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中国科技期刊数据库 工业A 渗透性水泥防砂技术 安国良 毛谦明 付 江 周莲英 西北油田分公司塔河采油一厂采油三队 新疆 轮台 841600 摘要：本文在文献调研的基础上，通过进行大量实验，分析了几种可以提高水泥石渗透率的方法，提出了一种可用于油田防沙 所用的渗透性水泥。分别从增渗剂水泥，和泡沫水泥两个方向进行研究。增渗剂水泥用聚乳酸PLA为增渗剂，利用PLA的自然降 解性能，改变水泥是内部孔隙结构，从而增加其渗透率。发现通过用增渗剂后可以比原先提高到五倍的渗透率。 关键词：水泥石；渗透性水泥；增渗剂；泡沫水泥；渗透率 1水泥增渗剂的研究 要一两个月甚至更长的时间去溶解或降解，那会影响工程需 油田上应用最多的水泥是波特兰油井G级水泥 。从化学 要，就如同聚乳酸一样，几天时间似乎不够他去降解。 角度来说，波特兰水泥的水化反应是一个复杂的溶解沉淀过 2泡沫水泥的研究 程，生成物主要是碱性化合物。油井注水泥施工后形成的水 水泥石一般来说渗透率很低 ，这也表现在另外一个指标 泥石渗透率很低 (低于1×104um)，并随强度的增强而降 上，即其孔隙度很低 ，所以我们可以从提高孔隙度入手，但 低 。水泥石渗透率的大小主要取决于孔 隙结构和孔隙度。 孔隙度又分个有效孔隙度，即能连通能保证油气流动的孔隙 水泥石中的孔隙主要有3种类型 ，一是毛细孔 ，孔径尺寸大 体积 ，这就需要一方面增加孔隙，一方面使其连通。泡沫水 (大子2×10。)，对水泥石渗透率有重要的作用 。二是凝 泥就是抓住这～点，来研制一种高渗透率的水泥。 胶孔，它是水化硅酸钙内部的孔隙，尺寸较小 (15×10一一 一 般泡沫水泥的组成有：基浆，起泡剂，稳泡剂，氮气。 30×10 。m)，对水泥石渗透率贡献较小。三是介于毛细孔和 起泡剂一般 由阴离子表面活性剂来代替，如烷基硫酸钠，AOS 凝胶孔之间的过渡孔，其孔径尺寸波动较大。 等；稳泡剂一般由非离子表面活性剂代替，如HEc(羟乙基纤 综合上述分析可知，要增加水泥石渗透率必须增大毛细孔 维素)，CMC (羧甲基纤维素钠)，PVA(聚乙烯醇)；氮气 径和孔隙连接。通过向水泥浆体系 中添加一种油井水泥增渗 就有空气代替。 剂来增大水泥石的孔隙度和改善孔隙间的连通性，从而提高 根据初步研究，首先配制了以下几组泡沫体系如下表3所 水泥石的渗透率。增渗剂如聚乳酸PLA，在水泥凝结过程中不 不 ： 参与水泥的各种的反应 ，滞留在水泥石中，通过一定的手段 水灰比依然保持1：1．5，CaC1。作为促凝剂有助于水泥在 (如 自然降解)，可使有机颗粒溶解在液体中，从水泥石中 短时间凝结，在这组水泥体系中，起泡质量比较大，都可以 析出，从而又产生许多连通性孔隙。 达N6o％以上。放在8O℃的水浴锅中加热2天后取 出，进行一 根据一定的分析配制 了以下几个体系，对其进行了测定， 定的打磨处理，测其渗透率，得到以下结果，如表4所示： 如下表1所示： 表3泡沫水泥组一配方 这组水泥体系其水灰 比为1：1．5，石英砂是40~60目， 在6O℃的水浴锅 中凝固两天后取 出，通过一定处理，取得 规范的岩心，测其渗透率。测渗透率时的条件是 ：围压： 0．34MPa，流量：2ml／min，岩心的表面积为5．06cm．测得结果 为表2所示： 表1增渗剂水泥配方 泡沫水泥的渗透率和其体系的起泡质量有密切的关系， 泡沫质量在一个合理范围内时，起泡质量越大，其渗透率越 大 但不仅仅只是起泡质量大就可以，还需要稳泡剂的作