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本论文是“九五”中国石油与天然气集团公司导向项目(237)更深入细致的研究。目前油井防砂多是采用机械防砂和树脂防砂技术,对于无机类防砂材料的研究却比较少。研究能适合较宽温度范围、不同出砂油井防砂需要的可渗透微细水泥防砂技术,不仅能拓宽油井水泥的应用范围,而且能进一步发挥微细水泥在油田开发中的优势。是一种新的水泥体系,为防砂提供了一种新的技术思路,即是在钻井完后,在固井施工时对于可能出砂的层段就考虑采用可渗透性微细水泥充填以代替裸眼完井、砾石填充等常规完井工艺。这将是裸眼完井技术的一种革新。 本文针对地层孔隙特征选择了微细水泥,并在分析微细水泥的水化特点、水化产物和微细水泥石孔隙结构的基础上,提出了增大微细水泥石渗透率的途径,即增加微细水泥石的孔隙孔径和孔隙数量并使其相互连接。 本文经过大量实验,最终合成了GS-5材料,它是以复杂的天然有机物GD为原料自行进行化学改性的产物。并辅以无机材料MD,制得了提高微细水泥渗透性的增渗外加剂GS-5~e。同时,为了使渗透率进一步的提高,增强增渗剂的使用效果,本文又研制了适合具体施工要求的促渗剂CJW,它主要是一种内部含有毛细管道的纤维状物质,能够增强孔隙与孔隙之间的连通促进GS-5~e对微细水泥石渗透率的进一步改善。能使微细水泥石的渗透率和抗压强度分别在0.09um~2~1.5um~2和6MPa~8MPa内调节,可阻挡粒径在0.0074cm以上的砂粒通过。 根据G级微细水泥的结构、水化过程和机理,研制的可渗透微细水泥体系专用缓凝剂、降失水剂和防高温衰退剂,以及优选的分散剂,除了具有良好的主要性能外,还具有较好的综合性能和对其它性能影响小的特点。并对可渗透微细水泥体系的综合性能和防砂能力进行了试验分析研究。结果表明该可渗透微细水泥具有良好的施工性能,较强的阻挡出砂的能力和抗一般地层流体腐蚀能力。既能应用于先期防砂,又能应用于后期防砂,是一种有发展潜力的防砂技术。 中文摘要 本文运用扫描电镜、电子探针、X衍射分析等手段研究了可渗透微细水泥胶结物和孔隙结构特性。通过该项研究明确了增加微细水泥石渗透率的途径,从而为研制更好的作用剂提供了理论依据。为开发研制适用于各种井况的可渗透微细水泥用系列处理剂奠定了基础。