固井防窜剂的优选试验研究

针对固井过程中经常发生的环空气窜问题，在分析其机理的基础上，对胜利油田及周边地区常用的5种防窜剂的性能进行了试验评价。结果表明：防窜剂DZP2和PZ-2具有较强的抗侵蚀能力，且为微膨胀类型；DZP-2可以提高水泥石抗折强度，PZ-2可以较大幅度地提高水泥石抗压强度；DZP-2和PZ-2具有很好的防窜性能，SPN值都小于3；在试验条件下，DZP-2和PZ-2的最佳加量分别为1．5％～2．0％和1．25％～1．50％。     

封闭边界油藏水平井产能模型

随着油气勘探开发技术的发展,水平井以其泄油面积大、油气流动阻力小的突出优点越来越受到人们的重视。而水平井的产能预测,可以预测该水平井的开发效益及经济回报,为此对水平井产能的研究也就尤为重要。本文在前人对产能研究的基础上,通过分析在上下封闭边界油藏内有一口水平裸眼井的垂直面内渗流阻力及垂直面内径向渗流等效外边界半径,在考虑了完井损害和垂向渗透率对产能的影响条件下,建立了上下封闭边界油藏中一口水平井裸眼完井时的产能模型。     

油溶性水泥材料优选试验研究

介绍了一种对油水选择性渗透能力强的新型水泥浆体系,即油溶性水泥浆体系.该水泥浆体系由增孔剂、连通剂和相渗剂3种基本试剂组成.在理论分析的基础上,通过大量的室内试验从天然的油溶性有机物申优选出能大幅度提高水泥石孔隙的增孔剂--ZKJ一1.为了使水泥石孔隙之间相互连通以及进一步提高水泥石对油水的选择性渗透能力,优选出YRJ作为连通剂和相渗剂.3种外加剂配合使用不但可以使水泥石具有良好的油相渗透率,而且还能使水泥石具有较高的强度.     

纤维水泥改善固井质量研究

随着钻井地质条件的日趋复杂,钻井新技术不断发展,对固井技术的要求日益提高,同时固井质量问题也越来越突出。进行了固井质量的影响因素分析,提出了提高固井质量的措施,并针对性地进行了纤维水泥浆体系研究,分析了纤维改善固井质量的机理。研究结果表明,随着纤维产量的增加,水泥石的体积收缩率减少,最大相对体积收缩率下降了38.3%;纤维的加入可以有效地提高水泥石的界面胶结强度,且存在最佳掺量。本试验条件下,纤维的最佳掺量为0.05%~0.075%。     

耐高温油井水泥降失水剂的合成和评价

以低失水量、低稠度系数(K)为目标,根据自由基聚合的原理,利用正交实验的方法,以2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、丙烯酰胺(AM)、N,N-二甲基丙烯酰胺(NNDMA)和有机羧酸(DS)为反应单体,合成了一种耐高温油井水泥降失水剂。最佳合成条件为:单体AMPS、AM、NNDMA、DS摩尔比4∶2.5∶2.5∶1,单体加量32.5%,引发剂加量1.0%,pH值4,温度40℃。该条件下产物的水泥浆K值为0.041 Pa.sn,失水量31 mL。测试结果表明,降失水剂加量增加,水泥浆K值增加,失水量降低。降失水剂加量为2%时的K为0.361 Pa.sn,水泥浆流变性较好。在NaCl加量为30%、降失水剂加量为2%时,水泥浆失水量为31 mL,耐盐性较好。随温度升高,水泥浆失水量增加,稠化时间缩短,无"倒挂"现象。120℃和150℃下,含1%降失水剂水泥浆的失水量分别为36 mL/30 min和59 mL/30 min,耐温能力较好。图5表1参11     

旋转射流破岩成孔规律研究

在前期对旋转射流结构特性及流动特性研究的基础上，利用试验的方法研究了射流压力、喷距、岩石的渗透率及强度、添加剂的浓度等因素对旋转射流破岩效率的影响。同时，研究了岩石渗透率对旋转射流和普通圆射流影响的区别。研究结果表明：在同喷距同射流压力条件下，破岩效果随着岩石强度的减小、岩石渗透率的增加而增加；相比而言，岩石的渗透率在射流的破碎效果中起着主要作用；在相同射流压力条件下随着添加剂浓度的增大，岩石的破碎深度、破碎直径和破碎体积都表现出增大后减小的变化趋势。本试验条件下的最优浓度为200－300mmp，随着渗透率的增大，旋转射流破岩成孔的效果明显优于普通圆射流的破岩成孔的效果。     

