钻井液与完井液

作者：赵琥,马春旭,宋维凯,田野,邹亦玮,孙超

单位：中海油田服务股份有限公司油田化学研究院, 河北廊坊 065201；

关键词：微珠, 硅粉, 高温, 强度衰减

基金：中国海洋石油集团公司项目“高温高压水泥浆技术研究”II期（CNOOC-KJ 135 ZDXM 06ZJ-3）。

空心微珠主要是硼硅酸盐玻璃材质制成，内部富含SiO2组分，在120 ℃、150 ℃下，对不同龄期微珠低密度水泥浆抗压强度、渗透率、微观分析、稠化可调性进行了测试，确认了空心微珠对高温水化特性的影响。研究结果表明，120、150 ℃下，空心微珠中的硅质组分均参与了水泥水化，对水泥石强度起到了抑制或补偿抑制作用，其中120 ℃时仅16%空心微珠可以在28 d之内起到抑制抗压强度衰退作用，150 ℃时抑制衰退则需要内掺一定的硅粉，确保硅粉含量与空心微珠含量之和达到40%以上；高温下微珠因参与反应表面形成显著的孔隙轮廓，随着养护龄期延长，水泥石总孔隙增多，无硅粉配方增加的孔径以50～100 nm的毛细孔居多，渗透率随着养护龄期的延长逐步增大，由最初的0.003 mD增加至0.011 mD，增幅较为明显，但渗透率净值并不大；内掺硅粉增加的孔径以小于50 nm的凝胶孔居多，渗透率随养护龄期延长基本变化不大；在没有硅粉情况下，14 d时水泥石中Ca(OH)2相消失，与玻璃微珠反应生成C—S—H凝胶，添加硅粉配方水化产物中未见Ca(OH)2相，反应迅速，生成具有良好抗衰退作用的托博莫来石相，起到较好的防止衰退作用；稠化时间具有可调性，硅粉和空心微珠都不会对水泥浆高温早期水化规律性造成不良影响。

来源：2024年第5期

《钻井液与完井液》期刊编辑部

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