【摘要】:针对传统激活剂、激活助剂在井下温度较低(≤35℃)效能发挥过慢,致使胶结质量差的问题,研发出一套适用于低温条件下的高效激活剂与激活助剂,解决因激活剂与激活助剂效能发挥慢引起MTC固井液不稳定,水泥石强度发挥慢的问题,从而改善固井质量。
【关键词】:MTC 激活剂 激活助剂 固井
油田矿渣MTC技术是利用钻井工程中废弃的钻井液的降失水性和悬浮性,加入高炉水淬矿渣、矿渣激活剂、激活助剂,必要时再加入少量的缓凝剂,使钻井液转化为性能完全可以和油井水泥浆相当或更好的矿渣MTC固井液。浆体具有流变性好,稠化时间易调,沉降稳定性好等特点;直接成本低于同性能的油井水泥;与钻井液的相容性好,能提高顶替效率,从而提高固井质量。
矿渣自身具备一定的水硬活性,但其内部大量的玻璃体的存在阻止了水进入玻璃体内部,使得矿渣内部离子也无法渗出,水化反应几乎终止,因而矿渣只有在有激活剂存在下才能被激活,其水硬活性表现出来。单纯被激活的矿渣MTC固化物通常不能满足固井所需抗压强度,需要加入激活助剂来增强固化物的抗压强度,满足固井所需。目前在一些井下温度较低(≤35℃)的井仍存在因激活剂、激活助剂效能发挥过慢,致使胶结质量差等问题出现,从而影响固井质量。
1、研究路线
本实用新型推出一种低温条件下的高效激活剂(GXJHJ)与激活助剂(GXJHZJ),解决激活剂与激活助剂在温度低于较低30℃条件下效能发挥慢引起MTC固井液不稳定,水泥石强度发挥慢,最终影响固井质量所带来的问题。
2、主要组成
激活剂由氢氧化钠、碳酸钠三乙醇胺组成;激活助剂由硅酸钠和硫酸钙组成
3、原理及特征
该高效激活剂与激活助剂的制作方式(激活剂(GXJHJ)由氢氧化钠、碳酸钠三乙醇胺组成,激活助剂(GXJHZJ)由硅酸钠和硫酸钙复配而成,激活助剂由硅酸钠90%,硫酸钙10%组成)。
本发明的特征(采用工业产品进行复配,其中氢氧化钠为液体(质量浓度38%),碳酸钠为固相颗粒,三乙醇胺为工业纯)。
4、室内试验
4.1 相同密度、相同加量、不同温度条件下,与传统MTC的稠化时间和早期强度对比,(密度1.50g/cm3,激活剂20%,激活助剂7%)
由上表可知,在循环温度≤35℃条件下,与传统MTC激活剂与激活助剂相比,高效MTC激活剂与激活助剂在MTC固井液的稠化时间可控,并且矿渣MTC固化物抗压强度上均能达到技术要求;在循环温度大于35℃条件下,高效MTC稠化时间可控性和矿渣MTC固化物抗压强度更优于传统MTC。
4.2 相同密度,相同温度,不同加量条件下,高效MTC稠化曲线与强度发展曲线(以密度1.50g/cm3,温度35℃为例)
以下为3口井现场试验情况:
5.1 5D6002井试验:
试验井队:克钻50597队
钻井资料:该井是一口生产井,完井井深1773m,目的层克上、克下组油气活跃,钻井液密度1.62 g/cm3 ,粘度48s,滤失4.5ml/30min,泥饼0.4mm,含砂0.3%,PH值9,,井底温度34℃,MTC密度1.80 g/cm3,稠化时间148min。
固井结果:固井施工正常, 48hr后测井,水泥浆返高达到设计要求,CBL声幅解释全井段固井质量优质。
5.2 56089井试验:
试验井队:克钻50619队
钻井资料:该井是一口生产井,完井井深2283m,目的层克上、克下及佳木河组油气活跃,钻井液密度1.26 g/cm3 ,粘度46s,滤失6.0ml/30min,泥饼0.5mm,含砂0.3%,PH值9,,井底温度43℃,MTC领浆密度1.50g/cm3,稠化时间198min,MTC尾浆密度1.60g/cm3,稠化时间165min。
固井结果:固井施工正常, 48hr后测井,水泥浆返高达到设计要求,CBL声幅解释全井段固井质量优质。
5.3 56000井试验:
试验井队:克钻30640队
钻井资料:该井是一口生产井,完井井深1760m,目的层克上、克下组油气活跃,钻井液密度1.52 g/cm3 ,粘度40s,滤失4.0ml/30min,泥饼0.5mm,含砂0.3%,PH值9,井底温度40℃,MTC密度1.70g/cm3,稠化时间106min。
固井结果:固井施工正常, 48hr后测井,水泥浆返高达到设计要求,CBL声幅解释全井段固井质量优质。
6 结论
(1)在循环温度≤35℃条件下,高效MTC激活剂与激活助剂在MTC固井液的稠化时间可控,并且矿渣MTC固化物抗压强度能达到技术要求,在循环温度大于35℃条件下,高效MTC稠化时间可控性和矿渣MTC固化物抗压强度更优于传统MTC;
(2)由试验选出的最优激活剂和激活助剂加量下的MTC,都能表现出较好的MTC性能;
(3)室内试验和现场试验结果证明,高效MTC在循环温度低于35℃情况下,激活剂与激活助剂效能高,水泥石强度发挥快,具有很好的抗油、水侵能力。