高酸性气体对硫铝酸盐水泥石腐蚀作用机理

为了研究硫铝酸盐水泥石在含有H₂S的高酸性环境的性能变化及腐蚀机理,采用氮吸附比表面积及孔径分析测试仪(BET和BJH方法)测试了腐蚀前后水泥石比表面积和孔隙结构变化,利用X射线衍射仪(XRD)和热分析仪(TG/DTG)分析了腐蚀前后水泥石水化产物的变化,采用扫描电子显微镜(SEM)观察对比了腐蚀前后水泥石水化产物微观形貌的变化。结果表明：SAC在60℃时强度发展较好,60℃腐蚀14 d后水泥石主要产物为AFt,90℃腐蚀14 d后主要生成物是CaSO₄·2 H₂O;水泥石被H₂S腐蚀后会产生明显的分层现象,外层最先被腐蚀,内层会由于膨胀作用出现短期内的强度提高;H₂S的腐蚀机理为水泥水化产物中的C-S-H和CH分别与H₂S发生反应,生成具有膨胀性的AFt和CaSO₄·2 H₂O,进而使水泥石产生裂纹,导致抗压强度下降。研究结果为硫铝酸盐水泥在高含硫油气井的固井应用提供了一定的实验及理论基础。     

响应面法优化两亲聚合物缓凝剂温度响应特性

针对深井长封固段固井面临的高温大温差环境，缓凝剂难以同时满足深井高温泵送时间长、顶部低温候凝时间短的要求，依据两亲聚合物自组装结构形成/解离过程中的分子构效变化原理，采用2-丙烯酰胺-2-甲基苯磺酸(AMPS)、丙烯酸(AA)、多元不饱和羧酸(PA)、阳离子单体(CM)，通过可逆加成链转移法制备出两亲聚合物缓凝剂TRIR，利用响应面法优化了缓凝剂的温度响应智能调控特性，确定了缓凝剂TRIR较佳合成条件：单体浓度占比为28.7%、引发剂用量为0.6%、合成温度为50℃、反应pH值为4.5。评价结果表明，两亲聚合物缓凝剂TRIR耐温性能优异，4.0%（液体）加量下200℃高温稠化时间达356 min，在120～180℃范围内随温度升高缓凝性能显著增强，高温大温差下顶部水泥浆强度发展快，无超缓凝不良现象，可将候凝时间缩短到24 h，为深井高温大温差固井和未来智能型缓凝剂的发展提供新思路。     

提高水泥层间封隔能力的低密度弹性密封水泥浆性能评价

在现有的固井水泥浆技术条件下,保障井筒完整性长期稳定面临挑战,尤其是常规低密度水泥浆,射孔后水泥石的完整性遭到严重破坏,造成密封失效,水泥石与套管及井壁间的胶结质量差,易发生窜槽等问题。针对上述问题,以环氧树脂和酸酐类固化剂为原料制得弹性剂（RES-1）,并用液体纤维提高水泥石的强度和韧性、纳米液体减轻剂改善水泥浆沉降稳定性。室内对低密度弹性密封水泥浆展开了综合性能评价。结果表明,RES-1可降低水泥石的弹性模量,提高水泥石的形变能力,最优加量为10%。低密度（1.5 g/cm3）弹性密封水泥浆体系具有良好的流变性,失水量小于50 m L,线性膨胀率达到0.45%,可有效抑制微环隙、微间隙的产生。低密度弹性密封水泥浆具有较好的致密性、柔韧性和弹性形变能力。与普通低密度水泥浆相比,其渗透率和弹性模量分别降低了69.5%和78.4%,抗压强度和抗折强度分别提高了61%和87.9%。低密度弹性密封水泥浆可以有效提高水泥环的长效封隔能力,改善固井质量。     

泥岩段套管外载的有限元计算法

通过对泥岩蠕变本构方程的分析,利用Ansys有限元计算软件,对非均匀地应力作用下泥岩蠕变产生的套管外载进行了分析计算。举例说明了非均匀地应力作用下泥岩的蠕变将对套管产生一个大于地应力的非均匀外挤力,对套管将产生极大的危害。这一结论对泥岩段的套管设计具有重要的指导意义。     

套管抗挤强度可靠性分析方法研究

提出了一种新的套管抗挤强度可靠性分析方法——置信度与可靠性设计相结合的高精度小子样方法。与常规方法相比,本文方法计算结果精度高,并节省试样。     

钻头优选方法在玉门青西油田的应用

玉门青西油田岩石可钻性差，给钻井工程带来很大难度。为提高钻井速度，降低钻井周期，利用测井资料进行了岩石可钻性解释、处理和分析，建立了该油田横向地层岩石可钻性剖面及该区块内每一口井地层岩石可钻性纵向变化规律，找出了该区块地层岩石横向及纵向可钻性变化规律，为钻头优选提供有利的理论依据，从而应用于生产实践过程。     

基于机械比能理论的渤海深层钻井参数优化

渤海渤中19-6围区北部构造储层埋深超过4 500 m,平均钻井深度大于5 500 m,目标层位太古界潜山岩性为花岗片麻岩,岩体抗压强度最高超过200 MPa,地层研磨性强,机械钻速仅1~4 m/h,严重制约了区块的高效开发。为提高目标区块钻井效率,基于机械比能理论,从钻进过程能量守恒角度,分别建立了钻压、扭矩、破岩以及摩擦的做功表达式,并进一步建立了破岩过程的能量输入输出平衡方程。实际应用结果显示,该能量平衡方程能够利用待钻地层的基础参数给出合理的钻压区间,推荐的最优化钻压与实钻吻合良好,预测的机械钻速米平均误差为8%,表现出良好的适用性,可为后续深井、超深井钻井作业优化提供设计依据。     

基于朴素贝叶斯算法的钻井溢流实时预警研究

高温高压井钻井过程中溢流未及时发现将引起严重后果,现有溢流监测手段依赖井下或地面工具,存在一定的时间滞后性,为此创建了基于朴素贝叶斯算法和钻井大数据的溢流实时预警方法。在具备一定已钻井规模的区域内,分析历史井溢流发生与地质资料、随钻测录井数据的概率联系,分别建立溢流的先验概率计算模型和包含了区域、地层、岩性、扭矩、泵压、机械钻速共6项属性的条件概率计算模型,基于贝叶斯理论计算溢流的后验概率,实现实时预警功能。研究表明,基于朴素贝叶斯的溢流预警方法在可靠性、传输时效性、资料可获得性等方面存在较大优势,结合实际算例,验证了方法的可行性。     

浅水水下采油树风险评估方法适应性分析

调研水下采油树国内外可靠性分析的研究现状,指出可靠性分析中存在的不足之处。详细介绍几种典型的风险评估方法并对浅水水下采油树的适应性进行分析。针对渤海浅水水下采油树建立事故树分析模型,得出关键结构重要度排序,根据分析结果,结合实际渤海油气田特点,对油管悬挂器、采油树保护装置和生产阀组在设计方面提出一些实际工程建议,为形成一套适用于浅水油气田的水下采油树风险评估和可靠性分析体系提供理论基础,同时也对我国浅水水下采油树进行自主研发、优化设计和安全运行提供重要参考。