油井水泥膨胀性自修复剂机理研究

固井水泥石微裂缝严重影响层间封隔完整性、缩短油气井寿命,水泥石微裂缝自修复技术是解决这一问题的有效途径。然而,目前对于膨胀性自修复剂机理研究较少,缺乏理论支撑。提出利用填充系数评价水泥石微裂缝自修复效果,建立了膨胀性自修复剂封堵水泥石微裂缝的数学模型,明确了影响水泥石微裂缝自修复效果的主要影响因素。此外,根据巴西劈裂试验,设计了一种简单的、能够定量模拟水泥石微裂缝的方法。利用水泥石微裂缝自封堵评价仪,对自选择修复材料进行自修复评价实验,验证了自修复效果与自修复剂吸液倍率、加量、微裂缝宽度的关系。结果显示,自选择修复材料的遇水自修复临界填充系数为0.473,最大可封堵234 μm微裂缝;遇油自修复临界填充系数为0.490,最大可封堵150μm微裂缝。研究结果为膨胀性自修复剂实现固井水泥石微裂缝自修复奠定了理论基础。      

锂盐早强剂改善油井水泥的低温性能及其作用机理

为缩短深水低温固井候凝时间,开展了锂盐早强剂对油井水泥低温水化能力和性能影响的研究。结果表明,锂盐早强剂通过加快水化保护膜破裂使水化诱导期缩短的方式提高油井水泥中C₃S、C₂S 低温水化能力,从而明显缩短油井水泥的低温稠化时间,提高低温抗压强度,并且对水泥浆初始稠度无影响,表现出优异的低温早强功效。锂盐早强剂对油井水泥的水化产物类型无影响,水化产物主要为硅酸钙凝胶、Ca(OH)₂晶体和少量钙钒石AFt晶体,与单纯油井水泥水化产物一致,但水化产物的微观结构较常规水泥石致密。     

水泥石动静态机械性能相关关系试验研究

水泥石机械性能对于油气井的继续钻进、采收率和寿命都具有重要意义。选择不同水泥浆体系,测量其所形成水泥石的横、纵波速度,经过计算求出其动态杨氏模量和动态泊松比;利用岩石力学三轴试验机测定水泥石静态杨氏模量和静态泊松比。分析水泥石动态和静态机械性能的相关性发现:水泥石密度与其横、纵波速度正相关;水泥石密度与静态杨氏模量和静态泊松比有很好的线性相关性,相关系数分别为0.980和-0.980;水泥石动静态杨氏模量之间有很好的线性相关性,相关系数为0.970;水泥石动静态泊松比相关性差,静态泊松比主要分布在0.10～0.12范围内。这为室内水泥石机械性能的无损测量和利用测井解释数据获取井下水泥石机械性能奠定了基础,对水泥浆体系设计、固井工程设计及固井质量评价有一定的参考价值。      

大位移井套管轴向力对套管挠度的影响

大位移井套管在重力效应作用下使套管偏心并产生挠曲变形,大幅降低水泥浆的顶替效率,影响固井质量,现场一般采用安装扶正器的方法改善套管的偏心;而两扶正器间的套管在井斜的影响下,套管自重会在轴向上产生一定的分力,井斜角越大其分力越大,对套管的挠度产生的影响也越大。采用纵横弯曲梁理论建立了套管挠度计算模型,并定义了挠度影响因子的概念,在此基础上研究了挠度影响因子随轴向力的变化规律及轴向力对套管挠度的影响。研究结果表明:在轴向力对套管挠度的影响方面存在1个临界力,小于临界力时轴向力对套管挠度的影响可以忽略,大于临界力时轴向力对套管挠度的影响显著;临界力的大小与扶正器间距、套管的弹性模量以及套管截面的轴惯性矩的相关性可以忽略。研究结果间接证明:大位移井中下套管作业时,现场利用套管的自重使套管下入预定深度的正确性,可以有效地减小两扶正器间套管的挠曲变形,并对大位移井扶正器的优化设计具有一定的指导意义。