库车山前固井环空钻井液低剪切流变特性研究

针对塔里木盆地库车山前构造带超深天然气井四开、五开固井下套管时频繁漏失的问题,分析了下套管过程中环空钻井液的实际剪切速率,根据赫–巴流变模式,用全剪切速率（1.70～1 021.40 s–1）和低剪切速率（1.70～340.50 s–1）下的测试数据,分别拟合了油基钻井液的全剪切和低剪切流变参数,分析了全剪切和低剪切速率下激动压力的差异。研究发现:库车山前固井下套管时的实际钻井液剪切速率远小于常规全剪切速率的最高值1021.40 s–1;全剪切和低剪切速率下,流变参数随温度、压力变化的差异较大;全剪切速率下的套管激动压力小于低剪切速率,井深越大,全剪切和低剪切速率下的套管激动压力相差越大。研究结果表明,对于安全密度窗口窄的天然气井,应根据实际的钻井液低剪切速率范围,选择测试数据拟合对应的流变参数,并在此基础上根据允许的下套管激动压力,合理设计套管下入速度,从而降低下套管时的漏失量。      

水侵压力对调整井固井二界面性能的影响

针对老区调整井地层压力系统紊乱、地层水容易在候凝过程中侵入环空、进而影响固井二界面处水泥浆凝结的问题.通过固井水泥浆水侵模拟评价装置,结合多功能材料表面性能试验机、扫描电镜等分析手段,研究了水侵对固井二界面性能的影响及其作用机理.结果表明:水侵导致二界面处水泥浆的稠化时间延长、滤失量增大,加剧水侵对界面处水泥浆的破坏,严重影响二界面的封固质量.同时,界面水泥浆被水侵入后凝结形成的水泥石不仅导致弹性模量大幅降低,而且疏松多孔,从而导致二界面剪切胶结强度降低和层间封隔性能变差.     

油基钻井液与水泥浆接触污染内因探讨

油基钻井液因其良好的性能被广泛应用于深井、复杂结构井钻井中,但伴随其广泛应用,油基钻井液与水泥浆因接触污染引起井下复杂情况案例越来越多。为此,首先分析了水泥浆中掺混钻井液和钻井液外加剂对其性能影响,在此基础上,借助于扫描电镜、X射线衍射仪及傅里叶变换红外光谱仪等现代分析手段,探究掺混前后水泥浆物相和微观形貌的变化。研究结果表明:油基钻井液中降滤失剂、氯化钙在水泥水化不同阶段增加了的氢氧化钙的溶解度,加快了C₃S水化速度,使得水泥浆凝聚、变稠,导致水泥浆流动性急剧变差;而主乳化剂、辅乳化剂及黏土增加了油基钻井液界面膜的强度与厚度,难以与水泥浆形成“油包水”或“水包油”乳化结构而造成污染。该系统性研究更加深入地认清了油基钻井液与水泥浆接触污染的本质,为防范两者接触污染提供技术参考。     

油基泥浆条件下固井隔离液研究与应用

结合塔里木盆地山前构造井的特点,针对油基泥浆条件下固井2个界面胶结质量差的问题,从改变两界面润湿性、提高冲洗效果及隔离液紊流顶替角度,完善了油基泥浆隔离液的室内评价方法,并优选出一套适合于油基泥浆的隔离液体系。该体系基于颗粒级配原理,通过应用超细、高密度惰性加重材料Micromax,复配铁矿粉、悬浮剂,在常规施工条件下可达到对油基泥浆的紊流顶替,实现对井壁及套管壁的有效清洗,经过现场20多井次的应用,取得了较好效果。     

塔中 ２９井区糖葫芦井眼产生原因及处理措施研究

糖葫芦状井眼对钻井施工和固井质量有重要影响。本文利用塔中 ２９井区 ＺＧ２９１－２井实钻数据分析了二叠系地层糖葫芦井眼产生的原因以及其处理措施。通过分析认为该井区糖葫芦井眼主要是由泥岩水化膨胀以及玄武岩地层垮塌引起。对于泥岩地层可以容许其适当垮塌,重点防止玄武岩垮塌。玄武岩地层垮塌的工程因素主要是钻具振动、钻井液浸入和玄武岩自重等影响。在玄武岩地层钻进时应该采用低钻压低转速方式进行,减少钻具振动对其的影响,同时加强起钻次数,增强对井壁的修复作用,并且要降低钻井液的滤失以及增强其封堵性,减少凝灰岩分散以及降低玄武岩地层的垮塌。     

