高温高压下泥浆性能分析及摩阻计算的程序实现

为了在试油和压井作业中计算高温高压环境下水泥浆摩阻系数等流变参数，设计钻井液／水泥浆流变参数分析和计算程序，可方便的进行水泥浆摩阻系数、压力损失等流变参数计算和数据管理。这里详细阐述了系统基于工区、井位、任务实例的数据管理模式、内部数据结构和计算流程的实现过程。     

低需水的新拌水泥浆体流变性研究

在对水泥浆体流变模型和流变性能影响因素分析的基础上，研究了外加剂掺量、SO3含量、矿渣掺量等对新拌水泥浆流变性能的影响。用旋转粘度计对新拌水泥浆进行了动态检测，低需水量水泥的新拌水泥浆具有良好的流变性能，同时它的流变模型符合宾汉姆流变模型。     

矿渣对新拌水泥浆体流变性能的影响

通过对掺有矿渣的新拌水泥浆体流变曲线、流变参数、标准稠度需水量和胶砂流动度的测定,研究了矿渣的化学组成、掺加量和细度等对新拌水泥浆体流变性能的影响。     

适合钻井液及水泥浆的赫谢尔—巴尔克莱(Herschel—Bulkley)流变模式及其应用

赫谢尔——巴尔克莱(Herschel—Bulkley)流变模式是一种带静切应力的三参数流变模式,它能表示出常用的牛顿、宾汉、指数流变模式的特性。这种模式用于泥浆及水泥浆,具有适应范围广、准确性高的特点。 本文从该流变模式的基本形式出发,对模式中的流变参数以及与钻井液、水泥浆相关的剪切稀释、携带岩屑等性能进行了讨论,并提出了计算这些流变参数的合理方法。文中还对该模式所反映在各流道中的水力参数作了合理的和近似的简化,得出了较为精确的压降、剪切速率及雷诺数表达式。     

水胶比和硅灰掺量对灌浆水泥浆体流变性的影响

为了研究水胶比和硅灰掺量对改性超细灌浆水泥浆体流变特性的影响,采用旋转粘度计和马氏漏斗粘度计法对不同水胶比(0.6,0.7,0.8,1.0,1.5和2.0)的新拌水泥浆体进行流变性能试验研究,其中硅灰掺量分别为0%,3%,5%,7%和10%.结果表明,新拌水泥浆体的塑性黏度和屈服应力随着水胶比的增大而减小;掺有硅灰的改性超细灌浆水泥在水胶比大于1.5时,流变性能变化不大,反之则变化较大;硅灰的掺量对改性超细灌浆水泥浆体的流变性影响较大,随着掺量增加浆体流动性变差,但在水胶比为1.0左右时,存在最优掺量,约5%.通过将马氏试验中时间指标转化为流速指标,可以有效拓展高黏度浆体的流变性能测试.     

页岩气井防窜柔性水泥浆体系研究及应用

页岩气井关键技术是“长水平段＋分段压裂技术”,固井质量要求高。根据对水泥浆的性能要求,经过页岩气井防窜柔性水泥浆体系的室内研究,优选了水泥浆配方,现场应用较好满足了生产要求。     

非滞胀性粘塑性流体统一流变模型

本文根据对新拌水泥浆流变性的研究,用微微分粘度把宏观流变行为与浆体微观结构特征联系起来,首次提出非滞胀性粘塑性流体统一流变模型。     

聚合物-水泥基注浆材料早期流变及水化特性

为制备满足复杂地层加固工程需求的高性能水泥基注浆材料,探究以偏铝酸钠(SA)、聚羧酸(Sp)及高吸水性树脂(SAP)为组分的聚合物体系及其掺量对新拌水泥浆体流变特性与泌水率的影响,并采用水化放热监测与倒置荧光显微技术,对不同体系下水泥浆体早期水化进程及微米级颗粒的悬浮分散形态进行分析.结果表明:新拌水泥浆液流动性和泌水率与SA、SAP掺量呈负相关,随Sp掺量增加而提高. Sp及SAP延缓了水泥早期水化进程,改性样延迟近1 h进入水化诱导期,诱导期内水化放热速率显著降低.在不同掺量SA的促凝效应、Sp的分散效应以及SAP的"水库"作用下,新拌水泥浆液表现为初始及经时流动度大于200 mm的高流态期可分别被控制在10、20、30 min内且析水率小于5%(稳定性浆液),接近临界期时流动度陡降、流变参数突增并迅速凝结的流变特性.结合微观结构观测结果,建立了新拌水泥浆体流变演化模型,揭示多聚合物协调效应下水泥浆体呈现分散-储水-流变-水化的早期流变机制.     

