煤储层固井胶结强度性能及改善方法研究

王力¹，郑飞²，孙晗森¹，马洪涛¹，王德桂¹，王成文²

1. 中联煤层气有限责任公司研究中心2. 中国石油大学(华东)石油工程学院

摘 要：为了解决煤岩表面亲水润湿性差导致的煤层段固井质量差的难题,优选了不同类型的表面活性剂和硅烷偶联剂作为煤体表面润湿改性剂,试验研究了对煤体表面的润湿改性对界面胶结强度等改善效果,并测试评价了对水泥浆流变性能、凝结时间、抗压强度等影响规律。研究结果表明:表面活性剂、硅烷偶联剂均可有效改善煤体表面亲水润湿性;但硅烷偶联剂却不会提高煤层界面胶结强度,其原因是硅烷偶联剂水解产生Si-OH基团吸附在水泥颗粒表面形成包裹层,阻止水泥与水进一步接触,对水泥有较强的缓凝副作用,不利于煤层界面胶结;含醚、硫酸根的阴表面活性剂对水泥没有缓凝副作用,与水泥浆相容性好,能够显著提高煤层界面胶结强度达1.71 MPa,其最优浓度为0.3%。

关键词：煤层气井;润湿性;界面胶结强度;表面活性剂;硅烷偶联剂;