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冲洗液固井界面残留定量分析方法及对水泥石影响

孟仁洲 夏修建 张弛 徐璞 齐奉忠 翟显治

孟仁洲,夏修建,张弛,等. 冲洗液固井界面残留定量分析方法及对水泥石影响[J]. 钻井液与完井液,2026,43(1):89-95 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2026.01.012
引用本文: 孟仁洲,夏修建,张弛,等. 冲洗液固井界面残留定量分析方法及对水泥石影响[J]. 钻井液与完井液,2026,43(1):89-95 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2026.01.012
MENG Renzhou, XIA Xiujian, ZHANG Chi, et al.Quantitative analysis method for residue flushing fluid residue on cement sheaths and its effect on set cement[J]. Drilling Fluid & Completion Fluid,2026, 43(1):89-95 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2026.01.012
Citation: MENG Renzhou, XIA Xiujian, ZHANG Chi, et al.Quantitative analysis method for residue flushing fluid residue on cement sheaths and its effect on set cement[J]. Drilling Fluid & Completion Fluid,2026, 43(1):89-95 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2026.01.012

冲洗液固井界面残留定量分析方法及对水泥石影响

doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2026.01.012
基金项目: 中国石油天然气股份有限公司科技项目“油气藏与薄盐层储库井筒治理及快速建库方法研究”(2023DJ8308)。
详细信息
    作者简介:

    孟仁洲,现在主要从事固井、水泥浆及外加剂的研究工作。电话(010)80162408;E-mail:mengzrdr@cnpc.com.cn

  • 中图分类号: TE256

Quantitative Analysis Method for Residue Flushing Fluid Residue on Cement Sheaths and Its Effect on Set Cement

  • 摘要: 油基钻井液清洗是页岩油气等非常规资源勘探开发长期面临的难题,冲洗液是解决该难题的主要手段,但目前冲洗液在界面处的残留特性及其对水泥石影响的研究较少。建立了基于荧光染料染色法定量表征含有机溶剂的冲洗液在套管壁及井壁处残留量的方法,并且分析了残留冲洗液对水泥石力学特性影响规律。研究结果表明,冲洗液在顶替钻井液后油基钻井液残留量少,冲洗液中的有机组分残留量相对更高,且更为粗糙的地层壁面的残留量更多。有机组分会降低界面处水泥石的抗压强度、增大渗透率,但纳米乳液中的油滴较小且粒径分布均匀,可以降低纳米乳液对水泥石微观结构的影响。纳米乳液在水泥浆中的良好稳定性是维持其油滴尺寸小且分布均匀的关键前提,非离子表面活性剂在水泥颗粒上的吸附量较低,降低了水泥颗粒对表面活性剂界面膜稳定性的影响,有利于保证纳米乳液有机相液滴在水泥浆中的稳定性。该研究建立的残留定量分析方法及对水泥石影响规律的认识,可为冲洗液体系的性能评价与优化设计提供科学依据,为深层和非常规油气资源的高效勘探开发提供支撑。

     

  • 图  1  模拟地层制备装置

    注:1-侧壁;2-顶盖;3-基底(用于地层制备);4-基底(用于水泥石配制);5-垫块(大);6-垫块(小);7-填充块(小);8-填充块(大);9-扳手。

    图  2  荧光法测定钻井液/冲洗液残留量流程图

    图  3  四氢呋喃中尼罗红浓度同荧光强度对照校核表

    图  4  模拟套管、岩心薄片及其粗糙度

    图  5  冲洗液、钻井液在套管及岩心表面的残留厚度

    图  6  油基钻井液和冲洗液对油井水泥性能的影响

    图  7  水泥浆与油基钻井液/冲洗液混合浆固化产物SEM图像

    图  8  水泥浆中乳状液/纳米乳液的行为及其对微观结构的改变

    图  9  表面活性剂在水泥颗粒表面吸附情况

    表  1  混合液配方

    配方构成比
    S-A水泥浆
    S-B水泥浆∶水=9.5∶0.5
    S-C水泥浆∶水=9.1∶0.9
    M-A水泥浆∶油基钻井液=9.5∶0.5
    M-B1水泥浆∶粗乳液型冲洗液=9.5∶0.5
    M-B2水泥浆∶粗乳液型冲洗液=9.0∶1.0
    M-C1水泥浆∶纳米乳液型冲洗液=9.5∶0.5
    M-C2水泥浆∶纳米乳液型冲洗液=9.0∶1.0
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出版历程
  • 收稿日期:  2025-08-05
  • 修回日期:  2025-10-12
  • 网络出版日期:  2026-02-09
  • 刊出日期:  2026-02-09

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