一种高精准水泥浆体流动性测定装置

针对传统净浆流动度测试方法灵敏度不高、测试范围窄的问题,设计了一系列不同口径的玻璃管(H管)。通过对不同水灰比、不同掺量减水剂条件下水泥浆体的流变特点的对比分析,得到不同H管对应净浆流动度测试范围和减水剂最佳掺量测试方法。H管不仅灵敏度高、测试范围广,而且还可以反映浆体粘度,是一套比较全面准确的水泥浆体流动性测试方法。     

提高注水泥质量的综合因素

分析现场固井实例说明,提高固井质量是一项系统工程,围绕水泥浆特性,浆体压力平衡,流态,井身质量,套管居中及水泥浆与泥浆流变性能等方面,拟定固井工艺措施,是提高水泥浆顶替效率,防止水泥浆窜槽,保证水泥石密封质量的较好方法,文中还对水泥石的声幅测井及变密度测井进行了对比和分析,初步得出声幅值的变化幅度与两个交界面的质量并不完全吻合。     

聚羧酸超塑化剂的性能研究

研究了含有亲水性羧基、酸酐基团、磺酸基、聚环氧乙烷侧链的三种羧酸类共聚物对水泥浆体流变性能和水泥粒子表面Zeta电位的影响,并与萘系高效减水剂进行了对比.在改善水泥浆体的流变性能方面,三种聚羧酸超塑化剂的最佳掺量和饱和掺量均为0.3%～0.45%;对水泥粒子表面Zeta电位的影响方面聚羧酸超塑化剂远小于萘系高效减水剂,证实了两类减水剂的分散作用机理的区别.     

高填充量的滑石粉／聚乙烯材料流变性能的研究

目的 研究流变改性剂的种类、用量和树脂的配比对高填充量的滑石粉／聚乙烯材料流变性能的影响。方法 对树脂配比、流变改必 类及用量对表观粘度的影响进行了分析，结果 流变改必上类和用量、树脂的配比都影响高填充量填充材料的流变性。结论 为高填充量材料配方的设计的改进以及工艺的进一步完善提供了理论依据。     

蛭石配制低密度水泥实验研究

为了克服常规低密度水泥浆强度低和漂珠低密度水泥浆在高压下密度上升的缺点,通过室内实验研究,根据粒度级配原理,以蛭石为主要减轻材料、辅以其它硅质材料,开发出密度1．35－1．50g/cm^3的低密度水泥浆体系。室内实验研究表明：该水泥浆体系流变性能、滤失性能良好,且有一定的膨胀性能,适于低压易漏地层固井。通过扫描电镜和X衍射等方法,研究了蛭石对水泥水化结晶的影响,分析了其作用机理。     

高填充量的滑石粉/聚乙烯材料流变性能的研究

目的研究流变改性剂的种类、用量和树脂的配比对高填充量的滑石粉/聚乙烯材料流变性能的影响. 方法对树脂配比、流变改性剂种类及用量对表观粘度的影响进行了分析. 结果流变改性剂的种类和用量、树脂的配比都影响高填充量填充材料的流变性. 结论为高填充量材料配方设计的改进以及工艺的进一步完善提供了理论依据.     

准确测定三参数非牛顿液体的流变参数

Herschel——Bulkley流变模式是一个三参数的流变横式,它能较好地反映泥浆、水泥浆及高分子溶液等的流变性能,并具有适应范围广、精度较高的特点。 本文从该流变模式的本构方程出发,应用幂级数的展开形式,推导出液体作水平旋转运动的流变规律及其精确的流变参数计算式,同时分析了用一般表达式计算流变参数所造成的误差和影响因素。幂级数的展开式虽是一个近似的式子,但其精确性巳能满足工程上的要求。 为了提高流变参数的精确性,文中还推证出某一剪切应力的计算公式。     

注水泥顶替机理的分析与实验

本文利用流变学原理,讨论了流体的流变性能对偏心环空注水泥顶替效率的影响。推导了水泥浆临界动切力的计算式,室内试验获得的结果与理论分析是一致的。     

滑石粉填充LDPE流变性能的研究

本文研究了偶联剂的种类,用量以及填料的料径和填充量对滑石粉填充ＬＤＰＥ材料流变性能的影响。为填充材料配方设计的改进以及填充工艺的完善提供了指导和依据。     

聚羧酸超塑化剂的性能研究

研究了含有亲水性羧基、酸酐基团、磺酸基、聚环氧乙烷侧链的三种羧酸类共聚物对水泥浆体流变性能和水泥粒子表面Zeta电位的影响，并与萘系高效减水剂进行了对比．在改善水泥浆体的流变性能方面，三种聚羧酸超塑化剂的最佳掺量和饱和掺量均为0．3％～0．45％；对水泥粒子表面Zeta电位的影响方面聚羧酸超塑化剂远小于萘系高效减水剂，证实了两类减水剂的分散作用机理的区别．[编者按]     

油井水泥降失水剂SPS的制备和性能研究

通过磺化改性,制备了磺化聚苯乙烯(SPS)作为油井水泥降失水剂.研究了反应条件对SPS磺化度的影响、SPS的磺化度与失水控制的关系、SPS水泥浆体系的性能.实验结果表明:在相同的条件下,磺化度越高,失水控制越好;在最佳条件下制备的SPS具有良好的降失水性能,SPS的水泥浆体系具有良好的流变性能和较好的耐温性能;在120℃下,其水泥浆体系的稠化时间,用常用的缓凝剂可调整到337 min,SPS对水泥浆其他性能无不良影响.     

磁铁矿对超高密度水泥浆体系性能的影响

针对钻探深井超深井过程中的高温高压固井问题,研制一套抗高温超高密度水泥浆体系。该水泥浆体系由磁铁矿粉、降失水剂FS-23L、分散剂SXY-2、缓凝剂HX-31L配制而成。通过对超高密度水泥浆流变性、流动度、沉降稳定性和抗压强度等的评价,得到磁铁矿加重剂的优选加量范围,以及适应循环温度150℃的综合性能良好的水泥浆配方。