高温水热合成型固井材料体系与外加剂的配伍性研究

摘要

固井是油气资源开发中非常重要的一个环节，固井质量的好坏直接影响到油气井的寿命、油气开采安全和经济效益。对于深井、超深井来说，地层的高温高压环境是固井面临的一个亟需解决的重大难题。针对高温高压井固井难题，本论文研究了新型高温水热合成材料体系与固井外加剂的相互作用规律及配伍性，优选出适合新型高温水热合成材料体系的外加剂类型及加量，开发出新型高温固井工作液体系，促进新型高温水热合成材料体系的应用。 通过测试不同类型缓凝剂、降失水剂、分散剂以及加量对水热合成材料体系稠化时间、失水量、流变等性能的影响，得出了外加剂类型对体系固井工程性能的影响规律，确定出适合水热合成材料体系的缓凝剂、降失水剂、分散剂类型及最优加量范围。通过扫描电镜SEM、紫外光吸光度、红外光谱、Zeta电位等方法揭示了AMPS类缓凝剂对固井新材料的吸附、络合等作用机理；通过 Zeta 电位、扫描电镜 SEM 等方法揭示了AMPS类降失水剂对固井新材料的填充堵塞、改善颗粒级配分布、吸附等作用机理；通过 Zeta 电位等方法揭示了磺化醛酮缩聚物类分散剂对固井新材料的吸附改变颗粒间静电斥力等作用机理。 根据水热合成材料体系与缓凝剂、降失水剂、分散剂的相互作用规律，开发出了新型高温固井液体系，并对体系的各项性能进行了测试，结果表明该高温固井液体系在高温下有着较佳的稠化时间、失水量低、流变性好、抗压强度高并且性能稳定，表现出优良的耐高温力学性能，满足高温固井要求，为深井高温高压固井提供了一种新的固井液体系。

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