交变载荷下固井水泥环完整性研究

目前,我国页岩气的开发方式多采用水平井套管完井和大排量分段压裂工艺技术。通过分段压裂工艺,使水力主裂缝沟通储层天然裂缝及岩石层理,从而形成裂缝网络,实现储层有效改造。由此,大型压裂时水泥环密封完整性问题日渐突出。本文采用G级油井水泥和页岩气固井水泥,分别探究其在不同温度压力及循环载荷条件下的水泥环完整性,进而为交变载荷下固井水泥环的力学完整性提供技术支撑。     

油井水泥增韧剂的实验研究

尝试用纤维材料制成增韧剂,以改善水泥石力学性能。通过室内实验表明:代号FR的油井水泥增韧剂能够显著提高水泥石试样的力学性能,使得水泥石试件的抗折强度提高10.26%～24.27%,压缩弹模下降9.09%～21.62%,抗冲击功增长7.39%～34.57%。     

固井水泥环缺陷与套管承载能力关系研究

固井是油水井生产之前的一项重要工序,固井质量的好坏对井的使用寿命有着直接的影响.建立了水泥环缺少30°、60°、90°等角度的井筒平面应变有限元模型,并对固井水泥环缺陷引起的套管应力变化进行了仿真模拟分析,进而明确了水泥环缺陷程度与套管承载能力的关系.     

高抗硫酸盐D级油井水泥的研制

D级油井水泥是一种中深级油井固井水泥,适用于井深1830m～3050m,中等温度和中等压力条件下的注水泥工程。为适应塔里木油田固井需求,降低用户成本,我厂根据用户建议开始研制D级油井水泥。     

定向射孔对水力裂缝起裂与延伸的影响

 射孔孔眼是沟通井筒和地层的通道,压裂施工中射孔参数影响施工效果。采用大尺寸真三轴水力压裂物理模拟实验系统,研究定向射孔方位角、水平应力差和微环隙对裂缝起裂、延伸、转向、破裂压力及形态的影响,并建立了射孔直井在地应力条件下产生垂直裂缝的破裂压力预测模型。实验结果表明：利用定向射孔压裂技术可以在地层中形成双翼弯曲水力裂缝;随着定向射孔方位角的增大,破裂压力越来越高,转向距离也越来越大;且水平最大主应力与水平最小主应力之间的应力差对裂缝的转向距离有很大影响;微环隙对裂缝形态及破裂压力也有影响,其使得破裂压力较从射孔孔眼起裂所需压力大幅降低,且裂缝形态与裸眼井起裂类似。结论对于实际的射孔参数优化设计和水力压裂施工具有参考意义。     

扇区水泥胶结固井质量测井仪介绍及其应用分析

目前扇区水泥胶结固井质量测井仪在油田导管井测量中应用越来越广泛,其主要通过声波反射原理对水泥固井质量进行评价。本文主要针对扇区水泥胶结固井质量测井仪进行相关介绍。首先介绍仪器的基本原理;其次对仪器的测量参数以及仪器现场应用的主要优势进行简要说明,最后对该仪器在实际应用过程中的典型案例进行分析。该仪器目前在水泥胶结固井质量的检测上具有不可替代的优势和广泛的发展前景。     

油井套管、水泥环组合体抗非均匀围岩外载的强度特性

本文针对我国许多油田在开发过程中经常出现流变性地层产生蠕变流动而挤坏大量套管的实际情况,利用弹性力学的复变函数法,推导出了套管、水泥环组合体在各类非均匀围岩＊变载荷作用下套管内部的应力状态的计算公式。用所推导的公式分析计算了组合体承受各类非均匀围岩蠕变外载的能力,研究了套管、水泥环的弹性参数和几何参数对组合体承载能力的影响,得到许多规律性的认识所得结果对于油田流变性地层中套管、水泥环组合体的设计具有重要的指导意义。     

气井环空带压对水泥环力学完整性的影响

受井下作业、油套管或封隔器泄漏等因素产生的井口环空带压,使高温高压气井水泥环密封完整性面临巨大挑战。为此,基于弹性力学多层厚壁圆筒理论和摩尔库仑失效准则,建立了水泥环应力和失效计算模型,研究了环空带压对水泥环胶结面应力和失效的影响。结果表明,环空带压将增大水泥环胶结面的切向拉应力,过大的切向拉应力将导致水泥环失效。与此同时,井筒温度增加产生的切向拉应力也会增大水泥环失效风险。环空带压越大,水泥环安全系数越低,且温度效应对安全系数的影响较小。对高温高压气井,可根据井身结构(地层-水泥环-套管)参数建立水泥环安全系数图版,从而为确定合理的最大允许环空带压值提供依据,研究结果对提高气井井筒安全性、延长开采寿命具有重要意义。     

新型耐高温油井水泥外加剂研制成功

2012年7月24日,从中科院长春应用化学研究所水处理材料课题组获悉,研究人员成功研制出新型耐高温油井水泥外加剂,产品包括高温缓凝剂、降失水剂及分散剂等。系列外加剂可较好应用于深井、超深井固井施工,完井效果良好。现已完成中试生产,并在中石油大庆油田固井现场成功应用。该项成果日前已经通过吉林省科技厅组织的项目鉴定。与会专家对项目成果给予高度评价,认为这是一项处于国际先进技术水平的创新性研究成果。与该工作相关的研究内容已申报国家发明专利7项,其中3项获得授权。相关