自修复固井前置液实验研究
自修复混凝土修复性的试验研究_吴翠莲
收稿日期: 2008-10-13 作者简介: 吴翠莲( 1983- ) , 女, 南华大学城市建设学院硕士研究生, 湖南 衡阳 421001
柯国军( 1964- ) , 男, 硕士生导师, 教授, 南华大学城市建设学院, 湖南 衡阳 421001 高 远( 1981- ) , 男, 硕士, 助理工程师, 新开元路桥设计有限公司, 河南 郑州 450000
自修复混凝土要求其 对裂缝修复的自主 性, 要保证 裂缝开裂 时, 胶粘剂能及时流到 裂缝 处对其 进行 修复, 这就 要求 修复 胶粘 剂可实现的填充裂 缝尽 可能小, 所 以胶 粘剂 的粘度 不能 太大, 流 动性一定要好; 由于开裂期限不可知 , 因此, 所选胶粘剂 化学性一 定要稳定, 胶粘 能力要强; 考虑到绿色建筑及 造价等问题, 要求胶 粘剂的毒 性低、造价 低等。综合 考虑以 上因素, 本文 选用环 氧树 脂、氯丁万能胶、聚氯乙烯胶粘剂这三种胶粘剂作为自修复混凝土
575- 581.
[ 5] 姚 武, 吴科如. 智能混凝土 的研究现 状及其 发展趋势 [ J] . [ 9] 朱航征. 智能 混凝土 的开 发动向 [ J] . 建 筑技 术开 发, 2003,
新型建筑材料, 2000( 10) : 22- 24.
30( 11) : 111-113.
Research on intelligent concrete
第 35 卷 第 5 期
150
2009年2月
山西 建筑
SHA N XI AR CH IT ECTU R E
V ol. 35 N o. 5 Feb. 2009
文章编号: 1009-6825( 2009) 05-0150- 02
自修复混凝土修复性的试验研究
固井内置悬浮液研究与应用
文 章 编 号 ： １ ７ ９ （ ０７ ０ ０ ９ ０ １３ ０ ０— ３３ ２０ ）４— ０ ２— ３
固 井 内置 悬 浮 液 研 究 与 应 用
范廷秀 郑 琦铭 贾付山 姜开文
（ 大庆 石 油 管理 局 钻 井 生 产技 术服 务 公 司 ， 龙 江 大庆 黑 １３ ５ ） ６ ３ ８
维普资讯
范廷 秀等 ： 固井 内置 悬浮液研 究 与应 用 Ｄ Ｆ是一种 离子 型线 性 高分 子 聚合 物 ， 毒 、 味 、 Ｘ 无 无 易溶 于水 ， 透 明 黏 稠 性 溶 液 ， 有 明显 的增 黏效 为 具 果 。水 溶液呈 中性 或微碱 性 ， 于钙 、 等 离子及 氯 对 镁 化钠等 盐类均 不产 生沉淀 ， 稳定性 好 。
提 高 固井 内置悬 浮液悬 浮能力 的关键 是使悬 浮 液 具有较 高 的黏度 和切 力 ， 黏 度过 高 会使 流 体 流 但 动性 能 降低 ， 擦 阻力 增 大 。综合 评 价 固井 前 钻 井 摩
替 ， 至二 次碰压 。施工结 束后 ， 直 套管 内存 留液体下
部 为 固井 内置悬浮 液 ， 上部 为清 水 。
１ ２ 设计原 则 ．
液 的黏度 和水 泥浆 的流 变 性 能 ， 为 固井 内置 悬 浮 认
液 的黏度 在 ５ ０～７ 较 为适宜 。 ０Ｓ
通过 对 多种 可溶 性 高 分子 聚合 物 材 料 的分 析 、
筛选 及 多组 正 交 实 验 ， 择 了 Ｄ Ｆ作 为 悬 浮 剂 。 选 Ｘ
制， 以及施工 工艺 的要 求 ， 固井 内置悬 浮液设 计时 在 综 合 考虑 了 以下 原 则 ： １ 固井 内置悬 浮液 要 具 有 （）
一
定 的黏度 ， 氏漏 斗 黏 度 控 制 在 ５ 马 ０～７ 为 宜 ， ０Ｓ
水泥固井质量检测方法探讨和评估
水泥固井质量检测方法探讨和评估低密度的水泥浆是最近几年才发展起来的一项固井技术。
在整个中低压的产层增加的情况下，采用一种低密度的水泥井进行灌浆对于提高单井的相应产能和增加相应的勘探储量以及对于汽油的开发都具有重要的意义，同时也得到了比较充分的应用。
但是，因为空心微珠的加入充分的改变了水泥石与水泥浆的本来性能，直接的导致了声幅的测井不可以准确的对固井质量进行评价，这样是不利于该项技术的推广的。
所以，对水泥固井相对质量在实际的测量方法上进行了具体的评估和分析，希望可以给有关人士提供参考性意见。
