【摘 要】
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油井水泥水化固有的体积收缩将导致水泥环胶结质量差和诱发环空窜流等严重问题,同时也可能是导致井下和井场安全事故的重要因素。因此,要从根本解决环空窜流和胶结质量的问题,必须从避免水泥环体积收缩入手。本文针对水泥水化时收缩问题,首先从现有几种膨胀剂的膨胀机理入手,依据油井水泥环处于狭窄空间的限制,优选出空间受限膨胀机理作为本文开发膨胀剂的原理依据。然后,分析研究现有的3种膨胀剂SW＿G、SW＿P、SW＿
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油井水泥水化固有的体积收缩将导致水泥环胶结质量差和诱发环空窜流等严重问题,同时也可能是导致井下和井场安全事故的重要因素。因此,要从根本解决环空窜流和胶结质量的问题,必须从避免水泥环体积收缩入手。本文针对水泥水化时收缩问题,首先从现有几种膨胀剂的膨胀机理入手,依据油井水泥环处于狭窄空间的限制,优选出空间受限膨胀机理作为本文开发膨胀剂的原理依据。然后,分析研究现有的3种膨胀剂SW＿G、SW＿P、SW＿E各自的优缺点,并按照协同作用机理进行三种膨胀剂的复配,按最佳配比2:0.3:0.3进行复配得到了膨胀剂GPE。该膨胀剂可有效解决水泥水化时的体积收缩问题。室内评价结果表明:该膨胀剂能显著提高界面胶结强度、降低水泥石的孔隙度和渗透率、改善孔喉半径分布,对水泥浆的其他性能影响较小等优点。同时,以该复合膨胀剂GPE为基础,研制出了膨胀水泥浆体系（胜利G级水泥+0.4%JS-3+3.0%GPE+1%SXY-2+0.3-1.0%HN-2+自来水）,该体系具有良好的膨胀能力和防气窜能力,且能显著提高水泥石的界面胶结强度;具有失水量低、稳定无游离液、稠化时间易于调控、流变性好等特点。通过对该水泥试件的孔径分析、微观分析和渗透率的测定发现该水泥浆孔隙致密。将该水泥浆体系在某盆地西101和西202井直径177.8 mm尾管固井中进行试验应用,电测声幅及变密度检测评价结果表明,没有发生环空窜流,目的层的第一、二界面封隔良好。
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