水乳树脂改善油井水泥石力学性能研究

油井水泥石存在收缩大、脆性高的固有缺陷,易形成微间隙而导致地层流体互窜,造成油气采收率降低与油井寿命缩短。通过向G级油井水泥中掺入水乳树脂对其进行改性,同时掺入硅灰及矿渣微细粉,制得了固井防窜用弹性密封水泥石。对该水泥石力学性能测试结果表明,水泥石韧性显著增强,脆性降低,力学形变能力大幅提高。     

油井水泥石断裂韧性的实验研究

固井施工时,由于原因,会在水泥石中形成裂缝等初始缺陷;在射孔等作业中,在冲击载荷作用下,裂缝将迅速扩展产生大裂缝,容易造成含油夹层段窜槽,给开发等工作带来不利影响。文中引入水泥石的断裂韧性这一概念进行了增强经石断裂韧性机理分析,并分别采用“霍布金森法”和“焦散线法”进行了不同配方水泥石的动态断裂韧性测定实验,对增强水泥石断裂韧性的有效途径进行了实验探索,并结合模拟射孔实验结果,提出了能够抵抗射孔冲     

水镁石纤维增强油井水泥石性能研究

分别对不同长度水镁石纤维油井水泥浆的流动性、API失水量、沉降稳定性进行了测试和分析;并讨论了纤维分散方式、加量范围、水泥石抗压强度、抗折强度、劈裂抗拉强度以及微观结构。结果表明,水镁石纤维能显著降低水泥浆体系流动性、使API失水量下降45%数50%,对水泥浆沉降稳定性的影响很小。水镁石纤维能显著提高水泥石的力学性能,水浴养护14 d后,3%纤维加量下的水泥石抗压强度提高16.2%,5%纤维加量下的水泥石抗折强度提高48.8%,8%纤维加量下的水泥石劈裂抗拉强度提高41.4%。通过机械剪切力和超声作用预分散处理后,水镁石纤维成细丝状均匀分布在水泥石中,能有效提高水泥石密实度和限制微裂纹发生与扩展。纤维的加入使得水泥石力学性能增益比显著增大,5%纤维加量水泥石的拉压比与空白试样相比提高27.5%,使得水泥石脆性得到较大改善。但高加量下水镁石纤维难分散、易团结,水镁石主要起填充作用,水泥石强度仍能得到一定的增加。     

纤粒复合型油井水泥石增韧剂的性能及机理研究

针对国内油田油气井因后续施工(射孔、压裂、酸化等)造成水泥环脆裂的问题,根据断裂力学原理和复合材料理论设计配方,选用GX(1.0%的特种无机富硅纤维 2.5%的有机弹性颗粒)作为油井水泥石增韧材料;并对掺有GX的油井水泥浆的工程性能、物理性能、与其他外加剂的配伍性以及水泥石的微观结构进行考察,结合性能评价试验,分析了GX在水泥石中的增韧作用机理。结果表明,GX可以显著提高油井水泥石的韧性和弹性,并且与其他外加剂配伍性良好。     

提高油井水泥石抗CO2腐蚀外掺料的性能

为提高油井水泥石抗CO2腐蚀的能力,进而提高油气藏开采质量和油井开采寿命,开发了抗CO2腐蚀外掺料F1。通过测试水泥石腐蚀前后抗压强度、渗透率、孔结构（MIP法测定）等性能及分析水泥石样品微观形貌和其腐蚀产物,评价了掺入F1水泥石的抗腐蚀性能。结果表明:在CO2分压2 MPa、150 ℃腐蚀介质中养护28 d,掺入抗CO2腐蚀外掺料F1能够明显提高水泥石的抗CO2腐蚀性能。主要表现为:水泥石试块腐蚀后的抗压强度较未腐蚀水泥石试块有所提高;与原浆加砂水泥石相比,水泥石总孔隙率明显降低,且孔径分布趋于无害孔化（50 nm）;水泥石在7 MPa驱替压力下的水驱渗透率为0（原浆加砂水泥石的渗透率为0.91×10-3μm2）。F1的掺入使水泥石生成结构稳定的铝取代的雪硅钙石,有利于水泥石抗CO2腐蚀能力的提高。      

