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固井气窜问题是影响固井质量的重要问题,而固井材料的选取对气窜是否发
生有很大的影响,常规胶乳等有机类固井材料对地层敏感性大,使用条件有诸多限制,而二氧化硅等无机固井材料综合性能良好,有良好的使用前景。随着超深
井的开发,伴随而来的高温防气窜问题,迫切需要研究纳米级二氧化硅防窜乳液。
研究人员通过比较不同粒径的二氧化硅乳液,于120℃和 180℃两种温度条件的纳米硅水泥浆体系的基本性能和防气窜性能,并进行微观 SEM 电镜扫描分析。
实验结果表明,纳米硅水泥浆基本性能良好,随着纳米硅乳液掺量的增加,API 失水量明显下降到 35mL内,SPN 值明显减小到 1 以内,水泥石的渗透率降低效果达到 90%,抗压强度 28d保持不变,水泥石与壁面的胶结强度从 0MPa 提高到 4MPa,静胶凝强度发展时间缩短到 6min;15%纳米硅乳液加量以上时,水泥石各性能保持长期稳定。
1%加量的络合剂 DTPA 和 2%加量的 PEG200 能够有效解决水泥浆冷浆触变难题,1%-1.2%加量的 DTPA 能够有效解决纳米硅水泥浆与缓凝剂不配伍难题。在实地固井现场应用表明,纳米硅水泥浆体系能够有效解决气窜问题,满足现场需求。