新型固井悬浮剂的开发

针对目前固井所用悬浮剂耐温能力差、综合性能欠佳等问题,根据悬浮剂作用机理,筛选出悬浮能力强的2种材料A1、A2,通过合理复配制得了耐温能力强、综合性能良好的新型固井悬浮剂。通过实验,确定了此悬浮剂A1、A2最佳配比为5︰3,代号定为T-1。实验表明,悬浮剂T-1可抑制水泥浆的高温变稀作用,且其低温不过分增稠、高温不过分稀释,在145℃时仍具有较好的悬浮能力。加入悬浮剂T-1的水泥浆稳定性得到明显改善,在一定范围内可将稳定性差的低密度和常规密度水泥浆的密度差和游离液量控制为0;且悬浮剂T-1副作用小,对水泥浆的稠化、抗压强度、失水量等性能影响较小,综合性能良好。     

一种低温油井水泥膨胀剂的研究和应用

水泥浆硬化后环空水泥石的体积收缩会形成微缝隙导致层间窜流，严重影响界面的胶结质量。为了有效解决窜流问题，研制了新型膨胀剂BCP-200S。该膨胀剂可以抵消水泥硬化后的体积收缩，改善界面胶结性能，同时通过改善水泥石内孔结构降低水泥石渗透率。该膨胀剂还对水泥浆的其它性能没有不良影响，对水泥石强度也具有一定的改善作用。     

深井固井的若干问题

讨论了深井固井的几个问题，包括长封固段顶部水泥抗压强度的最新ISO标准方法、注水泥温度、窄环空固井带来的问题、深井钻井液、固井液的流变性及流变性试验方法、水泥环的收缩及工程设计问题、深井钻井液与完井液对水泥环及套管的腐蚀研究、深井堵漏问题、特高温固井的低密度水泥浆体系。     

水泥浆触变性评价方法的探索

通过实验分析了目前常用的触变性评价方法——静切力法和滞后环法,对其合理性进行了讨论;并结合触变水泥浆的现场应用,提出了水泥浆触变性评价应涵盖流动性、胶凝强度发展情况以及施工安全性3个方面,针对常用触变性评价方法存在的问题,探索了一种评价水泥浆触变性的新方法。该方法采用精度高的旋转黏度计在转速极低的情况下测量水泥浆不同时刻的剪切力,几乎消除了剪切力对胶凝强度的影响,通过程序控制可实现对样品的连续测量。此方法可准确反映不同温度下水泥浆胶凝强度发展的快慢和大小,从而可更好地指导触变水泥浆体系的开发和现场应用。     

水泥浆触变性评价方法的探索

通过实验分析了目前常用的触变性评价方法——静切力法和滞后环法,对其合理性进行了讨论;并结合触变水泥浆的现场应用,提出了水泥浆触变性评价应涵盖流动性、胶凝强度发展情况以及施工安全性3个方面,针对常用触变性评价方法存在的问题,探索了一种评价水泥浆触变性的新方法。该方法采用精度高的旋转黏度计在转速极低的情况下测量水泥浆不同时刻的剪切力,几乎消除了剪切力对胶凝强度的影响,通过程序控制可实现对样品的连续测量。此方法可准确反映不同温度下水泥浆胶凝强度发展的快慢和大小,从而可更好地指导触变水泥浆体系的开发和现场应用。     

水泥浆悬浮剂研究进展

水泥浆悬浮剂是固井外加剂中起步较晚,种类较少的一种材料。本文对目前国内外水泥浆悬浮剂及相关材料进行了分类总结,对这些材料用作水泥浆悬浮剂的应用及优缺点进行了分析。另外,针对目前水泥浆悬浮剂存在的问题和研究现状,探讨了水泥浆悬浮剂的发展趋势。     

塑钢纤维轻骨料混凝土抗压强度换算关系试验研究

为了研究塑钢纤维轻骨料混凝土的轴心抗压强度(fc)与立方体抗压强度(fcu)的换算关系,通过432个标准棱柱体试件和标准立方体试件研究了塑钢纤维掺量、轻骨料种类和水灰比等影响因素对两种抗压强度关系的影响规律.结果表明:塑钢纤维掺量(5~13 kg/m3)、轻骨料种类和水灰比(0.32~0.4)对轴心抗压强度与立方体抗压强度比值(fc/fcu)无明显影响;经回归分析得到了fc与fcu相关性很好的线性关系方程;基于fc/fcu回归和数学统计分析,塑钢纤维轻骨料混凝土fc相对于fcu的换算系数可取为0.80.     

剪切速率对水泥浆稠化时间的影响规律

剪切速率对水泥浆稠化时间的影响比较大,确定水泥浆真实的稠化时间能够保障固井安全。引用水泥浆在井眼内和室内稠化试验2种状态下的剪切速率数学模型,根据水泥浆在不同剪切速率下的稠化试验结果（30和80℃）,分析剪切速率对水泥浆稠化时间的影响规律。30℃时,在22~652/s的剪切速率范围内,稠化时间偏差超过2 h,剪切速率低时稠化时间短;80℃时,在177~885/s的剪切速率范围内,稠化时间偏差在1 h内,剪切速率高时稠化时间短。研究结果表明,选用150 r/min的转速进行稠化试验,能较好地模拟大多数固井情况下的稠化时间,但对于大直径表层套管固井和小间隙固井,应根据实际情况选用合适的剪切速率进行水泥浆稠化试验,才能模拟固井施工时的稠化时间,确保固井施工的安全。      

纳米基低密度水泥浆体系的研究与应用

低密度水泥浆体系常存在耐压能力与稳定性差、抗压强度低等问题,在降低成本的情况下性能往往较差,难以满足各油田降本增效的要求。针对这一问题,将纳米材料引入低密度水泥浆中。用聚羧酸类表面改性剂对粒径为20数70 nm、主要成分为硅、钙等元素的纳米材料X进行表面改性,并将主要成分为硅氧化物的高需水材料与适量空心微珠复配得到高需水减轻增强材料LEM。研究了用改性纳米材料X、LEM、水泥、降失水剂、缓凝剂和水制备的密度为1.30数1.50 g/cm3水泥浆的性能,并在胜利油田进行了现场应用。结果表明,改性纳米材料X可显著改善水泥浆稳定性、提高水泥石强度;纳米基低密度水泥浆体系具有良好的耐压性能,60 MPa加压前后的密度差可控制在0.05 g/cm3以内;水泥浆在较大水灰比的条件下仍保持良好的稳定性和较高的抗压强度,且成本低,缓解了成本和性能之间的矛盾。该纳米基低密度水泥浆在胜利油田的应用效果良好,固井作业成本大大降低。     

低密度高强度水泥浆在哈萨克斯坦油田热采井的应用

哈萨克斯坦Karazhanbas油田发育多套储层,但分布不均,是一个受构造控制的断块型的边、底水稠油油藏,埋深为300～500 m,地质构造非常复杂.针对该油田稠油热采的固井技术难题,根据紧密堆积理论、超细活性矿物材料物理化学性能和加工技术,研制出了由混合减轻增强材料BCE-620S以及配套的低温促凝早强剂等外加剂组成的低密度高强度水泥浆.该水泥浆在低温下具有良好的沉降稳定性、稠化时间短且可调、水泥石致密且不收缩、抗压强度发展快且强度高、游离液为零、API失水量低及防漏能力好以及良好的水泥石抗高温强度衰退性能.配合隔离液技术及相应的固井工艺技术,该水泥浆在该油田已成功固井10余口,经测井显示固井质量优良.