新型油井水泥促凝剂WSA-1室内研究

在导管或表层段低温固井中,水泥水化速度慢,候凝时间长,油井水泥石早期强度发展缓慢,影响固井质量和作业安全。针对目前国内油田低温浅层固井可供选择的油井水泥促凝剂种类少、某些油井水泥促凝剂促凝和早强效果不佳以及对水泥浆流变性影响较大等问题,通过室内实验研制了一种新型复合促凝剂WSA-1。对加有促凝剂WSA-1的水泥浆进行了系统的性能评价。结果表明:促凝剂WSA-1能加速油井水泥的水化过程,缩短水泥浆的稠化时间,显著提高水泥石的早期强度,当m(WSA-1)∶m(水泥干灰)=3%时,水泥浆稠化时间可缩短50%以上,水泥石6h强度从3.2MPa增强到11.3MPa,24h抗压强度从24.3MPa增强到46.1MPa,完全满足其评价标准的相关要求,且对水泥浆的初始稠度和流变参数基本无影响,是一种性能优异的、可用于低温浅层油气井固井水泥浆体系的复合促凝剂。     

水泥浆凝结过程的气窜问题

水泥浆在凝结过程,因失重而造成的油、气、水窜问题是影响固井质量的重要因素之一。针对深井,温度高、压力大,油、气、水活跃的特点,从机理研究和现场应用相结合的方法入手,对水泥浆失重、气侵压力的测定,影响因素,防气窜机理和防气窜方法,进行了深入的研究,提出了采用水泥浆阻力变化值、稳定性、失水量以及保证水泥浆凝固过程的压力平衡关系等措施,从而达到防止油、气、水窜的目的。防窜试验表明,研究的６种水泥浆配方,都具有较好的防气窜效果,分别适宜于不同压力梯度井深的要求,其中３Ｓ水泥浆防气窜能力最好。     

筛管顶部注水泥技术在YM32井的应用

在YM32井区进行油层固井时常因井漏而使油层套管封固质量差,水泥浆对油层的污染严重影响后期开发。采用筛管顶部注水泥固井技术有效地避免了常规固井后油气上窜、固井过程中发生漏失水泥浆污染油气层等问题。介绍该技术在现场应用操作及其效果。     

海洋高温高压气井固井防气窜水泥浆研究

性能优良的水泥浆是保证固井质量的关键因素,水泥环空气体窜槽对油气田开发将造成非常严重的后果,一旦气窜发生,即使花费大量的人物力进行挤水泥,也难于修复到未气窜的封固状态,因此,优选有效的防气窜添加剂,研制性能良好的防窜水泥浆就显得十分重要。中根据海洋高温高压气井的特点,提出了一套综合适用于高温高压固井的防气窜水泥浆设计的方法。设计出了密度2.40g/cm^3,适合循环温度为125℃和163℃的海洋高温高压气井固井的高密防窜水泥浆体系。     

高温高压固井防气窜技术

高温高压固井的特点是要面对复杂的地质情况和多变的地层压力体系,需要解决水泥浆的抗高温性能、稳定性能,尤其是防窜性能等具体问题。因此,对水泥浆的综合性能和防窜性能要求很高。     

油井注水泥紊动扩散研究

本文利用流体力学中的紊动扩散基本方程式,研究了油井注水泥作业中,水泥浆与泥浆在隔离液中的紊动扩散模式,并求出了水泥浆与泥浆在隔离液中的紊动扩散规律。最后利用这一扩散规律,导出了注水泥最小隔离液体积计算公式及紊流接触时间计算公式。这些公式可以作为现场油井注水泥隔离液设计的参考。     

纤维水镁石对水泥硬化浆体力学性能的影响

采用SEM,XRD和电阻率测定仪研究了纤维水镁石对硅酸盐水泥硬化浆体的力学增强机理。结果表明,由于添加具有高拉伸强度和高杨氏模量的纤维水镁石,在水泥硬化浆体原有网络结构的基础上又建立了一个新的网络结构,改进了基体材料的界面结构,同时,纤维水镁石和水泥基体材料同属极性物质,在水化开始后水镁石纤维表面被水化产物C-S-H凝胶所覆盖,表明其具有良好的物理相溶性,这种双重作用提高了水泥硬化浆体的物理力学性能。     

