低溫MTC固井工藝技術(shù)研究

（新疆貝肯能源工程股份有限公司 化工項(xiàng)目部，新疆 克拉瑪依市 834000）

低溫MTC固井工藝技術(shù)研究

馬 智

（新疆貝肯能源工程股份有限公司 化工項(xiàng)目部，新疆 克拉瑪依市 834000）

MTC固井技術(shù)是利用鉆井施工中，要廢棄的完井泥漿的降失水性和懸浮性，通過加入廉價(jià)的高爐水淬礦渣，激活劑，激活助劑，必要時(shí)再加入少量的分散劑、緩凝劑、降失水劑，使完井泥漿轉(zhuǎn)化為性能完全可以和油井水泥漿相當(dāng)或更好的一種新型固井技術(shù)，該轉(zhuǎn)化的泥漿固化液流動(dòng)性能好，稠化時(shí)間易控，具有低失水、微觸變性能，穩(wěn)定性好等特點(diǎn)，其固化體具有良好的抗腐蝕及抗高溫老化性，由于該泥漿固化液是由廢棄泥漿轉(zhuǎn)化而來，所以和泥漿具有較好的相容性，從而可以達(dá)到頂替效率100%的效果，提高固井質(zhì)量。

MTC；礦渣；礦渣激活劑

MTC固井技術(shù)，也稱鉆井液（泥漿）轉(zhuǎn)化為水泥漿固井技術(shù)，該技術(shù)只需通過加入廉價(jià)的高爐水淬礦渣、激活劑、激活助劑及少量添加劑即可保證良好的固井液性能，直接成本要明顯低于同等性能的油井水泥漿；它既可用常規(guī)的注水泥工藝進(jìn)行施工，也可用井場的鉆井設(shè)備直接進(jìn)行固井作業(yè)；由于礦渣的密度較水泥輕，配漿量大，特別適合于灰量較大的低密度水泥。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 實(shí)驗(yàn)藥品

鉆井液、礦渣、分散劑、激活劑、助劑、消泡劑

1.2 實(shí)驗(yàn)步驟

在MTC技術(shù)中礦渣泥漿固化液主要由泥漿、水、礦渣、激活劑及分散劑組成。其中泥漿用來懸浮礦渣和控制失水，礦渣是膠凝材料[5]，分散劑和水可調(diào)節(jié)流動(dòng)性能，激活劑及分散劑用來調(diào)節(jié)凝結(jié)時(shí)間。

泥漿固化液的配方設(shè)計(jì)相當(dāng)于波特蘭水泥漿，都首先在室內(nèi)進(jìn)行。主要技術(shù)指標(biāo)為稠化時(shí)間、抗壓強(qiáng)度、流變性。（滿足現(xiàn)場施工的條件）

1.3 基本性能測試

1.3.1 抗壓強(qiáng)度測試方法

試驗(yàn)條件：NYL-300型壓力試驗(yàn)機(jī)、TG-1280B型強(qiáng)度養(yǎng)護(hù)箱。試模：50.8mm×50.8mm×50.8mm立方體。溫度可調(diào)、養(yǎng)護(hù)時(shí)間可調(diào)。在試驗(yàn)壓力之前30-40分鐘拆除試模，將模塊冷卻至室溫（在水中冷卻時(shí)必須與空氣隔絕，以防模塊被氧化），試驗(yàn)壓力。

1.3.2 稠化時(shí)間測試方法

試驗(yàn)條件：TYPE型增壓稠化儀。

溫度梯度：2.7℃/100 m井深。

初始溫度：2.7 ℃。

初始壓力：3.8 MPa。

升溫時(shí)間：4 min。

循環(huán)溫度：60 ℃。

最終壓力：33.8 MPa。

升溫速率：0.8 ℃/min。

1.3.3 流變性測試方法

試驗(yàn)儀器：六速旋轉(zhuǎn)黏度計(jì)。測量水泥漿流變性能時(shí)，必須重復(fù)3次，誤差為1格。

流變參數(shù)計(jì)算：

n——流性指數(shù)：無因次；

K——稠度系數(shù)：Pa· sn

θ300——轉(zhuǎn)速為300 r/min的的讀數(shù)：格；

θ100——轉(zhuǎn)速為100 r/min的的讀數(shù)：格；

2 結(jié)果與討論

2.1 抗壓強(qiáng)度

泥漿轉(zhuǎn)化液的抗壓強(qiáng)度主要取決于礦渣的品質(zhì)，激活劑及激活助劑的濃度，溫度的高低，礦渣的含量等。

實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證溫度為70 °C時(shí)固化體的抗壓強(qiáng)度隨激活劑的加量呈線性升高趨勢。而在同樣激活劑加量下固化體的抗壓強(qiáng)度隨固化液密度的升高亦呈線性升高趨勢。

2.2 稠化時(shí)間

泥漿轉(zhuǎn)化液的稠化時(shí)間主要是由分散劑、緩凝劑及激活劑加量決定的，如果稠化時(shí)間偏長，則通過增加激活劑和減少分散劑、緩凝劑的摻量進(jìn)行調(diào)節(jié)；如果稠化時(shí)間偏短，則通過減少激活劑和增加分散劑、緩凝劑的摻量進(jìn)行調(diào)節(jié)。經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，同一溫度下稠化時(shí)間隨激活劑量的增加呈線性減小趨勢，而在不同溫度情況下，體系稠化時(shí)間都隨激活劑加量的變化呈線性變化。

2.3 流變性

數(shù)據(jù)顯示，隨著激活劑及礦渣等固相含量加量的變化會(huì)導(dǎo)致泥漿固化液的流變性能變化，經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，即使在1.20 g/cm3的超低密度條件下，體系也具備良好的流變性，且在一定的時(shí)間范圍內(nèi)其流變性不隨時(shí)間的推延而顯著變化，仍具備較好的流動(dòng)性能，那么，良好的流變性能改變了泵車施工的單一方式。

3 結(jié)論

3.1 固化體的抗壓強(qiáng)度隨固化液密度的升高亦呈線性升高趨勢。

3.2 不同密度的礦渣漿液其抗壓強(qiáng)度都是隨著溫度的升高而增大。

3.3 同一溫度下稠化時(shí)間隨激活劑量的增加呈線性減小趨勢，而在不同溫度情況下，體系稠化時(shí)間都隨激活劑加量的變化而呈線性變化。

3.4 體系對現(xiàn)場施工條件液灰比波動(dòng)有較好的適應(yīng)性。

[1] 白永濤． MTC技術(shù)鉆井液研究[J]．大眾科學(xué)（科學(xué)研究與實(shí)踐）,2007 ,4．

[2] 彭志剛． 水硬高爐礦渣MTC固井技術(shù)研究[D]．西南石油學(xué)院, 2004．

[3] 黃河福． MTC技術(shù)理論與應(yīng)用研究[D]．中國石油大學(xué), 2007．

[4] 閻培渝,秦堅(jiān),楊振杰，等． MTC漿固化體的微觀結(jié)構(gòu)研究[J]．材料科學(xué)與工程,2002, 3．

[5] 徐彬,蒲心誠． 礦渣玻璃體分相結(jié)構(gòu)與礦渣潛在水硬活性本質(zhì)的關(guān)系探討[J]．硅酸鹽學(xué)報(bào), 1997,06．

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