标签：水泥固井；检测方法；探讨；具体评估在整个油田的生产工艺中，为了充分的确保正常的采购原油，就必须在地层和钢套管之间用水泥进行加固连接，这种连接加固的方式就是所说的固井，紧接着会在水泥和套管之间射穿，只有这样才可以将油层内部的原油从套管和透过的水泥采出来。
但是，对于水泥固井的实际质量检测，并从实际的工程上来说，是有一定要求的。
本文就此进行了分析和探讨。
1 关于固井的定义固井是水井和油在建井过程中一个比较重要的环节之一，对于固井质量的好坏将直接的关系到有关固井的使用年限，甚至对于整个注以及采期之间是否可以顺利的进行生产都有影响。
固井质量上的评价体现：对水泥环和套管界面、地层和水泥环的交界面在水泥结胶的程度。
日前，对于固井的质量评价很大程度上都集中在了固井的水泥环和套管的界面上，但是从地层和水泥环的界面来说对于胶结的质量评价比较少。
对于水泥环的界面来说，其胶结如果良好，对于地层界面的窜通也会带来比较严重的后果。
所以，不仅要对水泥环界面的质量进行评价的同时也要去重视地层界面的质量评价。
2 有关水泥固井平衡压力的注水泥对于水泥固井来说，其水泥施工监控和设计是整个固井施工中一项比较重要的环节，对于井的施工参数和水泥相关的设计质量以及相应水平的调整，会直接影响到相应固井的质量。
对于平衡压力下进行水泥的注浆要通过两个不同的过程：主要有候凝的过程和顶替的全过程。
《基于再生骨料固载微生物的混凝土裂缝自修复性能试验研究》范文
《基于再生骨料固载微生物的混凝土裂缝自修复性能试验研究》篇一一、引言随着现代建筑业的快速发展，混凝土作为主要的建筑材料，其性能的优化与提升一直是研究的热点。
其中，混凝土裂缝问题对建筑结构的稳定性和耐久性构成严重威胁。
为了解决这一问题，本研究基于再生骨料固载微生物的混凝土裂缝自修复技术进行了实验研究。
此技术通过引入微生物和特定的营养源，使混凝土具备自修复能力，对裂缝进行自动修复。
二、研究背景及意义随着城市建设的快速发展，建筑垃圾的处置问题日益突出。
再生骨料作为建筑垃圾的重要部分，其有效利用对于减少环境污染、实现资源循环利用具有重要意义。
同时，混凝土裂缝问题一直是建筑领域的难题。
因此，将再生骨料与微生物修复技术相结合，研究其对于混凝土自修复性能的影响，不仅有助于解决建筑垃圾的处理问题，还能提高混凝土的耐久性和使用寿命。
三、实验材料与方法1. 实验材料实验所用的主要材料包括再生骨料、普通骨料、水泥、微生物、营养源等。
其中，再生骨料来源于建筑垃圾，经过破碎、清洗、筛分等处理后得到。
2. 实验方法（1）混凝土制备：按照一定比例将再生骨料、普通骨料、水泥混合，加入适量的水和微生物，搅拌均匀，制备成混凝土试件。
（2）裂缝模拟：通过特定设备在混凝土试件上模拟裂缝产生。
（3）自修复实验：观察并记录混凝土试件在模拟裂缝产生后的自修复过程。
（4）性能评价：通过观察和检测混凝土试件的裂缝宽度、修复效果等指标，评价其自修复性能。
四、实验结果与分析1. 再生骨料对混凝土自修复性能的影响实验结果表明，使用再生骨料制备的混凝土在自修复性能方面表现出良好的效果。
与普通混凝土相比，再生骨料固载微生物的混凝土在模拟裂缝产生后，能够更快地启动自修复过程，且修复效果更显著。
2. 微生物与营养源对混凝土自修复性能的影响实验发现，添加适量的微生物和营养源能够显著提高混凝土的自修复性能。
微生物通过与营养源发生反应，产生修复物质，对混凝土裂缝进行填充和修复。
满深1井碳酸盐岩地层自愈合水泥浆固井技术
◄钻井完井►doi:10.11911/syztjs.2020071引用格式：吴柏志，张怀兵. 满深1井碳酸盐岩地层自愈合水泥浆固井技术[J]. 石油钻探技术，2021, 49（1）：67-73.WU Bozhi ， ZHANG Huaibing. Cementing technology of a self-healing cement slurry in the carbonate formations in the Well Manshen 1 [J].Petroleum Drilling Techniques ，2021, 49（1）：67-73.满深1井碳酸盐岩地层自愈合水泥浆固井技术吴柏志1， 张怀兵2（1. 中石化中原石油工程有限公司，河南濮阳 457001；2. 中石化中原石油工程有限公司塔里木分公司，新疆库尔勒 841000）摘 要: 满深1井三开钻遇破碎性碳酸盐岩地层，井壁掉块严重，井径不规则，且目的层油气显示活跃，三开尾管固井时顶替效率低，压稳和防漏矛盾突出。