低密度水泥浆固井技术在哈拉哈塘区块的应用

在塔北哈拉哈塘区块固井作业中,由于二开裸眼段长,揭开产层后地层压力系数低,存在裂缝型、溶洞型碳酸盐岩地层,采取常规密度水泥浆固井,极易诱发井漏,导致固井失败。通过分析该区块地质特点,根据水泥浆体的颗粒级配理论,优化工艺,采用低密度高强度水泥浆封固了长裸眼段。18口探井二开长裸眼段水泥浆返高全部合格,缩短了钻井周期,提高...     

易漏盐岩地层固井多功能水泥浆体系研究及应用

中原油田易漏盐岩地层油井的套损现象呈增长趋势。分析套损原因认为，固井过程中的水泥浆低返、高脆性水泥环的射孔破裂和水泥石变形能力差与之有关。采用以F27A防漏增韧剂为主的多功能水泥浆体系有望解决易漏盐岩地层固井作业中相关技术难题。室内研究和模拟射孔试验表明：该体系具有防漏、增韧、低滤失和零析水特性，水泥浆的其它工程性能也满足施工的技术要求，5个不同区块12口井的固井优质率达到66．7％。多功能水泥浆体系的应用，将有助于降低射孔段和盐岩段的套损率。     

低压易漏长裸眼段固井防漏工艺技术概述

为有效避免低压易漏长裸眼段固井漏失,提高固井质量,从井眼准备、水泥浆体系、固井工艺和注替技术四方面进行综合治理。实施固井防漏工艺的前提是分析薄弱层位,掌握漏点位置,确定地层＂四压力＂数据,尤其是漏失压力。通过提高地层承压能力、使用分级或尾管悬挂等固井工艺,开发高强低密度水泥浆体系,优化浆柱结构,减小尾浆附加量,合理设计注、替浆排量,控制施工泵压,使得环空动液柱压力小于地层漏失压力,是低压易漏井防止固井漏失和提高固井质量的主要工艺技术。     

油基体系下天然气水合物浆液流动实验研究

在多相流管输体系下,水合物浆液在流动过程中会遇到崎岖不平的地形地貌,此时采用倾斜管道显得尤为重要。因此,研究了天然气水合物浆液在倾斜管内的流动特性对堵塞管路的影响。在低温高压可视水合物实验环路上,开展了油基体系下油＋天然气的水合物堵管实验,探究了初始压力、初始流量等因素对天然气水合物浆液流动和堵管时间的影响。同时,利用实时在线颗粒测试仪,对水合物生成、流动及堵管过程中水合物颗粒的微观变化进行了分析。结果表明,随着初始压力增大,天然气水合物的诱导时间、生成时间和浆液流动时间均缩短,天然气水合物堵管趋势增大;随着初始流量增大,天然气水合物的诱导时间、生成时间和浆液流动时间均延长,天然气水合物堵管趋势减小。对水合物生成至堵管的过程以及堵塞机理进行了分析。对油基体系下天然气水合物堵塞管路的研究结果表明,在油基体系下可以通过减小初始压力、增大初始流量来有效地减小天然气水合物堵塞管路的概率。研究结果可为维持和保证天然气水合物在管道中的安全流动提供理论参考及依据。     

水基钻井液用阳离子型封堵剂的合成及性能

以苯乙烯（St）、丙烯酸丁酯（BA）及阳离子可聚合单体,利用乳液聚合方法制备水基钻井液用阳离子型封堵剂,采用红外光谱分析了封堵剂的结构特点。泥球浸泡实验结果表明,质量分数为5.0%的阳离子型封堵剂乳液和饱和盐水抑制黏土水化性能相当。评价了阳离子型封堵剂对CaC12无土相钻井液性能的影响。结果表明,加入质量分数为2.0%的阳离子型封堵剂,可将CaC12质量分数为25.0%的无土相钻井液的高温高压滤失量（120～130 ℃）控制在10.0 mL左右。     

