固井水泥浆对储层损害的再认识

固井作业是油气田开发过程中的重要一环,其对储层的损害主要由水泥浆滤液造成且是永久性的。储层损害程度与水泥浆滤液组分和侵入范围有关,射孔完井时孔眼长度是否大于滤液侵入深度,直接关系到水泥浆对储层的损害程度和油气井后续产量。通过分析水泥浆对储层的影响,提出了一种根据固井施工设计参数计算水泥浆滤液最大侵入深度的方法。该方法所需参数容易获得,计算简便,考虑了水泥浆动态和静态滤失阶段的极限滤失情况,可作为射孔完井时射孔深度设计的参考,对油气井储层保护和射孔完井参数设计具有重要意义。一般来说,采用密度1.9 g/cm~3的水泥浆对砂岩储层进行固井时,水泥浆滤液侵入储层深度在常规射孔范围内,水泥浆对储层的污染可以忽略不计。     

含CO2气体油气井防腐固井水泥浆体系研究

在含CO₂气体油藏中，CO₂对油井固井水泥石的腐蚀给石油开采带来了严重的安全问题。基于CO₂对水泥石的腐蚀机理、水泥浆各种外加剂的作用机理，通过实验来遴选水泥浆体系中防腐剂及其比例，并确定其他外加剂添加量，最终构建出能有效防止CO₂腐蚀的水泥浆体系。此体系下的水泥浆需要的稠化时间能控制在3～5 h范围内，失水量小于50 mL，无自由液，水泥石在24 h内抗压强度大于14 MPa。所得的水泥浆和水泥石的其他各项性能也均符合室内实验和实际固井的要求。     

高温高密度防腐水泥浆加重剂研究

针对富含CO₂的高温高压油气井中水泥环的腐蚀问题,进行了高温高密度防腐水泥浆体系加重剂的研究,并对比了相同粒度的锰矿粉、赤铁矿和重晶石3种加重剂对水泥浆性能的影响,在150 ℃、CO₂分压20 MPa的环境下进行了腐蚀实验。研究结果表明,锰矿粉水泥浆需水量最少,相同条件下具有较好的流变性和较低的失水量;锰矿粉水泥石腐蚀后渗透率最小,抗压强度较高;腐蚀30 d后,锰矿粉水泥石腐蚀深度最低,重晶石水泥石的腐蚀深度约为锰矿粉水泥石的1.5倍;腐蚀后锰矿粉水泥石结构最致密,腐蚀后生成物的特征峰最低;锰矿粉加量为25%、50%和75%的3种水泥石腐蚀27 d后,加量为50% 的水泥石腐蚀深度最小。与赤铁矿和重晶石相比,锰矿粉为较好的选择,但加量过多时会对水泥浆防腐蚀性能产生不利影响。      

针状硅灰石微粉改善固井水泥浆性能研究

油井水泥是一种脆性材料,其抵抗外力破坏的能力较差,不利于油气井开发.为解决这一问题,研究了一种兼有矿物微粉和纤维特性的硅灰石微粉对油井水泥性能的影响,评价了不同加量的针状硅灰石微粉水泥浆的常规性能、抗压强度、抗折强度、抗冲击强度,并测试了水泥石应力-应变曲线,最后使用扫描电镜对针状硅灰石微粉水泥石微观形貌进行观察.研究结果表明,与纯水泥浆相比,硅灰石微粉加量在0.5％～4％时,流变影响最大时流变仪300转读数大于300,稠化时间最大缩短18 min,失水量最大下降13 mL,养护1 d水泥石气体渗透率最大下降38.3％.养护28 d后,加入4％硅灰石微粉的水泥石较空白水泥石的抗压强度、抗折强度、抗冲击强度分别提高了17.6％、20.9％、21.1％.加入3％硅灰石微粉的水泥石弹性模量比空白试样降低约26.9％.针状硅灰石微粉在水泥石中分散,在水泥石内部形成"搭桥"作用,可在一定程度上阻止水泥石裂纹发生和扩展,起到增强水泥石力学性能的作用.     

