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河套盆地深层CCUS-EOR防腐水泥浆技术

虞海法 任强 邱爱民 汪涛 何子龙 谭天宇 杨豫杭 时培坚

虞海法,任强,邱爱民,等. 河套盆地深层CCUS-EOR防腐水泥浆技术[J]. 钻井液与完井液,2025,42(5):672-677 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2025.05.014
引用本文: 虞海法,任强,邱爱民,等. 河套盆地深层CCUS-EOR防腐水泥浆技术[J]. 钻井液与完井液,2025,42(5):672-677 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2025.05.014
YU Haifa, REN Qiang, QIU Aimin, et al.Anti-corrosion cement slurry technology for deep CCUS-EOR wells in Hetao basin[J]. Drilling Fluid & Completion Fluid,2025, 42(5):672-677 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2025.05.014
Citation: YU Haifa, REN Qiang, QIU Aimin, et al.Anti-corrosion cement slurry technology for deep CCUS-EOR wells in Hetao basin[J]. Drilling Fluid & Completion Fluid,2025, 42(5):672-677 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2025.05.014

河套盆地深层CCUS-EOR防腐水泥浆技术

doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2025.05.014
基金项目: 中国石油华北油田公司重大科技专项“巴彦油田深层超深层碎屑岩油藏效益开发关键技术攻关”(2024-HB-ZD02)。
详细信息
    作者简介:

    虞海法,高级工程师,1972年生,毕业于中国石油大学(华东)应用化学专业,现在主要从事钻完井工程技术研究工作。电话 (0478)7956152,E-mail:cyy_yhf@petrochina.com.cn

  • 中图分类号: TE256

Anti-Corrosion Cement Slurry Technology for Deep CCUS-EOR Wells in Hetao Basin

  • 摘要: CCUS是实现碳中和的关键技术之一,CO2的注入引起的井筒温度变化可能使水泥石产生微间隙,CO2在潮湿、高温、高压的环境中对水泥石产生长期的腐蚀,造成CO2泄露,导致储层和井筒完整性受到破坏、停产等。作为国内最深层次的CCUS-EOR工程,河套盆地面临温压变化及长期CO2腐蚀的问题,结合该地区现有成熟的固井水泥浆体系,引入防腐材料和活性材料,研发了一套具有强度高、抗CO2腐蚀能力强、微膨胀等特点的高性能防腐水泥浆体系。对比水泥石在高温湿相CO2中的长期性能,研究结果表明,优化后的水泥浆常规性能满足现场施工要求;在150℃、CO2分压40 MPa条件下,常规水泥石中加入防腐材料后的120 d腐蚀深度小于2.00 mm,抗压强度衰退约3.2%,渗透率增加14.19%,较常规水泥石大为改善;低密度水泥石的120 d腐蚀深度为2.12 mm,抗压强度衰退约4.34%,渗透率增加23.49%。该水泥浆体系在现场应用30余井次,固井质量优质率90%以上,对河套盆地的CCUS-EOR工程奠定了基础。

     

  • 图  1  防腐水泥浆与常规水泥浆的抗压强度

    注:1#、2#配方养护温度为90℃,3#、4#配方养护温度为60℃

    图  2  水泥石抗压强度衰退率

    图  3  水泥石腐蚀深度

    图  4  腐蚀后水泥石渗透率增长率

    图  5  兴华1-AX井防腐水泥浆固井声幅测井解释

    表  1  粉煤灰和矿渣的性能

    名称 ρ/
    g·cm−3
    D50/
    μm
    D75/
    μm
    表面积/体积/
    m2·cm−3
    粉煤灰 2.40 13.710 29.086 2.1675
    矿渣 2.85 14.869 29.764 1.6169
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    表  2  水泥浆常规性能

    配方 ρ/
    g·cm−3
    FLAPI/
    mL
    n K/
    (Pa·sn
    ρ/
    g·cm−3
    t稠化/min
    (100℃)
    t终凝/
    h
    1# 1.87 40 0.78 0.44 0 130 4.5~5.0
    2# 1.87 38 0.82 0.47 0 138 4.5~5.0
    3# 1.45 42 0.86 0.26 0 345 11~12
    4# 1.45 44 0.83 0.37 0 324 11~12
     注:流变参数测定温度为90℃。
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    表  3  水泥石不同腐蚀时间下的抗压强度(CO2压力40 MPa)

    配方 T养护/
    p/MPa
    7 d 14 d 30 d 60 d 90 d 120 d
    2#-未腐蚀 150 40.1 45.5 50.9 52.5 53.4 54.7
    2#-腐蚀 150 39.8 44.8 49.8 51.2 52.0 52.9
    4#-未腐蚀 90 23.6 26.5 27.5 29.1 29.7 29.9
    4#-腐蚀 90 23.3 26.0 26.8 28.2 28.5 28.6
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出版历程
  • 收稿日期:  2025-03-15
  • 修回日期:  2025-05-06
  • 刊出日期:  2025-09-30

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