硫化氢与硫酸腐蚀油井水泥石的对比

采用G级油井水泥净浆,从腐蚀前后水泥石抗压强度、水化产物中氢氧化钙含量、SEM微观结构特征和孔隙结构的变化等方面.进行了硫酸溶液和硫化氢对水泥石的腐蚀对比实验.结果表明,设计的常温常压的硫酸溶液腐蚀实验与标准的高温高压腐蚀实验有较好的相关性和可比性,而且硫酸溶液腐蚀实验能够更直观地反映出水泥石潜在的腐蚀因素.利用常温常压的硫酸溶液腐蚀实验能够作为油井水泥石腐蚀研究的前期实验和油井水泥石抗酸蚀的耐久性实验,对降低水泥石腐蚀实验成本和风险,提高实验效率,更好地开展油井水泥石完整性研究有重要的应用价值.     

用BP神经网络优化油井水泥纤维增韧剂的组成

掺有混杂短纤维的油井水泥增韧剂能够明显改善油井水泥石固有的脆性，大幅度地提高水泥环的韧性。文章通过BP神经网络对实验数据进行学习预测，优化了混杂短纤维在油井水泥增韧剂中的组成，提高了选材的准确性，为纤维增韧剂的选择和应用提供了一定的理论依据。通过与回归分析方法进行比较，证明了神经网络预测更准确。     

油井水泥分散剂的研究与应用

介绍了近年来油井水泥分散剂的研究开发与应用情况。首先对国内油气田使用较多的产品和研究进展进行了叙述,其次则简要介绍了美国Ｓｅｒｖｉｃｅｓ、Ｄｏｗｅｌｌ、Ｈａｌｌｉｂｕｒｔｏｎ有加拿大Ｆｒａｃｍａｓｔｅｒ和ＮＯＮＳＣＯ五大公司的分散剂产品。     

油井水泥缓凝剂SDH-2的性能研究及应用

为满足深井固井对水泥缓凝剂的特殊要求,研制出了一种高温耐盐缓凝剂SDH-2.该缓凝剂由碱、醛、亚磷酸制备,具有工艺简单、成本低的特点.介绍了SDH-2的制备条件,考察了反应物配比和催化剂加量对产品性能的影响,并在室内评价了SDH-2的缓凝性能、耐温抗盐性能、配伍性能以及对水泥石抗压强度的影响.结果表明:SDH-2在40～170 ℃的范围内具有优良的缓凝效果,缓凝时间可调性好,稠化曲线理想,抗盐性良好,与降失水剂、减阻剂有良好的相容性,对油井水泥选择性小,水泥石抗压强度高.SDH-2在现场应用了6口井,结果表明:该缓凝剂解决了深井固井中水泥浆稠化性能不稳定,稠化时间难以控制的问题,水泥浆具有良好的流动性能,满足不同井眼条件下固井对水泥浆流动性能的要求;同时水泥浆抗压强度发展迅速,高温条件下水泥石性能稳定,符合深井固井的要求.     

Properties and Application of Oil-well Cement Enhanced with a Novel Composite Toughening Agent

Brittle fracture of cement sheath, induced by perforation and stimulation treatments, can cause cross flow of formation fluid and increase casing damage. A novel agent XL was developed for solving the problem. Experimental results showed that the toughness of the set cement containing XL was improved remarkably. The engineering properties of the slurry containing XL, drag reducer USZ (0.2% BWOC), filtrate loss additive F17B (1.2% BWOC) and crystalloid expanding agent F17A (3% BWOC) could meet technical requirements of cementing operation. After perforation, good quality cement sheath enhanced with XL was observed by CBL/VDL logs in a deep well.     

