不同钻井液对固井二界面胶结强度的影响

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1、【理论研究与应用技术】不同钻井液对固井二界面胶结强度的影响112311钟沛，刘浩亚，杨亚馨，邹玉兰，张辉，顾军（1.中国地质大学（武汉）资源学院，武汉；2.中国石化胜利石油管理局黄河钻井总公司，山东东营；3.中国石化河南油田分公司工程技术研究院，河南南阳）钟沛等.不同钻井液对固井二界面胶结强度的影响[J].钻井液与完井液，2012，29（1）：56-59.摘要钻井液不仅要满足钻井工程的要求，同时还必须有利于提高固井二界面胶结质量，但钻井液对固井二界面胶结强度的影响目前尚不明确。以井楼油田、温米油田和双江

2、油田钻井液为研究对象，研究了3种钻井液对固井二界面胶结强度的影响，探讨了相应的影响机理。室内模拟实验结果表明，井楼油田钻井液的固井二界面胶结强度最大，温米油田钻井液次之，双江油田钻井液最小。XRD和SEM测试分析结果表明，在一定范围内，随着钻井液中黏土矿物的增加，固井二界面胶结强度有减小的趋势，钻屑含量的增加也不利于固井二界面的胶结，重晶石等加重材料对固井二界面胶结强度的改善并无明显作用。关键词界面胶结强度；固井质量；钻井液；泥饼；影响机理中图分类号：TE256.9文献标识码：A文章编号：1001-56

3、20（2012）01-0056-042在油气开发过程中，造成流体窜流的原因是固μm，孔隙度为15%，内筒外径为33mm，外筒内井二界面存在一定厚度的泥饼难以固结，在固井二径为100mm，高度为55mm左右。[1-4]界面形成窜流通道。因此，泥饼的性质，尤其1.2　实验条件是泥饼的成分，对固井二界面的胶结能力起到决定分别用3种不同的钻井液浸泡物性相同的仿地性作用。钻井液的成分决定了泥饼的物质组成，而井筒，仿真泥饼厚度均为0.5mm，所有样品采用泥饼的物质组成不同，其与水泥环的胶结效果就会浴养，采取3种养护

4、时间（2d、7d和14d），2种有差异。通过模拟实验评价了3种水基钻井液对固养护温度（45℃和80℃），每个条件下3个样品（即井二界面胶结强度的影响。然后分析了3种钻井液重复验证2次），共计18次54个样品。成分上的差异，从成分差异角度解释了不同钻井液影响固井二界面胶结强度的方式和机理，并利用泥1.3　固井二界面胶结强度测试方法饼的微观形貌特征进行佐证。实验方法参见文献[1]。1实验方案2实验结果与讨论1.1　实验材料2.1　固井二界面胶结强度测试数据与分析实验所用的3种钻井液分别取自双江油田、井测量不

5、同养护条件下3种钻井液的固井二界面楼油田和温米油田钻井现场（3种钻井液均为水基胶结强度，结果见表1。为反映各钻井液固井二界钻井液）。水泥使用APIG级油井水泥（葛州坝水面胶结强度变化规律，用柱状图形式表示3种钻井-3泥厂生产）。自制仿地井筒的渗透率约为150×10液样品在45℃、80℃下养护后的平均固井二界面基金项目：国家自然科学基金资助项目“煤层气井内隔层界面抗剪切强度弱化效应与预测模型研究”（40972103）；中国地质大学（武汉）研究生学术探索与创新基金。第一作者简介：钟沛，在读硕士研究生，主要从

6、事固井二界面和隔层窜流方面的研究工作。地址：湖北省武汉市中国地质大学（武汉）资源学院1200907班；邮政编码430074；E-mail：zhongpei924@163.com。钟沛等：不同钻井液对固井二界面胶结强度的影响57胶结强度，结果见图1、图2。面胶结强度随养护时间的增加，增长幅度很小，甚至还会降低。表1不同钻井液样品在不同养护条件下的固井二界面胶结强度2.2　钻井液对固井二界面胶结强度的影响机理2.2.1钻井液基本性能分析45℃的胶结强度/MPa80℃的胶结强度/MPa钻井液对钻井液的基本性能

7、进行了测试，结果见表2。2d7d14d2d7d14d0.0950.4050.6100.1510.1930.3963种钻井液pH值均在9～10之间。由于是静态模拟，井楼油所以没有对钻井液的流变性能进行测试。0.0550.0800.8320.2980.3510.457田样品0.1110.3460.2030.2110.528表2各钻井液基本性能0.0330.1520.0890.0580.0690.322ρ/固相物质在钻井液固相含温米油钻井液0.0540.0680.1380.0630.4040.186g/cm3

8、中的质量分数/%量/%田样品0.0530.1210.0820.0810.234井楼油田样品1.1221.512.10.0250.0250.0070.0270.0730.317温米油田样品1.4849.524.8双江油0.0200.0780.0990.0500.0500.107双江油田样品1.2934.315.1田样品0.0100.0130.0760.0690.068虽然钻井液固相含量的增大有利于泥饼强度的[5]提高，也可能有利于固井二界面胶