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上海騰拔質(zhì)構(gòu)(gou)儀助力(li)西安石油大(da)學測定抗壓(ya)強度和凝膠強(qiang)度
在西安石油(you)大學發(fā)表的(de)《延遲可控膠固(gu)型堵漏(lou)工作液(ye)體系(xi)的研(yan)究》的碩(shuo)士學(xue)位論文中(zhong),研究人員利(li)用上海騰拔質(zhì)(zhi)構(gòu)儀測定了(le)抗壓強度和(he)凝膠強度。
1、惰性橋(qiao)塞材料的(de)篩選
針對裂縫(feng)型漏失的(de)橋塞(sai)材料需要滿(man)足以下(xia)要求(qiu)[32]:(1)與體系中的(de)化學成分不發(fā)(fa)生反應(yīng),不(bu)改變原料化學(xue)性能;(2)材料易得(de)、來源廣、容易加(jia)工;(3)自身有強(qiang)度,性(xing)質(zhì)穩(wěn)定,具(ju)有抗溫性,能(neng)夠發(fā)揮卡(ka)喉作(zuo)用;(4)所用材料(liao)環(huán)境適應(yīng)性(xing)強。橋(qiao)塞材(cai)料自身化學(xue)性質(zhì)穩(wěn)定,不(bu)參與(yu)反應(yīng)(ying),由于自身材質(zhì)(zhi)等物(wu)理性能對(dui)工作液產(chǎn)生影(ying)響,因此選擇三(san)種不(bu)同的惰性(xing)橋塞材料(liao)研究其對抗(kang)壓強(qiang)度的(de)影響。
①石英砂(sha)作為一種剛性(xing)和化學性質(zhì)穩(wěn)(wen)定的硅酸鹽(yan)礦物,其(qi)在工(gong)業(yè)應(yīng)用中因其(qi)粒度(du)的多樣性(xing)而廣(guang)受歡迎(ying)。根據(jù)具(ju)體需求(qiu),石英砂可(ke)以被細分(fen)為不(bu)同的粒(li)度范(fan)圍,如10~20目至(zhi)200~325 目,以適應(yīng)(ying)不同的(de)工業(yè)用途。在(zai)堵漏工程中(zhong),通過(guo)精心選擇和(he)混合(he)不同粒度(du)的石英砂,可以(yi)在漏失層處形(xing)成一個密實(shi)的堆積層(ceng)。這種方法不(bu)僅利(li)用了石(shi)英砂的物理特(te)性來實現(xiàn)物(wu)理封(feng)堵,還通過與專(zhuan)用的堵漏液相(xiang)結(jié)合,形成一個(ge)高強度的(de)封堵層(ceng),有效地(di)阻止了(le)液體的進一(yi)步滲透,從而提(ti)高了封堵效(xiao)果的穩(wěn)定(ding)性和持久性。
②云母片是(shi)一種廣(guang)泛使用的(de)片狀材(cai)料,具有2.7~2.8 g/cm3 的密(mi)度,以其化(hua)學惰性、無溶解(jie)度、無毒性和不(bu)參與反應(yīng)(ying)的特性著稱(cheng)。這些(xie)特點(dian)使得云母片可(ke)以與各(ge)類工作液混(hun)合使用(yong),展現(xiàn)(xian)出jijia的兼(jian)容性(xing)和流動(dong)性。通(tong)過巧妙地利用(yong)云母片的不同(tong)尺寸與工作(zuo)液體(ti)系的配合,云(yun)母片能(neng)有效(xiao)地對(dui)地層(ceng)中的漏洞進行(xing)封堵,從而(er)在鉆(zuan)井和修井作業(yè)(ye)中發(fā)揮(hui)關(guān)鍵作用。這種(zhong)封堵(du)機制不僅依賴(lai)于云母(mu)片的物理尺寸(cun),還利用其dute的物(wu)理和化(hua)學屬(shu)性,為(wei)解決復(fù)雜(za)的地層(ceng)漏失問題提(ti)供了一種可靠(kao)且環(huán)保的(de)解決(jue)方案。
