固井弱界面增强剂及其对钻井液性能的影响

为提高油井井壁泥饼强度,进而改善固井弱界面现象,研发了一种固井弱界面增强剂,评价了其弱界面增强效果,考察了固井弱界面增强剂对钻井液性能的影响。该固井弱界面增强剂是含钙铝的矿物纤维和铵盐组成的混合物,将其以0.7%的比例加入到聚合物水基钻井液中,泥饼强度和模拟固井二界面的胶结强度分别提高到原强度的15倍和9.4倍;固井弱界面增强剂对钻井液的密度和沉降稳定性无影响,但会导致钻井液的电阻率显著上升、粘度下降。     

CO2注入井封隔器早期密封失效机制研究

为了揭示CO_2注入井中性能优良的氢化丁腈橡胶封隔器早期密封失效的机制,根据失效井的特征分析以及CO_2的相态特点,提出实现恒定泄压速度的室内实验方法,并对不同CO_2泄压速度下橡胶表面进行形貌观测和力学性能测试分析。结果表明:随着泄压速度的增加,橡胶表面出现了小气泡、大气泡甚至气泡破裂等龟裂现象,橡胶的密封性能均明显变差;注气井突然泄压时,橡胶内部的气体在短时间内无法渗出,其在内外压差作用下会膨胀形成气泡甚至爆裂,这是造成CO_2注入井封隔器早期密封失效的主要原因。为了防止封隔器的早期密封失效,推荐现场井口泄压速度控制在5 MPa/h以内。     

弹性限位扶正器变形量对套管居中度的影响

固井质量与套管居中度的关系密切，一般情况下，居中度越高，固井质量越好。通常讨论套管居中问题时，只考虑套管柱的变形，但是随着弹性扶正器的广泛应用，原有的计算方法存在着误差。通过对弹性限位扶正器下入井眼后的变形研究，得出不同情况下扶正器的变形量。计算结果表明，不考虑扶正器变形时井段平均套管居中度要比考虑扶正器变形时井段平均套管居中度高11．24％。因此，该研究具有一定的工程应用价值。     

蠕变地层水泥环特性对套管应力的影响

蠕变地层套管应力计算是采取套损预防措施的依据,目前采用非均匀地应力作为套管水泥环力学模型边界条件的套管应力计算方法与实际情况不符。提出了蠕变地层套管应力计算应将均匀地应力作为其边界条件的有限元力学模型,并分析了水泥环椭圆度和弹性模量对套管应力的影响:当水泥环弹性模量小于等于地层弹性模量时,套管最大应力出现在最小水平地应力方向,反之则出现在最大水平地应力方向;套管峰值应力随着水泥环椭圆度的增大而增加,套管由缩颈损坏转变为挤扁损坏;蠕变地层水泥环弹性模量与地层弹性模量和井眼椭圆度之间存在合理的匹配关系,改变水泥环弹性模量是降低蠕变地层套管应力的最有效方法。该规律的得出有助于加深套损机理的认识和套损预防措施的实施。（）     

地层压力预测技术现状及发展趋势

结合前人研究成果，提出现有地层压力预测方法在理论及实践检测方面的缺陷，并研究其应用条件。针对现有地层压力预测方法的不足之处，指出地层孔隙压力评价法的发展趋势：从岩石力学的角度出发，分析岩石受力平衡公式，将欠压实和其他异常压力成因综合表达在定量公式中，用有效应力定理反映异常超压形成的宏观机理。     

考虑水平刮切作用的旋转钻井牙齿侵入规律

考虑旋转钻井钻头牙齿对井底岩石产生的水平刮切作用,分析了井底岩石侵入系数的变化规律以及初次侵入破碎坑的形状,得出旋转钻井重复侵入时井底岩石的破碎过程以及载荷侵深曲线形态,进一步揭示了旋转钻井牙轮钻头破岩机理:随着摩擦因数的增大,刃前岩石侵入系数线性降低,刃后岩石侵入系数线性增加;初次侵入时破碎坑为非对称的不规则形状,岩石破碎体积比只考虑垂向压入作用时小,发生剪切破碎时所需的载荷低;刃前岩石发生剪切破碎以后,刃后岩石由于应力集中效应,达到剪切破碎时所需的整体载荷降低,存在水平刮切作用时岩石多次侵入剪切破碎更为容易;重复侵入时井底岩石剪切破碎频数是只考虑垂向压入作用时的两倍,剪切破碎时载荷下降的幅度降低。     

