地聚物基油气井固泥材料
writer:孙刚, 王有伟, 刘鑫军, 于斌, 张国梁, 马春风, 李屹, 汤栋霖*
keywords:地聚物,固井,泥饼固化,偏高岭土
source:期刊
specific source:钻井液与完井液
Issue time:2022年
地聚物是一类由碱激发剂和胶凝材料制备而成的、具有SiO4和AlO4四面体单元组成的三维立体网状结构的无机聚合物材料。该类材料具有力学性能优异、与无机基材黏结强度高和流动性良好等特点。针对油气井中泥饼的残余导致水泥浆无法有效黏结“固井二界面”的问题,本文通过添加偏高岭土(MK)与油井泥浆中的黏土同构地聚物达成油井固泥效果。通过水玻璃和偏高岭土制备了低黏度、高渗透率的地聚物基固泥材料。地聚物基固泥材料(玻璃模数M=1.5,MK添加量=2.5%)在常压和高压环境下均能有效渗入泥饼;经90 °C固化10小时后泥饼的抗压强度分别为3.0 MPa和1.0 MPa;同时,固化后的泥饼能有效提高固井二界面的胶结性能,“地层-水泥”界面和“套管-水泥”界面的胶结强度分别为0.6 MPa和1.0 MPa。X射线衍射分析(XRD)结果表明,MK的加入虽然无法改变最终固化后泥饼的结晶性能,但其适量加入能提高胶凝材料的含量,从而进一步提高固化后泥饼的抗压强度和胶结强度。