用于提高水泥浆封固能力的树脂体系性能评价

为获得较好的封固效果,室内制备了一种带有特殊亲水基团的环氧树脂,并与相应的固化剂混合制备了树脂体系,分析了该树脂体系的固化温度、热稳定性等物理性能,研究了该树脂体系对水泥浆封固能力的影响,并使用扫描电镜和能谱分析仪研究了树脂水泥浆的微观结构。研究表明,所合成的环氧树脂与相应的固化剂混合后的固化效果好,固化温度在39.9℃至164.6℃之间,在243.9℃以下固化物热稳定性较好。将树脂体系掺入油井水泥浆中,能显著提高水泥石的封固能力。与空白水泥浆相比,含15%树脂体系的水泥浆所形成的水泥石,渗透率由空白组的 0.037×10-3 μm2降至 0.023×10-3 μm2,降低了 37.8%;胶结强度由 1.8 MPa 增至 3.2 MPa,提高了77.8%;弹性模量由9.86 GPa降至4.08 GPa,降低了58.6%。水泥石的微观结构表明,树脂与水泥浆固化后,树脂的固化产物与水化产物混合形成整体,未反应的树脂聚合物颗粒填充在水泥石内部形成柔性结构中心,两种作用共同提高水泥浆封隔能力。     

胶乳粉固井水泥浆体系研究与应用*

为开发性能稳定且优异的胶乳水泥浆体系,研究了胶乳粉水泥浆体系关键材料,构建了胶乳粉水泥浆体系,研究其性能和微观形貌,并完成了现场应用。研究结果表明,胶乳粉能显著提高水泥石的弹韧性,分散剂DIP-S、降失水剂FLO-S、缓凝剂REM和消泡剂CX66L能有效调节水泥浆的性能。使用这些关键材料构建的胶乳粉水泥浆体系在60℃和90℃条件下流性指数大于0.5,稠度系数小于0.7,稠化时间在3～5 h之间,无自由液形成,且失水量均小于50 m L,抗压强度都在24 MPa以上,常规性能优异。此外,两种温度下胶乳粉水泥浆的弹性模量最低达到5.7 GPa,抗冲击强度和抗窜强度最高分别达到2.09 kJ/m~2和7.7 MPa/m~2,水泥浆封固能力强。微观形貌表明胶乳粉水泥石内部形成了聚合物膜结构,有助于提高水泥浆的性能。胶乳粉水泥浆体系在页岩气固井现场应用效果好,具有推广价值。图5表7参17     

浅谈高含硫气田的集输工艺技术

简要介绍了高硫气田硫化氢的危害性及其腐蚀机理,概述了高含硫气田集输工艺技术.高含硫气田集输工艺技术主要包括高含硫干气输送、高含硫天然气分子筛脱水、系统防硫堵、防腐蚀技术及抑制水合物技术等主要内容.     

胶乳液改善水泥石性能研究

针对水泥石在井下复杂受力的情况下容易发生破裂的情况,需要添加胶乳液对水泥石性能进行改善。为研究胶乳液的加量对于水泥石常规性能和力学性能的改善,在水泥浆中分别加入0～32 g的胶乳液后,通过实验对水泥石的各项工程性能进行测试,实验结果表明:添加胶乳液可以降低Ф300下的数值约16%,失水量降低约51.9%;16 g加量的胶乳液可以提高水泥石18%的抗压强度;8 g加量的胶乳液的水泥石可以提升50%的抗冲击强度;32 g加量的胶乳液的水泥石降低34.7%的弹性模量,有效的改善了水泥石的力学性能。     

水平定向钻天然气输气管线安装的后勤及技术挑战

为了给位于圣劳伦斯河南岸的贝康库尔工业园提供天然气,需要新建一条管道,其中穿越圣劳伦斯河部分是迄今为止距离最长、管径最粗的水平定向钻穿越.本文则主要对该工程的背景、施工难度、水平定向钻技术要点及废物处理等方面进行了阐述.     

新型低温固井早强剂性能研究

针对浅层低温导致水泥浆强度发展缓慢的问题,通过分散-共沉淀法制备了一种新型低温固井早强剂ES-22,并对制备早强剂的粒径及微观结构进行分析。比较了在低温条件下,新型早强剂ES-22与其他无机早强剂对水泥浆强度发展的影响,并研究了新型早强剂不同加量对水泥浆性能的影响规律。研究表明,制备的早强剂ES-22粒径主要集中在15～25μm之间。与其他早强剂相比,新型早强剂ES-22对水泥石早期抗压强度提升最大,且制备的早强剂在低温环境下对水泥石力学性能提升更大。早强剂掺入水泥浆中对水泥浆流变性影响不大,稠化时间无大幅度缩短,失水量降低。在20℃下养护24 h后,含4%早强剂水泥石的抗压强度和抗折强度比空白水泥石分别提高了204%和136%。新型早强剂在固井水泥浆中有很好的应用效果。