高效聚合物钻井液泥饼润滑剂的研制及其作用机理分析

为改善井壁泥饼在水平井和大位移井钻进至中后期的润滑性,研发了一种能有效降低水平段摩阻的固体粉末状高效聚合物水基钻井液泥饼润滑剂RHGXJ-3（羧酸共聚物、针状硅酸盐、聚丙烯微粉质量比为10∶11∶2）,通过测定泥饼黏滞系数、温度敏感性和钻井液配伍性,明确泥饼润滑剂RHGXJ-3 的作用效果和适用条件,并结合SEM和XRD微观表征技术分析该泥饼润滑剂的润滑机理。研究结果表明,将泥饼润滑剂以0.9%的加量加入井浆并制得泥饼,静置1 min 后测得的泥饼黏滞系数相较于加剂前从0.0966 降为0.0496,泥饼润滑性提高了48.65%。温度敏感性测试结果表明该泥饼润滑剂的适用温度为30～120 ℃。该泥饼润滑剂与钻井液的配伍性良好,0.9%的加量下可将井浆的漏斗黏度由55 s 降至39 s,井浆流动能力提升29.1%。该润滑剂够在泥饼表面和内部生成溶剂化水膜和凝胶类物质,通过填充空隙、提升压缩性等途径提高泥饼的润滑性,降低泥饼摩阻。与石墨和球状固体润滑剂相比,润滑剂RHGXJ-3 的泥饼润滑效果更佳,是其它固体润滑剂的1.6～2.2 倍,而使用成本则降低约50%。     

有机层状硅酸盐改善油基钻井液沉降稳定性室内评价

基于油基钻井液有机土有机改性剂阳离子受高温易分解脱附,引起钻井液性能变差、加重材料沉降等问题,利用六水合氯化镁和十六烷基三甲氧基硅烷等为原料,合成了一种适用于柴油基钻井液体系的有机土(有机层状硅酸盐),用于改善油基钻井液的沉降稳定性;通过傅里叶红外光谱、X-射线衍射以及室内钻井液沉降实验进行结构表征和沉降稳定性评价。结果表明：该有机硅酸盐材料具备2∶1层状硅酸盐结构和以Si—C共价键连接的不对称链状有机官能团结构,且300℃无明显热分解;相比于大庆油田常用油基钻井液,该有机层状硅酸盐提高了油基钻井液的动切力、动塑比和储能模量,明显改善了1.4～2.0 g·cm^-3密度范围、150℃以下老化温度油基钻井液的悬浮性能和沉降稳定性能。     

新型FRENIC—MEGA变频器及其应用

1性能特点 富士FRENIC—MEGA为高性能、多用途变频器,具有PG矢量控制、无传感器矢量控制、动态矢量控制、U／f控制方式;电流响应、速度响应快;超负荷能力：HD规格200％、3s,150％、1min;制动电路内置机功率高（22kW及以下机型标配制动单元）;多重功能,如制动器信号功能、制动晶体管破损检测功能（避免起重机出现危险状况）等。在动态转矩矢量控制中,     

煤层气水平井玻璃钢管固井居中度分析

在煤层气水平井水平段采用玻璃钢套管可以提高后期采煤作业的安全性。为了揭示固井顶替过程中不同时刻玻璃钢管的居中度变化规律,根据玻璃钢管的浮重分析,建立考虑扶正器影响的水平井眼内玻璃钢管居中度计算模型。研究结果表明:由于玻璃钢管密度较低,随着管内外流体密度的变化,顶替过程中水平段玻璃钢管由井眼低边逐渐上浮,偏向井眼高边,其在水平井眼内的位置及居中度处于动态变化之中;减小水泥浆的密度有利于减小顶替结束时玻璃钢管所受向上的浮重,提高玻璃钢管在水平段的居中度。该研究为煤层气水平井玻璃钢管固井套管居中度的改进提供了理论依据。