【正文】 高度水溶性和可塑性所致。據(jù)介紹，使用 10%— 15%（ BWOW）氯化鈉或 3%— 55%（ BWOW）氯化鉀水泥漿，并加有 %— %（ BWOC）纖維素類降失水劑，對穩(wěn)定水敏性頁巖地層或粘土層有明顯效果 。為此，有人建議，對于水敏性地層，水泥漿的含鹽量應為與地層含鹽量達到平衡的最小值。 對于封固泥頁巖和粘土層的水泥漿含鹽量必須精心選擇。 并且含鹽水泥漿的濾液可減輕非膨脹性頁巖的裂解，并抑制水敏 性 粘土的膨脹和運移。 對粘土地層，在試驗了浸入不同含鹽量水泥漿之后，從外觀的完整性發(fā)現(xiàn)，飽和鹽水配制的水泥漿與含有蒙脫石、伊 利 石和綠泥石的地層最配伍。至于含油砂層，粘土礦物的膨脹也會堵塞出油通道，降低 含油地層的滲透性，對產(chǎn)能不利。地層中的鹽水常常使這些粘土礦物處于絮凝和未膨脹狀態(tài)，若在這些地帶引進含鹽少、離子濃度低的淡水水泥漿，地層中的鹽將擴散到水泥漿中，而水泥漿中的淡水也進 入地層中，沖淡地層中的鹽水濃度，從而 使粘土分散和吸水膨脹起來。 泥巖和頁巖地層固井 [4] 使用鹽水 水泥漿的最大益處在于鹽對粘土礦物，諸如蒙脫石、伊利石、綠泥石和高嶺土等的保護作用，而這些礦物恰恰又是鉆井經(jīng)常遇到的水敏性頁巖和泥巖的主要成分。另外，在淡水貴如油的地 方 ，如海洋，還可以配制水泥漿，降低固井成本。這是基于在穿過水敏性泥巖、頁巖和鹽巖地層注水泥時，使用鹽水水泥漿，可以保證它們的完整性和良好的膠結(jié)。 關鍵詞 高密度 ； 鹽水水泥漿 ； 銹蝕 ； 加重劑 ； 機理 abstract With the rapid development of exploration and drilling technology, cementing in deep mudstone, shale, salt bed formation are more and more mon. Faced with the problems arising from such wells, thus affecting the merits of cementing quality. In this regard, domestic and foreign scholars proposed saline cementing technique, did a lot of work on the performance of saline mud and antisaline additives, but did not do further study on the development of late strength of the saline cement. This paper examines the variation law of the strength of cement through the highdensity slurry’s salt content at temperature 50℃ and 90℃ temperature. By the strength study of fresh water, salt content of 5%, salt content 10%, salt content 18% and saturated salt water mud, and found that saturated brine affected the strength of cement pressive most severely and strength is lower than 12MPa which can not meet the engineering performance requirements. Studies have shown that the high density cement of low salinity is better than that of high salinity. At high temperature of 130℃ ,we studied the influence of the temperature on pressive strength of cement, sand is found to improve the performance of the pressive strength of salt content cement under high ii temperature. Finally, the method of saturated salt simulated brine layer, studied the law of different salinity on the changes of cement’s pressive strength. The results show that salinity is the main factor cement that influences the strength, external sources of salt have little effect on the strength. By paring strength law of conventional weighting agents and special weighting agents , it indicats that performance of special weighting agent which can pound ultrahigh density of , thus seriously affecting the strength development of cement. Due to the cause of corrosion,we use the protective film to prevent weighting agent and chloride ion from the corrosion. Comparative experiments show that the weighting material with protective film didn’t rust, the film has a rustproof function. Therefore, special weighting agents which increase protective film agent outside particles with the density of