盐岩地层矿物离子对水泥浆性能的影响规律

摘要

盐岩地层，特别是大段盐岩地层，富含的Na⁺、Ca²⁺、Mg²⁺等无机盐离子，固井期间通过溶解、扩散进入水泥浆，会诱发水泥浆API性能改变，不利于固井安全和固井质量。以某储气库钻遇的盐岩地层为对象，通过能谱分析盐岩地层的矿物离子类型及含量，明确盐岩地层主要的无机盐种类；试验评价单一无机盐、复合无机盐对固井水泥浆API性能的影响规律。结果表明：单一无机盐会诱发水泥浆的某一项或几项API性能指标不符合标准要求，而复合无机盐对水泥浆各项性能指标均产生不利影响；加入NaCl∶CaSO₄∶MgCl₂=42∶50∶8（质量比）的复合无机盐，水泥浆稠化时间、流变性能变化最突出，稠化时间降幅达55.0%,稠度系数增加1 260.5%;加入NaCl∶CaSO₄∶MgCl₂=88∶10∶2的复合无机盐，水泥浆滤失量、抗压强度变化最显著，滤失量增加58.2 mL,增幅158.2%,抗压强度损失9.0 MPa,降幅达38.3%;含有一定比例MgCl₂的盐岩地层固井，应注重水泥浆稠化时间、流变参数、抗压强度性能的优化；含有一定比例CaSO₄的盐岩地层固井，应强化水泥浆滤失量的优化。

关键词

固井 / 盐岩地层 / 水泥浆性能 / 氯化钠 / 硫酸钙 / 氯化镁

基金资助

国家自然科学基金项目(51974355); 国家青年基金项目(51804332)