碳纤维改善水泥石韧性实验研究

1. Introduction As oilfield development gradually steps into the mid- and late- stages, many measures, such as water injection, acid fracturing and thermal recovery are being taken. Then high-pressures in wellbores easily result in the brittle fracture of…     

油井水泥石在围压作用下的力学形变行为

目前在单轴条件下研究油井水泥石力学行为通常忽略了井下情况环境对水泥石力学行为的影响，认为凝固后的油井水泥石是非均质脆性体，且在受力超过水泥石屈服极限时瞬间脆裂将会引起井下水泥环层间密封性能失效，但水泥环在井下的实际力学形变能力却受到温度和压力的影响，笼统认为油井水泥石是单纯的脆性材料具有一定的片面性。针对此种情况进行了实验研究，采用美国GCTS公司三轴岩石力学测试系统RTR 100研究了油井水泥石在围压作用下的力学形变行为。实验结果表明，单轴受力下水泥石为典型的脆性材料特征，而围压作用下水泥石破坏前为一定的塑性形变行为，特别是在高围压作用下塑性形变效应更明显；在围压作用下油井水泥石为脆塑性材料力学形变特征。     

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针对胶乳种类对油井水泥浆性能的影响；胶乳加量对油井水泥浆性能的影响；降失水剂对胶乳水泥浆体系性能的影响；胶乳对水泥石强度的影响。实验研究了国产丁苯胶乳对油井水泥浆的失水、流变性、自由液和水泥石抗压抗折强度的影响。结果表明 ,随胶乳加量增大，胶乳对水泥浆体系的流变性影响不大，但使体系的失水量及自由液明显降低，对水泥石的抗压强度减小而抗折强度增大。理论分析了胶乳对油井水泥浆性能影响的因素。     

矿物纤维低密度水泥石力学性能研究

目前低密度水泥石多存在韧性不足、抗拉强度、抗折强度低等问题,给低密度水泥浆在深井、超深井井筒完整性带来忧患,因此改善低密度水泥石力学性能具有重要的意义。通过考察抗压强度、抗拉强度、抗折强度、弹性模量,对新型材料玄武岩纤维和目前现场常用的聚丙烯纤维改善水泥石力学性能的效果进行了对比。结果显示:在较低加量范围内玄武岩纤维对水泥浆流动性影响不大,可以和聚丙烯纤维一样显著降低水泥浆API失水和自由水含量,提高水泥石的抗压和抗折强度,显著提高水泥石的抗拉强度,在掺量为0.5%时可使水泥石抗拉强度提高50%;同时可以降低水泥石弹性模量,提高水泥石的韧性。玄武岩具有较好的经济适用性,在油气井固井中有较大的开发应用潜力。     

油井水泥减阻剂ASM的合成及性能研究

以对苯乙烯磺酸钠、丙烯酸和马来酸为原料,通过溶液聚合,合成了一种新型油井水泥减阻剂ASM。通过正交试验得到最佳合成条件：反应温度80℃,磺酸根与羧酸根物质的量比1：1,丙烯酸与马来酸物质的量比0．4：1,引发剂用量0．8％,反应时间5h。对产物性能进行了室内评价,结果表明,加减阻剂ASM的水泥浆流变性能好,稠化时间长,抗温性能好。减阻剂ASM与纤维素类降失水剂有很好的配伍性。     

胶乳对水泥石韧性性能的影响

室内实验考察了胶乳添加前后水泥石韧性性能的变化以及胶乳添加量对水泥石韧性性能的影响。结果表明,与普通水泥石相比,胶乳水泥石的抗压强度降低、抗折强度提高,从而整个体系表现出刚性降低、柔性增大的特点。胶乳添加量为20％时,胶乳水泥石的脆性系数下降约50％,单位面积抗冲击功增加91％以上。     

倒灰法打水泥塞工艺技术

倒灰法打水泥塞工艺是利用抽汲绳将油管或专用装灰筒及倒灰工具下到预定深度，在1m范围内上提下放数次，使倒灰孔打开，实现水泥浆从油管流入井筒，同时胶塞从护套中推入套管实现地层封堵。与常规打水泥塞方法相比较，该工艺具有施工时间短、工序少、一次成功率高、成本低等特点。经过现场试验，效果良好，在吉林油田已推广使用。     

AM／AMPS共聚物油井水泥浆降失水剂的合成研究

以2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS）和丙烯酰胺（AM）为原料，合成了油井水泥浆降失水剂AM／AMPS共聚物。确定了AM／AMPS共聚物降失水剂的最佳合成条件：单体加量8％，AMPS与AM质量比1：7，引发剂加量0．5％，反应体系pH值7，反应温度50℃。该共聚物降失水剂能有效控制水泥浆的失水量，且保证水泥浆的其他性能在一定范围内可调。