g/cm3, will be able to have characteristics that can pound higher density and the high pressive strength in both freshwater and saltwater environments. Key words high density； saline mud； rust； weighting agents； mechanism 目 錄 摘 要 i 第 1 章 緒 論 1 泥巖和頁巖地層固井 1 鹽層固井 1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 5 國外研究現(xiàn)狀 5 國內(nèi)研究現(xiàn)狀 6 研究內(nèi)容 6 研究的技術路線及思路 7 第 2 章 鹽濃度對高密度水泥石抗壓強度的影響 8 鹽濃度對中低溫高密度水泥石抗壓強度的影響 8 鐵礦粉配 8 重晶石配 10 機理分析 12 小結(jié) 15 鹽濃度對高溫高密度水泥石抗壓強度的影響 16 高溫不加砂 16 高溫加砂 17 機理分析 18 小結(jié) 19 第 3 章 鹽水對水泥石抗壓強度的影響 20 浸泡水泥石 20 iii 鐵礦粉加重 21 重晶石加重 23 機理分析 25 影響鹽結(jié)晶因素 26 相變條件 26 小結(jié) 27 第 4 章 加重劑對鹽水高密度水泥石抗壓強度的影響 28 常規(guī)鐵礦粉 28 淡水配制 28 鹽水配制 29 特殊加重劑 30 密度 g/cm3 的加重劑 30 淡水配制 31 飽和鹽水配制 32 孔隙度和滲透率變化 36 機理分析 36 有保護膜加重劑 38 小結(jié) 42 第 5 章 結(jié)論與建議 43 結(jié)論 43 建議 43 致 謝 44 參考文獻 45 攻讀 士學位期間發(fā)表的論文及科研成果 47 西南石油大學碩士研究生學位論文 1 第 1 章 緒 論 通常 ， 我們把含有一定 數(shù)量氯化鈉或氯化鉀的水泥漿稱為含鹽水泥漿或鹽水水泥漿 [4]?；诟g原因，采用 加重劑保護膜技術手段 來隔離 氯離子 和 加重劑 ，有效地防止 了氯離子的侵蝕。 通過對常規(guī)加重劑與特殊加重劑抗壓強度規(guī)律的比較，說明能夠配制超高密度 g/cm3 以上的 密度 為 g/cm3 的 特殊 加重劑 性能 比 常規(guī)加重劑 要好 。 最后，用飽和鹽水浸泡的方法模擬鹽層環(huán)境，研究不同含鹽量水泥石的抗壓強度變化規(guī)律。研究顯示低含鹽量的高密度水泥漿抗壓強度優(yōu)于高含鹽量 的水泥漿。 本文 考察 了 不同鹽濃度 高密度水泥漿 在低溫 50℃和中溫 90℃ 條件下， 水泥石的 抗壓 強度 發(fā)展 規(guī)律。 論文題目 高密度含鹽水泥漿體系抗壓強度發(fā)展規(guī)律研究 研究生姓名 導師姓名 學科專業(yè) 油氣井工程 研究方向 油氣井固井與完井 i 摘 要 隨著勘探和鉆井技術的飛速發(fā)展，深井泥巖、頁巖 、鹽層地層固井 越來越多 ，也遇到了 固此類井所帶來的 問題 ，從而影響固井質(zhì)量。對此，國內(nèi)外學者提出了鹽水固井技術，并對鹽水水泥漿的性能和抗鹽外加劑研制做了大量工作，但是并未對鹽水水泥漿的后期強度發(fā)展做深入研究。對 工程 常用的 淡水、含鹽量 5%、含鹽量 10%、含鹽量 18%及飽和鹽水 濃度 的研究 ，發(fā)現(xiàn)飽和鹽水對水泥石抗壓強度影響最為嚴重 ，強度值低于 12MPa,不能滿足 工程性能的要求。 同時，考察了不同鹽濃度水泥漿 高溫 130℃條件下水泥石抗壓強度 發(fā)展規(guī)律 ， 發(fā)現(xiàn) 加砂能夠改善高溫含鹽水泥石的抗壓強度性能。結(jié)果顯示，水泥漿自身含鹽量是影響水泥石強度的主要因素，外來源鹽對強度影響甚微。 但是在鹽水環(huán)境下會產(chǎn)生銹蝕現(xiàn)象， 從而影響 水泥石的強度發(fā)展。因此，在密度 g/cm3的加重劑顆粒外包裹保護膜，將能夠配制出既具有超高密度特性又能在淡水和鹽水環(huán)境下具有很高抗壓強度的水泥漿體系。 如果 沒特殊說明，在固井中使用的鹽水水泥漿或飽和鹽水水泥漿，都是用食鹽配制的。當然，食鹽也可以作外加劑調(diào)節(jié)稠化時間、增加水泥漿密度和改善流動性能等。 基于以上的這些特點，鹽水水泥漿被廣泛的應用于泥巖和頁巖地層固井和巖層固井的施工作業(yè)過程中。某些含油砂層也夾雜著上述粘土成分。因此在水敏性頁巖和砂巖地層井段將會出現(xiàn)井徑縮小、剝落或坍塌，危害注水泥作業(yè)。 然 而鹽就能改善水泥與水敏性砂巖、頁巖層的膠結(jié)強度，阻止流體進入頁巖地層。然而，為防止地層的破壞，一般氯化鈉含量在 10%（ BWOW） 之內(nèi)就足夠了。已經(jīng)證明，含鹽水泥漿可提高與水敏性地層的固結(jié)質(zhì)量。當水泥漿的氯離子濃度與地層不 相匹配時，水泥石的長期穩(wěn)定性產(chǎn)生明顯衰退，失去平衡會導致離子擴散，并且水泥膠結(jié)面會出現(xiàn)破裂。并充分地控制失水（使水泥漿進入地層的濾液達到最?。?，且不要過度分散，以最大限度地減少游離水侵入。 鹽 層固井 在世界許多地區(qū)，鹽層注水泥都是一個棘手的問 題。水泥漿溶解大量的地層物質(zhì)之后，其性能發(fā)生很大變化，給施工增加了難度，而塑性鹽層也可能在水泥漿凝固之前侵蝕套管，不規(guī)則的地層運動又會導致套管破壞和變形。目前，對于鹽層固井存在三種類型的水泥漿：不含鹽水泥漿 、 低含鹽水泥漿和高含鹽水泥漿。據(jù)介紹，這種水泥漿已成功地應用于 Williston 盆地，沒有發(fā)現(xiàn)套管擠毀現(xiàn)象。為防止鹽巖地層過度溶解，推薦采用低排量泵送水泥漿。 在鹽層一級注水泥中，一般趨向于使用無鹽水泥漿。經(jīng)調(diào)查研究和試驗結(jié)果表明，無鹽水泥漿雖然要溶解地層中的鹽，但是，除了非常厚的鹽層或水泥漿流經(jīng)長距離的環(huán)空外，水泥漿的最終食鹽量將遠遠地低于 20%（ BWOW）， 所以在巨大的鹽層構(gòu)造中，在很長的環(huán)空內(nèi)，水泥漿也不會失控。但也有人認為，鹽巖被水泥漿溶解后，鹽層被沖蝕，水泥漿含鹽量增高，這些鹽與某些外加劑（特別是降失水劑）相遇，要引起 水泥漿流變參數(shù)的顯著改變。從而在水泥石和鹽層之間形成一個微環(huán)隙。封固高塑性鹽層，最好使用無鹽水泥漿，以便在頂替完鉆井液之后迅速凝固。 （ 3）加入低于 5%的