑微膠囊HS1顆粒均勻,適用于循環(huán)溫度80℃(4000m井深)的固井工況,酸類有機(jī)物Y2成殼前后化學(xué)成份未發(fā)生變化;當(dāng)緩釋促凝劑加量為5%時(shí),水泥漿稠化時(shí)間從137min縮短到84min,50℃、24h水泥石強(qiáng)度增加了 9.64MPa。(4)通過定量分析,緩釋促凝劑微膠囊HS2的最適制備方法為擠壓法,最適配方為20g醇類有機(jī)物Y3與500mL去離子水共混,水浴加熱至95℃,加入4%的乳化劑R2,按3:1的殼核比加入促凝劑組合,40kHz、600W超聲分散25min;通過結(jié)構(gòu)分析和定性分析,緩釋促凝劑微膠囊HS2顆粒較分散,適用于循環(huán)溫度95℃(5000m井深)的固井工況,醇類有機(jī)物Y3成殼前后化學(xué)成份未發(fā)生變化;當(dāng)緩釋促凝劑加量為5%時(shí),水泥漿稠化時(shí)間從108min縮短到91min,50℃、24h水泥石強(qiáng)度增加了 7.41MPa。
【圖文】：

圖１－１技術(shù)路線圖逡逑８逡逑

圖２－１單一促凝劑對(duì)水泥漿初終凝時(shí)間的影響逡逑
【學(xué)位授予單位】：西南石油大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TE256

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2661097