适用于低温地层的纳米复合水泥浆体系研究

摘要

为解决低温地层钻探过程中的井壁坍塌和井漏问题,研制了适用于低温地层的纳米复合水泥浆.采用宏观试验与微观分析相结合的方法,研究了低温下纳米Al2O3对硅酸盐–硫铝酸盐复合水泥浆性能和水化过程的影响;以普通硅酸盐水泥与硫铝酸盐水泥复合产生的水化协同效应为基础,结合纳米Al2O3、防冻剂EG、减水剂JS-1和早强剂TEOA,配制了纳米复合水泥浆NAC;采用扫描电镜、X射线衍射和水化放热试验相结合的方法,研究了NAC的低温水化过程及水化机理.试验得知,温度为–9°C时,纳米复合水泥浆具有良好的初始流动性,可泵期为57 min,初、终凝时间分别为84和101 min,24 h抗压强度为6.9 MPa.研究结果表明,NAC具有直角稠化效应,低温下性能优越,能够满足钻进低温地层时的护壁堵漏要求.