www.188betkr.com 讯当前,我国油气资源勘探正不断向深层、超深层推进,井底高温环境对固井水泥石的劣化影响愈发显著。而石英砂,正是强化固井水泥石高温力学性能的有效手段之一。
为获取高产油气井,油气田开发中目的层位持续加深,对井深质量的要求也随之提高,这使得建井期间的固井作业显得至关重要。深井固井过程中,面临着高温、水泥浆密度高等难题,因此,抗高温、高密度水泥浆体系的性能,直接关系到油气井固井作业的成败,对后续油气井产量起着决定性作用。
当钻遇深层高温地层时,为保障钻井作业顺利开展并获得高产油气通道,在油气井固井作业中,要形成质量性能优良的水泥浆体系,所用水泥浆需满足多方面要求:具备合适的密度;在高温环境下拥有良好的流变性能;稠化时间能够契合固井施工需求;在高温高压条件下,失水性能良好,且形成的水泥石强度达标,无热脆性问题,同时能满足长期高温高压环境下的采油采气作业要求。
基于此,固井施工必须采用一套优质的抗高温水泥浆,这就需要对水泥外掺料和水泥外加剂进行优选,其中关键材料包括高温稳定剂、加重剂、抗高温降失水剂、抗高温缓凝剂以及抗高温防腐材料。
其中高温稳定剂对解决高温环境下水泥石性能劣化问题尤为关键,其主要成分正是能强化固井水泥石高温力学性能的石英砂。
高温条件下,温度超过100℃后,水泥石就会出现热脆性,表现为碎散现象。所以温度超过100℃后的高温水泥浆中必须加入高温稳定剂,高温稳定剂的成分主要是石英砂,高温稳定剂能保证水泥浆在100℃以上,凝固所形成的水泥石的强度不会出现热脆性,保证深井、超深井的固井封固质量。
有研究表明,通过对石英砂不同加量的抗高温高密度水泥浆分别在不同温度(120~150℃)形成的水泥石的抗压强度来看,石英砂的加量在25%~30%(水泥重量百分比)是比较好的。加入高温稳定剂石英砂的水泥浆在超过120℃温度的不同温度条件下所形成的水泥石,其抗压强度不但没有降低,还有所上升。且水泥石不会出现热脆性。从抗压强度过程还明显看出,水泥石有一定的韧性。所以高温条件下的水泥浆中必须添加一定量的高温稳定剂石英砂。
2025年11月20-21日,由www.188betkr.com主办的“2025第九届全国石英大会暨展览会”将在江苏徐州召开,西南石油大学程小伟教授将带来题为《石英砂在油气井高温固井中应用与思考》的报告,届时,他将深入分享石英砂在该领域的应用经验及未来发展方向。

程小伟教授是西南石油大学博士生导师,四川省学术和技术带头人后备,西南石油大学先进固井材料研究中心主任,澳大利亚(MonashUniversity)访问学者,西南石油大学中青年学术骨干教师,中国材料研究学会会员,“井筒完整性及安全”省高校创新团队主研人员。
主要研究领域有胶凝复合材料与其在固井中应用、新型特种胶凝材料的研究、复杂工况下水泥石胶结与力学完整研究、有机/无机改性材料在固井工程应用研究等。近年来主持国家科技重大专项课题、教育部博士点基金、国家重点实验室、四川省及油田技术开发(服务)科研项目25项。
同时,程小伟教授发表学术论文80余篇,其中SCI收录53篇次,申请发明专利45项,已授权发明专利36项,参与编写教材与专著4部。获省部级科研奖4项,获校级科研奖5项,获校级教学奖2项;制定国家和行业标准2项。
参考来源:
西南石油大学,新能源与材料学院
吴金城.抗高温高密度水泥浆体系研究与应用
(www.188betkr.com 编辑整理/九思)
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