油基水泥浆堵剂的室内研究

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1、油基水泥浆堵剂的室内研究1前言油井出水是油田开发过程中普遍存在的问题，为了提高原油采收率减少产水量及降低开采成本，必须坚持稳油控水的开发方针。堵水作为一项重要的稳油控水技术措施，受到石油工业界的高度重视。现在国内外已研制出聚合物及凝胶、无机沉淀、水泥浆、树脂等几大类堵水剂，但这些堵剂现场应用的效果都不太理想，据统计美国最好堵剂的成功率只有50％。主要原因除了地层情况的复杂性及不可知性外，堵剂的注入深度与强度的矛盾也是一重要原因，如聚合物(凝胶)虽然处理量可以较大，但在地层中强度较低，水泥浆被注入地层后强度虽高，但处理深度不够。80年代，美国研究人员综合考虑

2、了堵剂的强度与处理量等因素并采用了油基水泥浆与聚合物或凝胶相结和的复合堵水技术，取得了较好的现场应用效果。与其它堵剂相比，油基水泥浆复合堵剂具有选择性强、强度高、寿命长、处理量小、适用范围广等优点。油基水泥浆选择性堵水机理为：遇油不凝、并易于返排，进入水层后、水化凝固，降低水层近井眼段的渗透率。虽然早在50年代，Hower.W.F就提出了油基水泥浆选择性堵水技术，但迄今，油基水泥浆的性能，特别是水化性能及岩心试验等在文献中很少提及，这些性能直接关系到施工设计，堵水成功率等因素，也影响到这一技术的推广使用。值得进一步得研究。2室内实验及结果：在本文的研究工作

3、中，对超细水泥及普通油井水泥的油基浆堵剂的性能进行了评价，一般认为超细水泥的油基浆，由于水泥颗粒较细，注入深度较大，而实际上，由于超细水泥非常高的水化活性，超细水泥油基浆与水接触后，即使在常温下也很快增稠，因此，不可能挤入地层太深，并且对施工工艺要求非常严格，与之相反，普通油井水泥油基浆与接触后，有一定的缓凝时间，这对施工安全及挤入一定地层深度都较为有利，另一方面，从成本考虑，普通水泥油基浆的成本易于接受，因此，本文重点评价了普通油井水泥油基浆堵剂的性能。2.1油基水泥浆的配制油基水泥浆的配制不同于水基水泥浆，因水泥颗粒为亲水性胶凝材料，与油基携带液不相容

4、，只有加入合适的表面活性剂，才能配制具有良好施工性能的油基水泥浆，表1为实验筛选出的表面活性剂S1的配浆性能(水泥为嘉华G级高抗油井水泥，油基携带液为-10号柴油)表1油基水泥浆的配制密度(kg/cm3)油水泥比外加剂及掺量(WOC％)配浆情况流动度(cm)静置24h自由液(％)60℃柴油养护(3d)1.720.520×6.01.0％S1×2.0％S1－21.21.0不凝3.0％S1√22.03.05.0％S1√24.55.0不凝7.0％S1√25.57.05.0％S1+1％早强剂LG√26.510.05.0％S1+0.2％PVA√25.08.05.0％S

5、1+0.5％缓凝剂JS√26.26.01.620.600×1.0％S1×2.0％S1√23.611.05.0％S1√26.518.05.0％S1+1％B√21.53.0不凝1.470.800×10.01.0％S1+1％B√26.315.01.0％S1+4％B√23.75.05.0％S1√19.61.01.860.407.0％S1√20.02.010％S1√20.54.0注：×：难于配浆、一：能配浆、有触变、√：易于配浆。由表1可得出：(1)表面活性剂对油基水泥浆的配制极为重要，如无表面活性剂，即使油水泥比达0.8，也难于配制油基水泥浆。(2)加入表面活性剂

6、S1则易于配制较宽比重范围且具有较好沉降稳定性的油基水泥浆。(3)亲水性的无机盐类，高分子化合物等能提高油基水泥浆的流动度，但也相应降低了油基水泥浆的稳定性。表2油基水泥浆的滤失及流变性能API滤失量(ml)稠度变化流变性n(60℃)初始静置1d静置3d～30060℃加压稠化，8h以内稠度不变，＜10BC0.830.810.78注：油基水泥浆油水泥比为0.52，表面活性剂S1加量为5％2.2油基水泥浆的水化性能油基水泥浆的水化反应是一种非常复杂的非均匀的物理化学过程，所以常规的水泥水化性能指标很难准确测定，并且现在还缺乏相关的实验规范，油基水泥浆的水化性能

7、主要包括：稠化时间、水化强度。在本文的实验中，稠化时间的测定方法为：先配制油基水泥浆，根据水泥重量，加入计算量的水及其它外加剂，搅拌均匀后用常压稠化仪测定稠化时间，实验发现油基水泥浆的稠化过程与水基水泥浆相似，即在一段时间内，稠度很低，水泥颗粒在油水介质中分散均匀，过段时间后，稠度明显增加，此时油水分层，柴油浮在上面，水泥颗粒则在下部水中胶凝，此后稠度上升非常缓慢。虽然此时稠度并未达到100BC，但已难于挤入地层，因此将油基水泥浆稠度开始增长时的时间定为油基水泥浆的稠化时间。水化强度实验方法为：将配制的油基水泥浆装入强度试模内，上部直接暴露于水浴中，当上部

8、水化形成一定强度后，倒置揭开下盖，最后拆模养护，然后用压力机测抗压