为确保该井三开固井施工安全顺利，并保障固井质量，通过选用自愈合剂BCY-200S 和与其配伍性好的水泥添加剂，形成了自愈合水泥浆，并针对下套管和固井时容易发生漏失的问题，在根据前期施工情况准确判断漏层位置的基础上，采用了正注反挤固井工艺。
满深1井三开碳酸盐岩地层采用自愈合水泥浆和正注反挤固井工艺后，固井作业安全顺利，既封固了产层，后期作业中也未出现环空气窜现象。
研究和实践表明，自愈合水泥石遇油气可自动修复微裂缝，达到封固产层的目的，可解决塔里木油田高压天然气井环空带压及层间窜流的问题。
关键词: 自愈合水泥浆；碳酸盐岩；破碎地层；固井质量；水泥浆性能；满深1井中图分类号: TE256+.4 文献标志码: A 文章编号: 1001–0890（2021）01–0067–07Cementing Technology of a Self-Healing Cement Slurry in theCarbonate Formations in the Well Manshen 1WU Bozhi 1, ZHANG Huaibing2(1. Sinopec Zhongyuan Oilfield Service Corporation, Puyang, Henan 457001, China ; 2. Tarim Branch of Sinopec Zhongyuan Oilfield Service Corporation, Korla, Xinjiang, 841000, China )Abstract: During the drilling of the fractured carbonate formation in the third spud of Well Manshen 1, serious problems were encountered such as severe sloughing of the borehole wall, irregular hole diameters, active oil and gas shows of the target layer, low displacement efficiency during tri-liner cementing, and prominent contradiction between pressure stabilization and lost circulation control. In order to ensure the safe and smooth cementing operation of the third spud of the well and guarantee the cementing quality, a self-healing cement slurry was prepared by self-healing agent BCY-200S and cement additives with good compatibility with the agent. In addition, considering that lost circulation occurred easily when running casing and cementing, the “forward injection and reverse squeeze ”technique was adopted on the basis of accurately determining the position of the leakage layer according to the previous construction situation. After the application of the self-healing cement slurry and the “forward injection and reverse squeeze ” cementing technique to the carbonate formation in the third spud of Well Manshen 1, the cementing operation was safe and smooth. It not only