固井水泥浆水化凝结过程中的温度变化

引用水泥水化热数据建立了水泥浆水化热模型,将具有一定厚度的井眼环状地层 发成轴对称三角环单元,应用热传导问题的有限元法和时域问题的有限差分法,编制了相应软件,实现了水泥浆水化凝结过程中的温度计算和预测。通过对计算结果分析得出,固井水泥浆凝结工是温度变化可划分为三个阶段;影响温度变化的主要因素是地层岩石的热学性质,地层温度,初始温度与单位体积水泥浆量。利用这一方法可以进行注水泥结束之后水泥浆固化过程     

镁氧类油井水泥膨胀剂膨胀机理的研究

基于膨胀剂原地反应模型和化学热力学原理,讨论了晶体生长压的源动力及水泥浆体体积膨胀与结晶压的关系。经过分析得知：膨胀驱动力来自于水化体系化学势的降低而产生的结晶膨胀压,即化学能被转化成机械功。采用镁氧油井水泥膨胀剂和高抗硫Ｇ级油井水泥,考察了油井水泥浆塑性体的塑性强度和膨胀的关系以及硬化体的膨胀性能,为理论分析提供了有力的实验证据。结果表明：水泥浆体产生膨胀的充要条件是①浆体的塑性强度足够大（受限的晶体生长）;②在水泥浆体中反应物的局部浓度过饱和（反应产物的溶度积比标准状态下大）。     

水泥赤泥混凝土强度形成机理

用磨细赤泥代替部分水泥形成的水泥赤泥混凝土，具有良好的力学特性，并能降低水泥混凝土的成本，且对环境保护有利。本文通过分析水泥赤泥体系的水化过程、水化生成物、硬化水泥赤泥浆体的微观结构形态，探讨分析了水泥赤泥的相互作用及水泥赤泥混凝土的强度形成机理。     

电导法测定G级油井水泥水化速度

本文采用电导法和酸度法研究了嘉华G级油井水泥浆及加有缓凝剂酒石酸时水泥的水化历程,并对酒石酸的缓凝机理进行了分析。实验结果表明:电导法较酸度法能更全面、真实地反映水泥的水化过程。     

XDS-1体膨型堵剂及配套钻塞技术改进

在东辛油区应用XDS-1体膨型无机堵剂及配套钻塞技术进行封堵改层,以解决部分侧钻井内通径小、水泥浆封堵强度高,凝同时间短、钻塞丁作量大等予盾.与水泥浆相比,该堵剂配比浓度更低,节省材料费用,粒度细,溶液流动性和可泵性好.     

浆液性质对注浆压力及扩散方式的影响规律

为研究浆液性质对于注浆压力及浆液扩散模式的影响规律,设计了注浆扩散模拟试验系统。该系统通过采用整体填土压实,相比常规人工分层填土压实,可有效避免土体内部层间界面的产生,从而避免层间界面对于浆液扩散的影响。通过上述注浆扩散模拟试验系统开展了羧甲基纤维素钠浆液(模拟渗透注浆)、水泥单液及水泥-水玻璃浆液的土体注浆试验,分析注浆压力及浆液扩散特征,并针对注浆压力进行理论分析验证。研究结果表明:浆液性质对于注浆压力增长及劈裂特征点具有显著影响,通过分析注浆压力增长趋势及劈裂特征点特征可判定浆液扩散模式。     

Measuring dynamic fracture toughness of cement rock using a short rod specimen

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浅层气防治技术在渤海A油田的应用

在勘探开发过程中,浅层气对于钻井作业危害极大,目前如何有效封固浅层气井段,防止次生灾害是国内外石油界的一个技术难题。渤海油田有较多的区块都存在浅层气,渤中区域最为典型。前期采用常规固井工艺封固浅层气难以满足封固要求,由此引起浅层气的泄漏带来经济损失和钻井工程风险。针对浅层气防治问题,从钻井工艺、固井方式和水泥类型优选、辅助措施等方面进行改进,创新引入树脂水泥浆体系,形成一套适合渤海湾浅层气的封固技术,在渤中A油田成功应用,保证钻井作业安全同时取得较大经济效益。