低温晶核早强剂的制备与实验研究

摘要

陕北部分区块浅油层井的井底温度低(小于40℃)导致水泥浆凝结时间长、早期强度低,严重影响固井质量。针对这些问题,文章研究合成了一种早强晶种,并通过多元复配获得一种复合型早强剂DW-45,其组成为早强晶种:Na_(2)SO_(4):Al_(2)(SO_(4))_(3):NaAlO_(2):Li_(2)CO_(3)=1:1:0.4:0.1:3。测试了DW-45对油井水泥抗压强度和稠化性能的影响,并利用XRD和SEM对早强剂作用下水泥水化产物的物相组成和形貌进行了分析。实验结果表明:在25、30、35、40、45℃养护条件下,3%的DW-45使水泥石6 h抗压强度分别增加为纯G级水泥的3.1、4.7、6.3、4.5、4.6倍;在35℃/15 MPa条件下,3%的DW-45的使水泥浆稠化时间缩短致63 min,稠化过渡时间为8 min,有利于油井的防窜。XRD和SEM结果表明,DW-45可加速水化保护膜破裂,促进C-S-H凝胶、Ca(OH)_(2)和钙矾石的生成,提高油井水泥中C 3S、C 3A的水化进程,同时提高了水泥石的密实度。DW-45有助于解决浅油层井固井所面临的早期强度低、凝结时间长等问题。