sealed the pay zone but also avoided the annular channeling in the later operation. The research and practice demonstrated that the self-healing cement could automatically repair the microfractures after encountering oil and gas. In this way, they could achieve the goal of sealing the pay zone and solving the problems of annular pressure and interlayer cross-flow in the high-pressure natural gas wells of the Tarim Oilfield.Key words: self-healing cement slurry; carbonate rock; fractured formation; cementing quality; cement slurry property;Well Manshen 1满深1井位于新疆沙雅县境内，是塔里木油田部署在塔河南岸勘探新区的一口重点探井，目的层为距今4.4亿年的古老海相碳酸盐岩地层，埋深近8 000.00 m [1]。
39-FM固井隔离液研究与应用
FM固井隔离液研究与应用林志辉付家文张国强闫振峰李志芳康宏长杨振梅刘会利王桂富(大港油田)摘要：FM隔离液液技术的研究，能够实现有效隔离钻井液与水泥浆、清洗井壁、提高顶替效率、保护油气层、保证水泥环第一、第二界面的固井胶结质量的，为油井后续作业和油田增储上产提供固井方面的技术保障。
关键词：隔离液、顶替效率、固井质量前言在注水泥和替钻井液的过程中，环空井壁与套管壁上的虚泥饼和钻井液能否有效地被清洗及顶替干净是注水泥作业成功的主要关键。
否则不能有效地封隔油、气、水层，影响油气的正常生产。
因此，清除井壁与套管壁上的虚泥饼、提高顶替效率是获得固井界面胶结质量好的水泥环和层间有效封隔的关键所在。
由于在固井施工作业过程中，清除虚泥饼、提高顶替效率的影响因素较多，如性能不佳的钻井液、极不规则的井径和套管不居中而带来的窄边顶替困难以及井下条件复杂等客观因素。
而主要的是绝大多数钻井液，不论是水基钻井液还是油基钻井液或其它类型的钻井液与水泥浆都是不相容的。
在固井施工中，如果水泥浆与钻井液直接接触，钻井液将发生水泥侵，水泥浆将受到钻井液的污染而产生粘稠团块状絮凝物质，不但难以驱替，影响顶替效率，造成水泥浆窜槽，影响封固质量。
严重时还会造成蹩堵而压漏地层或灌香肠等固井事故，因此，对固井质量造成严重的危害。
做为注入在钻井液与水泥浆之间的一段“特殊”液体——隔离液，已经成为提高顶替效率和固井界面胶结质量的重要手段。
国内外各大油田早已开发研制出适用于各类井的多种隔离液。
就隔离液而言，具有紊流冲刷效能，不仅能以平面驱替钻井液，而且还能抑制钻井液偏流，产生高径向速度，进一步提高对管壁和井壁的冲蚀；具有一定的密度调节范围，能方便的调节密度与钻井液和水泥浆保持适度密度差；与钻井液、水泥浆具备良好的相容性；具有接近牛顿流体的特性，其塑性粘度、屈服值或流型指数和稠度系数值均能满足以较低临界速度而达到紊流，起到隔离和引导、增进水泥浆的紊流效果，提高顶替效率；对套管无腐蚀作用。
渗透结晶型自修复剂及油井水泥浆体性能试验
第37卷第3期 娃酸盐通报Vol.37 No.3 2018 年 3 月___________________BULLETIN OF THE CHINESE CERAMIC SOCIETY_______________March,2018渗透结晶型自修复剂及油井水泥浆体性能试验许夏斌\郑勇\杜羞2,冯茜1(1.西南石油大学化学化工学院，成都610500;2.中国石油天然气集团公司玉门油田分公司炼化总厂，玉门735200)摘要:通过对混凝土渗透结晶防水材料的研究，发现活性组分苹果酸(C A)，并对C A改性合成了适用于油井水泥的 水泥基微裂缝自修复剂C T。
将C T直接添加到水泥浆中，通过与其他外加剂调配，能够满足油田固井水泥浆基本C T能在裂缝处生成枝蔓结晶，有效修性能要求。
