微观组织对高强度超级13Cr材料性能的影响

为了满足塔里木盆地含CO_2致密砂岩气藏氮气钻完井一体化管柱的需要,中国石油塔里木油田公司与钻杆生产厂家联合研制了一种既满足钻井工况又能满足完井和采气工况的高强度超级13Cr不锈钢油钻杆。为检验该油钻杆的可靠性,开展了管材的机械性能和腐蚀性能室内试验检测对比研究:采用金相显微镜观测得出了该油钻杆金相组织特征;采用拉伸试验机和示波冲击试验机实验测得了该油钻杆材料的基本力学性能;采用高温高压循环流动腐蚀仪实验获得了模拟工况下油钻杆材料的耐腐蚀性能。结果表明,超级13Cr油钻杆金相组织均匀、δ-铁素体含量符合标准要求;拉伸性能达到了S135级钻杆的强度要求,屈服强度达953 MPa;冲击性能优于S135级钻杆,冲击功达165.56 J;在模拟高温、高含CO_2、高矿化度采气工况下油钻杆耐均匀腐蚀和耐点蚀性能良好,而较高的δ-铁素体含量对照样在模拟采气工况下出现严重点蚀,不能满足油田生产要求。结论认为,新研制的超级13Cr油钻杆性能优良,将在塔里木油田氮气钻完井作业中得到充分应用。     

超级13Cr油套管钢的点蚀行为研究

石油管材的点蚀穿孔是管材失效的主要原因,采用电化学测试和化学浸泡的方法,研究了超级13Cr油套管钢的点蚀行为,旨在为超级13Cr钢的研究开发提供依据。结果表明,Cl-和温度是影响超级13Cr钢点蚀发生的主要原因,材料的点蚀敏感性均随Cl-浓度和温度的升高而增加;电化学和化学浸泡两种方法测定的临界点蚀温度(CPT)分别为40.5℃和37.5℃,相差3℃。当温度低于CPT时,13Cr钢处于破钝和再钝化的平衡状态,材料表面形成少、小而浅的点蚀坑;当温度高于CPT时,13Cr钢表面则形成多、大而深的点蚀坑,点蚀全面发生。     

超级13Cr油套管在含H2S气井环境下的腐蚀试验

近20年来,在国内外H₂S/CO₂共存环境、高含Cl^-的深井或复杂水平井中,为保障井筒寿命并控制耐蚀合金管柱成本,超级13Cr不锈钢油套管的应用逐步增多,而ISO等标准中对于超级13Cr油套管的适用条件规定严格,特别是在超级13Cr的抗硫化物应力开裂影响因素方面,不同学者研究认识不统一。为此,模拟陕北某区块含H₂S气井腐蚀环境,利用电化学系统和高压腐蚀测试系统,评价了超级13Cr油套管的电化学和抗硫化物应力开裂能力。结果表明,在模拟环境下的超级13Cr电化学腐蚀速率为0.01 mm/a,而传统13Cr的腐蚀速率为0.26 mm/a。同时在抗硫化物应力开裂试验中,加载80% AYS和90% AYS下的超级13Cr没有出现NACE标准溶液试验下的开裂问题。该结果为类似气井环境下的超级13Cr应用提供了一定的参考。     

气体钻井用钻杆阀的研制与应用

气体钻井过程中,常规的配套工具无法满足工艺要求,为此而研制的气体钻井用钻杆阀由钻杆阀短节、缓冲垫、密封部件、阀座、销轴、圆柱扭簧和阀板等组成。该阀不仅具有常规单向阀的功能,还可使测斜仪上下顺利通过,不影响测斜作业。现场试验表明,钻井阀开关灵活,密封可靠,提高了气体钻井时接单根的效率和作业的安全性,测斜时不碰、挂测斜仪。     

稠油油藏地层测试保温管技术

为了改善渤海稠油油藏地层测试效果,提出了保温管技术。介绍了保温管、测试管串的结构以及使用方法。现场试验及应用实践表明,应用保温管技术可有效减少原油流动过程中的热量损失,提高稠油油藏地层测试的成功率。     

