低溫MTC固井工藝技術研究

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

低溫MTC固井工藝技術研究

馬 智

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

MTC固井技術是利用鉆井施工中，要廢棄的完井泥漿的降失水性和懸浮性，通過加入廉價的高爐水淬礦渣，激活劑，激活助劑，必要時再加入少量的分散劑、緩凝劑、降失水劑，使完井泥漿轉化為性能完全可以和油井水泥漿相當或更好的一種新型固井技術，該轉化的泥漿固化液流動性能好，稠化時間易控，具有低失水、微觸變性能，穩定性好等特點，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化而來，所以和泥漿具有較好的相容性，從而可以達到頂替效率100%的效果，提高固井質量。

MTC；礦渣；礦渣激活劑

MTC固井技術，也稱鉆井液（泥漿）轉化為水泥漿固井技術，該技術只需通過加入廉價的高爐水淬礦渣、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；它既可用常規的注水泥工藝進行施工，也可用井場的鉆井設備直接進行固井作業；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 實驗

1.1 實驗藥品

鉆井液、礦渣、分散劑、激活劑、助劑、消泡劑

1.2 實驗步驟

在MTC技術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]，分散劑和水可調節流動性能，激活劑及分散劑用來調節凝結時間。

泥漿固化液的配方設計相當于波特蘭水泥漿，都首先在室內進行。主要技術指標為稠化時間、抗壓強度、流變性。（滿足現場施工的條件）

1.3 基本性能測試

1.3.1 抗壓強度測試方法

試驗條件：NYL-300型壓力試驗機、TG-1280B型強度養護箱。試模：50.8mm×50.8mm×50.8mm立方體。溫度可調、養護時間可調。在試驗壓力之前30-40分鐘拆除試模，將模塊冷卻至室溫（在水中冷卻時必須與空氣隔絕，以防模塊被氧化），試驗壓力。

1.3.2 稠化時間測試方法

試驗條件：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。

升溫時間：4 min。

循環溫度：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

試驗儀器：六速旋轉黏度計。測量水泥漿流變性能時，必須重復3次，誤差為1格。

流變參數計算：

n——流性指數：無因次；

K——稠度系數：Pa· sn

θ300——轉速為300 r/min的的讀數：格；

θ100——轉速為100 r/min的的讀數：格；

2 結果與討論

2.1 抗壓強度

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

實驗驗證溫度為70 °C時固化體的抗壓強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度隨固化液密度的升高亦呈線性升高趨勢。

2.2 稠化時間

泥漿轉化液的稠化時間主要是由分散劑、緩凝劑及激活劑加量決定的，如果稠化時間偏長，則通過增加激活劑和減少分散劑、緩凝劑的摻量進行調節；如果稠化時間偏短，則通過減少激活劑和增加分散劑、緩凝劑的摻量進行調節。經實驗驗證，同一溫度下稠化時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，體系稠化時間都隨激活劑加量的變化呈線性變化。

2.3 流變性

數據顯示，隨著激活劑及礦渣等固相含量加量的變化會導致泥漿固化液的流變性能變化，經實驗驗證，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，且在一定的時間范圍內其流變性不隨時間的推延而顯著變化，仍具備較好的流動性能，那么，良好的流變性能改變了泵車施工的單一方式。

3 結論

3.1 固化體的抗壓強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度都是隨著溫度的升高而增大。

3.3 同一溫度下稠化時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，體系稠化時間都隨激活劑加量的變化而呈線性變化。

3.4 體系對現場施工條件液灰比波動有較好的適應性。

[1] 白永濤． MTC技術鉆井液研究[J]．大眾科學（科學研究與實踐）,2007 ,4．

[2] 彭志剛． 水硬高爐礦渣MTC固井技術研究[D]．西南石油學院, 2004．

[3] 黃河福． MTC技術理論與應用研究[D]．中國石油大學, 2007．

[4] 閻培渝,秦堅,楊振杰，等． MTC漿固化體的微觀結構研究[J]．材料科學與工程,2002, 3．

[5] 徐彬,蒲心誠． 礦渣玻璃體分相結構與礦渣潛在水硬活性本質的關系探討[J]．硅酸鹽學報, 1997,06．

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