抗压强度恢复率达92. 8%，渗透率修复率达94. 0%。
SEM显示复裂缝。
最后通过X R D、孔结构分析了自修复剂C T的渗透结晶修复机理。
关键词:油井水泥；微裂缝；渗透结晶；自修复技术中图分类号:T Q172 文献标识码:A文章编号:1001-1625(2018)03-1047-06 Capillary Crystalline Agent for Self-Repairing and PerformanceTest of Oil-Well Cement SlurriesXU Xia-bin1，ZHENG Yong1，DU Lei2，FENG Qian1(1. College of Chemistry and Chemical Engineering,Southwest Petroleum University,Chengdu 610500,China；2. The Companys Refining Chinese Petroleum Corporation Yumen Oilfield General Factory,Yumen 735200,China)Abstract ： The malic acid ( CA) based micro cracks self-healing agent CT was synthesized and evaluated according to the study of concrete crystallization and waterproof materials. The basic performance requirements of oil-well cement slurry were met by mixing CT with other additives. The recovery rate of compressive strength was 92. 8%, and the repair rate of permeability was 94. 0%. Dendritic crystals formed in the cracks of cement added CT, which effectively repairs cracks, were found in SEM images.Finally, the mechanism of capillary crystalline self-repairing complex CT was postulated with XRD and pore structure analysis.Key words：oil-well cement；micro crack；capillary crystalline；self-repairing technology1引言对于油气井进行固井的目的，一是保护和支撑套管，二是对地层进行良好的层位封固，为后续生产作业 提供支持。
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的一 系列 破坏 因素 是客 观存 在 的和不 可 避 免 的 ，其 影 响是 动 态 和持 续 的 ， 固井 水 泥环 本 身质 量 再好 也 不 能保 证 不受 损 伤 。为解 决 因油气 井 固井 水 泥 环损 伤 而 产 生 的 层 问 封 隔 质 量 和 耐 久 性 不 好 的 技 术 难 题 ，提 出 的技 术 思 路 是 ：在 固井 前 置 液 中 加 入 对 固井 水 泥 环微 间 隙 和微 裂缝 有 自修 复 能力 的 自修 复 剂 ，使前 置液 在发 挥 常 规 固井 前置 液 基本 功 能 的 同
３ ％ 膨 润 土浆 ＋ ０ ． ３ ％Ｃ ＭＣ ＋
０ ． ０ ５ ＋ ０ ． １ ％Ｐ ＡＣ ＋ ５ ％原 油＋
帮助 ，为 提高 固井 封 固质量 提供 一个 新 的途 径 。
基金项 目 ： 国家 自然科 学基金项 目 “ 油气 井固井水 泥环损伤 自修 复机 理与方法研 究”（ ５ １ １ ７ ４ １ ６ ６）和陕西省教 育厅专项 科研 计划项 目 “油气井固井水 泥环 损伤 自修 复机理研究”（ １ １ Ｊ Ｋ０ ７ ８ ６ ）资助 。 第一作者简介 ： 杨振 杰 ，教授级高级 工程师 ，１ ９ ５ ８年 生，１ ９ ８ ２年毕业 于西南石油学 院钻 井工 程专业 ，现在从事科研教 学工作。地址 ：陕西省 西安市电子二路东段 １ ８号 ； 邮政编码 ７ １ ０ ０ ６ ５；电话 （ ０ ２ ９）８ ８ ３ ８ ３ ０ １ ３； Ｅ — ｍａ ｉ ｌ ： ｄ ｒ ｙ ｚ ｊ ２ ０ ０ ０ ＠１ ６ ３ ． ｃ ｏ ｍ。