海上高气油比致密油藏压裂返排技术

水力压裂是低渗油气藏高效开发的关键技术之一,实施压裂作业后,需进行放喷返排作业;同时,考虑环保要求,海上平台对返排液的处理极其严格,返排技术是否科学直接决定压裂的改造效果。着重分析了海上生产平台实施压裂返排的问题和难点,并针对高气油比的致密油藏,研究出了一套通用有效的压裂返排技术,为海上实施平台化压裂提供了借鉴。     

气体钻井用钻杆磨损后剩余强度分析

针对气体钻井钻杆偏磨较为严重的问题,基于气体钻井钻杆磨损数据调研,建立了磨损后钻杆有限元模型,对钻杆接头和本体均匀磨损、一侧偏磨和两侧偏磨后剩余强度进行了数值模拟。通过对5FH-72S钻杆磨损后剩余强度计算分析后,得出如下结论:钻杆接头和本体均磨、一侧偏磨和两侧偏磨后应力峰值较大,与之对应的钻杆接头剩余强度降低较快,钻杆本体剩余强度比接头剩余强度降低更严重。建议油田加强钻具管理,制定钻杆磨损后合理使用的标准。该项研究工作对揭示气体钻井钻杆失效机理和科学使用磨损钻杆具有指导意义。     

S135钻杆钢扭转疲劳寿命及断裂特征

针对钻杆在循环应力下的疲劳问题,通过室内试验测定了S135钻杆钢的扭转疲劳寿命,得到了扭转疲劳的Δ-τN曲线,应用统计分析方法得到扭转疲劳寿命公式,并采用扫描电镜(SEM)对疲劳断口进行了观察和分析。结果表明,扭转疲劳裂纹形成于光滑试样表面,且疲劳源的大小随切应力幅值的增加而增加;在疲劳源与疲劳裂纹扩展处的微观形貌特征为典型纯滑移型断裂,在裂纹扩展处涟波状花样区域的大小随切应力幅值的增加而增大。     

The surface wettability of brine in a tight oil reservoir

Based on DSA100 instrumentation, the interactions between the chemical groups on the rock surface and brine were analyzed to study the abilities and microscopic mechanisms on reservoir characteristics of wettability controlled by Na⁺, Ca²⁺and Mn²⁺. The results show that that in the same solution, static and dynamic angle of each ions are consistent. When the concentration of CaCl₂ solution is more than 0.5 mol/L, the contact angle will change greatly. Ca²⁺, Mn²⁺ can change the structural characteristics of tight reservoirs. This provides a theoretical basis for our study of low salinity water flooding and recovery ratio.     

适用于致密气藏的可变黏压裂液体系性能评价及现场应用

目的 针对川渝地区致密气藏储层改造,主要采用体积压裂造长缝。高强度加砂对压裂液携砂与降阻性能提出更高的要求,需要研发一种疏水缔合聚合物作为降阻剂。方法 利用疏水缔合聚合物疏水基分子内缔合达到优异的增黏效果。同时,该降阻剂与金属交联剂可形成稳定的交联体系,进一步提高压裂液黏度,从而形成适合于致密气藏开发用变黏压裂液体系。结果 该压裂液体系在秋林、金华、中台等地区致密气储层使用12井次。加砂强度5～6 t/m,最高砂浓度480 kg/m³,变黏压裂液黏度3～30 mPa·s,降阻率>70%,满足施工设计要求。结论 该压裂液体系在可在2～100 mPa·s黏度范围内实时调整,在低-中黏度范围内降阻率均大于70%;在交联情况下,降阻率为55%～60%,岩心伤害率小于15%,悬砂性能良好,现场使用方便。     

川口地区长6致密油藏成藏因素分析及储层评价

红河油田川口地区长6致密油藏油气富集程度及产能差异较大,通过油藏主控因素分析、储层四性关系研究对储层重新评价;结合探明区块开发情况,分析认为沉积相带、砂体厚度、储层物性、风化壳淋滤作用是影响油气富集程度的重要因素;基于试油结果及测井资料的研究,确定了该地区长6油藏储层的岩性与含油性下限、物性下限、电性下限,并分层位建立了吻合率较高的二次解释模型,对储层的综合评价和该区开发部署具有指导作用。