③重晶(jing)石源(yuan)自天然(ran)礦石,經(jīng)特(te)殊工藝(yi)處理(li)后轉(zhuǎn)(zhuan)化為黑褐(he)色細粉,具有高(gao)密度特(te)性(4.2 g/cm3),使其成為(wei)鉆井液中(zhong)的理想加重劑(ji)。適用(yong)于密度(du)低于(yu)2.3 g/cm3的水基或油基(ji)鉆井液,廣泛應(yīng)(ying)用于(yu)堵漏作業(yè),憑借(jie)其密(mi)度優(yōu)勢,在(zai)提高工作液(ye)密度、優(yōu)化(hua)鉆井效(xiao)率方(fang)面發(fā)揮(hui)著不可(ke)替代的作用。
配方(fang):4%N-PRT+0.5%TH+橋塞材料(liao)
由圖3-3 可知,隨(sui)著橋塞材料(liao)加量的增加(jia)抗壓強(qiang)度降低。加(jia)入不(bu)同的橋塞材料(liao)固化(hua)后強度存在明(ming)顯差異,說明填(tian)料的加(jia)量以及材質(zhì)(zhi)對抗壓強度有(you)影響。當石英(ying)砂加(jia)入量為(wei)20%時,由于石英(ying)砂的粒度不(bu)同、密度(du)較低,導(dǎo)致堵(du)漏工作液的流(liu)動度較低,會使(shi)在實(shi)際應(yīng)用(yong)時對施工造(zao)成較(jiao)大影響;而云母(mu)片的抗壓(ya)強度明(ming)顯低于石(shi)英砂與重晶(jing)石,故不適(shi)用于目(mu)前的堵(du)漏工作液;重(zhong)晶石(shi)的加入(ru)抗壓強度優(yōu)(you)于石英砂與(yu)云母(mu)片,當重晶石的(de)加量在10%-15%時,抗(kang)壓強度最(zui)高且(qie)流動(dong)度zuiyou。
2、凝膠強度的測(ce)定
凝膠強(qiang)度由質(zhì)構(gòu)分析(xi)儀探(tan)頭所承(cheng)受的阻力表示(shi)。通過采用質(zhì)(zhi)構(gòu)分析儀,建立(li)了一種測量(liang)凝膠(jiao)強度(du)的方法,通過質(zhì)(zhi)構(gòu)分析模擬夾(jia)持過程,以監(jiān)(jian)測力(li)值的變化。這(zhe)種方法可以實(shi)時測試(shi)密封液并生成(cheng)相應(yīng)的曲(qu)線。質(zhì)(zhi)構(gòu)分(fen)析提供了(le)更靈(ling)敏的(de)測試,產(chǎn)生更(geng)準確的數(shù)(shu)據(jù),結(jié)(jie)果受(shou)樣品狀(zhuang)況的影響較小(xiao)。阻力有效地(di)反映了凝(ning)膠強度的大(da)小。
橋塞材料(liao)不影響工作(zuo)液的(de)反應(yīng),但是不同(tong)種類的橋塞材(cai)料會影響(xiang)堵漏工(gong)作液(ye)的強度,吸水(shui)材質(zhì)的橋(qiao)塞材料(liao)可能(neng)導(dǎo)致強(qiang)度較低,因此考(kao)察不同橋塞材(cai)料對感應(yīng)力的(de)影響。由圖3-4 所示,對于(yu)加入重晶石(shi)固結(jié)體所受(shou)感應(yīng)力最大,其(qi)次是石(shi)英砂,加入云(yun)母片固(gu)結(jié)體(ti)所受感應(yīng)力最(zui)小。所(suo)以,堵漏工作(zuo)液中(zhong)應(yīng)該加入重(zhong)晶石作為橋塞(sai)材料,形成的固(gu)結(jié)體感(gan)應(yīng)力(li)高達422 N,強度最(zui)大。
參考文獻(xian):劉海波. 延(yan)遲可控膠(jiao)固型(xing)堵漏工(gong)作液體系(xi)的研究(jiu). 碩士學(xue)位論(lun)文,2024.