用于高温地热井泡沫水泥泡沫剂性能研究.pdf

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1、第51卷第6期地质与勘探Vo1．51No．62015年11月GEOLOGYANDEXPL0RAT10NNovember，2015用于高温地热井泡沫水泥泡沫剂性能研究谭慧静，周丹，陈德南，李亚琛，郑秀华(1．中国地质大学(北京)，北京100083；2．中海油能源发展股份有限公司X-程技术分公司，天津300452)[摘要]地热井钻井具有高温、地层压力低、地层破碎等特点，采用抗高温泡沫水泥进行固井，要求泡沫剂具有一定的抗高温性能。本文评价和优选了多种泡沫剂在常温和180~C高温下的起泡能力、稳定性，并

2、且将优选出来的单种发泡剂进行复配评价，得到最佳的复配体系为SLES：CAO：CAB=63．3：31．7：5．并且与单种发泡剂进行比较，将所得最佳复配体系加入到APIG级油井水泥体系中进行性能的初步评价。[关键词]抗高温泡沫剂复配体系泡沫水泥[中图分类号]P314[文献标识码]A[文章编号]0495—5331(2015)06—1181_6TanHui-jing，ZhouDan，ChenDe-nan，LiYa-chenIZhengXiu-hua．Researchonperformanceoffoam

3、agentsforfoamedcementusedinhigh·temperaturegeothermalwells[J]．GeologyandExplora．tion，2015。51(6)：1181-1186．非离子型表面活性剂则具有分散、乳化和一定的耐1引言硬水能力；阳离子型表面活性剂由于价格较高，一般泡沫水泥是具高分散性的由固相、液相和气相不用于作为发泡剂。已有研究证明，表面活性剂的组成的多相体系，具有密度低、强度较高、隔热性好复配体系常常优于单种发泡剂，因此在表面活性剂等特点。由于其优良

4、的性能，泡沫水泥广泛应用于的应用中，通常不是使用单种发泡剂，而是选择两种国内外油田和低压力高温地热钻井中(黄柏宗等，发泡剂或者多种发泡剂进行复配使用(王寿红等，1996；刘崇建等，2001；顾军等，2002；刘建红等，1994)。这主要是由于两种或者两种以上的表面活2011)。泡沫水泥密度一般小于1．4g／cm。，通常为性剂具有协同作用，即能够起到增效作用，互相弥补0．8～1．4g／cm(Roziereseta1．，1990)，水泥体系中密各自性能上的缺陷，派生出来新的性能(赵国玺，度的降低主要

5、是由于泡沫剂的加入。低密度水泥在1987；Lucasseneta1．，1988)。阴离子表面活性剂与地层压力较低的地层中可以有效地平衡地层压力，两性离子表面活性剂复配，能够形成胶束能力，降低防止井漏。早在1985年，国外在地热水泥的研究中表面张力，由于两性离子表面活性剂分子中具有正向APIG级油井水泥中加入硅粉并进行发泡进行泡电荷存在，溶液中的阴离子表面活性剂和两性离子沫水泥的制备(Rickard，1985)。在地热井固井作业表面活性剂之间存在强烈的相互作用(王祖模等，应用中，泡沫水泥中泡沫剂需

6、要保证其抗高温性能1992)。本实验主要选用阴离子型和两性离子型这(董海燕等，2014)。Sandia实验室对50多种表面活两种类型的表面活性剂进行实验评价。性剂的发泡性能进行了实验评价(Randeta1．，本文对十种发泡剂进行了发泡量与半衰期的室1979)。阴离子表面活性剂发泡能力强，应用范围内实验筛选评价，并对筛选出来的泡沫剂进行复配广，被大量地用作发泡剂；两性离子表面活性剂性能实验研究，评价其抗高温性能，得到了抗高温性能较较为稳定，刺激性低，耐硬水性好，适用范围广，可用好的泡沫剂复配体系。

7、将抗高温泡沫剂复配体系加于与其他种类表面活性剂复配(张雪勤等，2009)；入到APIG级油井水泥中制备泡沫水泥，评价其优[收稿日期]2014—06—16；[修订日期]2015—09-26_[责任编辑]郝情情。[基金项目]国家自然科学基金项目(编号：41572361)资助。[第一作者]谭慧静(1990年一)，女，2012年毕业于中国地质大学(北京)，获学士学位，现为中国地质大学(北京)在读博士，主要研究方向为地热资源的勘探与开发。E-mail：thj0528@163．corn。ll81地质与勘探良

8、的性能。实验配方：100mL+泡沫剂。实验结果证明常温下综合性能较强的表面活性2实验材料与实验方法剂有为AOS、SLES、SDS、LAS、CAB、CAO以及实验材料：LHSB。泡沫剂起泡能力及半衰期测试结果如表1。(1)泡沫剂：阴离子表面活性剂有AOS、SLES、表1常温下各种发泡剂性能评价SDS、LAS、AES；两性离子表面活性剂有CAB、CAO、Table1PerformanceevaluationoffoamLHSB、LAB一35、CHSB；稳泡剂为XC。agentsatroomtempe