态 自修 复 ，对 固井 水 泥环 的完 整性 和 耐久 性 有很 大
实验 所用 钻井 液 配方 如下 。 聚 合 物 钻 井 液 ３ ％膨 润 土 ＋ ０ ． ３ ％ＣＭＣ． Ｌ Ｖ＋
０ ． ０ ５ ％ Ｋ— Ｐ ＡＭ ＋０． １ ％Ｊ Ｔ－ ８ ８８
混 油聚合 物 钻井 液
０ ． ４％ ＯＰ． 】 ０
关键词 自修复 （自愈合 ） ； 固井前置液 ； 水泥环 ； 渗透结 晶 ；固井
中图分 类号 ：Ｔ Ｅ ２ ５ ６ ． ６ 文献标识码 ：Ａ 文章编 号 ：１ ０ ０ １ — ５ ６ ２ ０（ ２ ０ １ ３）０ ２ — ０ ０ ５ ５ ０ ４
在油 气 井 的开 发 过程 中对 固井 水 泥环 造 成损 坏
行 自修 复的性能 。使 用钻井液浸 泡钢 管 （ 模拟 套管 ）和 冲击造缝 ２种 方法模 拟 因固井水泥环损 伤而形成 的微 间 隙
和微裂缝 ，在 ＸＡ Ｎ． Ｒ Ｃ封堵实验流程 上进 行 了 自修复模 拟实验。 实验结 果表 明， 自修 复固井前置液具备前 置液的
基本性 能，能够 吸附在 冲洗过 的钢 管表面提高 界面胶结 强度 。处于 自修 复 固井前 置液养护环境 中的水泥环具 有较 高的早期和 长期抗 窜强度 。 自修复 固井前置液通过 渗透结 晶和 多次水化 反应机理对水 泥环 的微裂缝 和微 间隙进行 修复 ，抗 窜强度 的恢 复能力 明显高于清水 的养 护环境。 自修 复 固井前 置液能够 实现对 固井水 泥环损伤 的动态持 续 自修复 ，为保持水泥环 的完整 性和 耐久性提供 了一个新的手段。
１ 实验 部 分
１ ． １ 实验 材料 及实验 浆体 的配制 Ｇ Ｓ Ｎ 自修复 剂 ，为 渗透结 晶型水泥基 自修复
剂 ，粉 状产 品 ； ＮＭＦ Ｓ Ｊ自修 复 剂 ， 为 渗透 结 晶 型纳 米 自修 复 剂 ，液 体产 品 ，西 安 石油 大 学 提供 。嘉 华
Ｇ级 油 井 水 泥 ； Ｋ Ｚ矿 渣 ，粒径 为 ０ ． ０ ４ ３ ｍｍ，新 疆
固井的耐久性和可靠性 ［ １ － ５ ］ ｏ 由于 环 空 水 泥 环 顶 部 存在 自修 复 固井 前置 液 ， 只要水 泥 环 出现窜 气通 道 ， 自修 复 前 置液 能 够及 时 渗透 到 孔道 中 ，通 过 特定 的 自修 复 机理 实 现 对 固井水 泥 环 微裂 缝 或微 间隙 的动
八一 钢 铁产 品 ； Ｆ ＭＨ． ２为 二级 粉煤 灰 ，西安 粉 煤灰 有 限公 司 ； 油 井水 泥 膨胀 剂 Ｓ Ｎ Ｐ，油 井水 泥 分散 剂 Ｓ ＸＹ － ２ ，新 疆 油 田采 油 工 艺 研 究 院 ； 微 硅 ＷＧ，样
品取 自西 安霖 源 微 硅 粉 有 限 公 司 ； Ｃ ＭＣ、Ｋ． Ｐ ＡＭ 、
５ ６
钻 井 液 与 完 井 液
（ １ ． 西安石油大学石油工程学 院 ，西 安 ； ２ ． 新 疆油 田分公司采油工艺研究 院 ，新疆克拉玛依 ） 杨振杰 等 ． 自修 复固井前置液实验研究 ［ Ｊ ］ ． 钻 井液 与完井液 ，２ ０ １ ３ ，３ ０（ ２ ） ： ５ ５ ５ ８ ．
摘要
用渗透 结 晶 自修 复剂配制 固井前置液 ，使其 在具备冲 洗隔离功 能的 同时具有对 固井水泥环 窜气通道进
第３ ０卷 第 ２期
２０１ ３生 ３月
钻
井
液
与
完
井
液
Ｖｏ ｌ ＿ ３０ Ｎｏ ． ２
Ｍａ ｒ ．２０１ ３
ＤＲＩ ＬＬＩ ＮＧ ＦＬＵＩ Ｄ ＆ Ｃ０Ｍ ＰＬＥＴ１ ０Ｎ ＦＬＵＩ Ｄ
【 理论研究与应用技术 】
自修 复 固井前 置 液 实验 研 究
杨振 杰 ， 马成 云 ， 朱 海涛 ， 邓伟 兵 ， 王容 军 ， 刘江 华
Ｊ Ｔ － ８ ８ ８； 原 油样 品。
时具备 以下功能 ： ① 自修复固井前置液冲洗过 的井
眼 和套 管 表 面 ，能 够涂 覆 自修 复 剂 的活 性 成分 ，改 善界 面 胶 结质 量 ； ② 能 够 自动 修复 固井 施 工 后 和开
发过 程 中固井 水 泥环 产 生 的微 间 隙和 微 裂缝 ，保 证