焊接热输入对800MPa级低合金高强钢焊接接头组织性能的影响

在不预热的条件下,采用熔化极气体保护焊接方法对800 MPa低合金高强钢进行焊接,研究了焊接热输入对焊接接头的微观组织和性能的影响。结果表明:四种热输入条件下,焊缝区显微组织都有针状体素体组织,随着热输入增加,焊缝区的贝氏体组织减少,先共析铁素体和块状铁素体产生,针状铁素体呈现先增加后减少的趋势。随着热输入的增大,焊接接头的抗拉强度逐渐降低,而低温冲击韧性则先升高后下降。当线能量为14.66 k J/cm时,接头获得了良好的综合性能。     

塔里木山前构造高密度油基钻井液固井技术

塔里木山前构造盐膏层及其以下层段大量使用高密度油基钻井液,给后续固井工作带来巨大挑战。为解决塔里木山前构造高密度油基钻井液固井技术难题,在分析相关固井难点的基础上,结合盐膏层固井和深井超深井固井技术,开展了冲洗型加重隔离液和水泥浆的优选、管串结构设计和固井工艺优化研究,提出了相关应对技术措施。通过引入粒径小、粒度分布集中的球形加重材料MicroMAX(主要成分为Mn3O4)和优选表面活性剂,得到了一套冲洗型加重隔离液;通过优选外加剂和引入超高密度加重剂GM,得到了一套综合性能良好的高密度水泥浆。KS2-5井的现场应用表明,该套技术能较好地满足山前地区油基钻井液固井需求。     

固井注水泥浆顶替效率评估的新模型

提高固井注水泥浆顶替效率是保障水泥环密封性能的前提,已有的理论和实验室方法多集中于两相流(钻井液/隔离液、隔离液/水泥浆、钻井液/水泥浆)顶替模拟,而与实际工况下钻井液与隔离液先掺混、再被水泥浆顶替的动态过程特征相距甚远。为此,基于流体顶替过程中掺混与扩散机理,建立流体动态顶替过程数学模型,借助流动仿真软件探讨隔离液性能变化对顶替钻井液和被水泥浆顶替的内在演变机理,结合仿真数据,建立了水泥浆顶替效率评估的新计算模型。研究结果表明:①在顶替初期,低黏度、低密度隔离液体系与钻井液混浆严重,但有利于降低壁面钻井液黏滞力,清除滞留钻井液,进而改善水泥浆顶替效率;②高密度、低黏度隔离液虽然能快速清洗井筒钻井液,但也容易产生指进现象,进而导致水泥浆提前返出井口,容易被误认为顶替效率较好;③隔离液密度处于钻井液和水泥浆之间时,低黏度隔离液有助于清除壁面钻井液和被水泥浆顶替;④隔离液排量高于临界值时,顶替效果改善明显;⑤所建立的注水泥浆顶替效率评价新模型与数值仿真结果吻合度高,误差仅为4.6%。结论认为,该新模型有助于更好地认识与解释复杂流动机理,为改善注水泥井筒浆柱结构、浆体性能及提高顶替效率奠定了理论基础。     

LG100-H1井欠平衡技术的应用分析

LG100-H1井位于塔里木盆地塔北隆起轮南潜山桑南潜山构造带东端上的一口重点评价大斜度水平井,目的层为奥陶系,由于目的层潜山油气藏压力波动特别敏感,压力平衡难以控制,经常出现活就涌、压就漏的现象。在频繁发生井漏的工况下,为了保证安全钻进和保护油气层,该井在开钻5天后安装旋转控制头应用了欠平衡技术钻进,本文分析了此次技术的应用情况,并分析了对钻速和井眼轨迹检测的影响。