水泥浆化学冲洗液和隔离液的研究进展

对国内外化学冲洗液、隔离液进行了评述。分析了固井作业中常用化学冲洗液、隔离液的组成及作用机理。介绍了化学冲洗液、隔离液的室内评价方法及现场应用结果。     

井浆改造固井隔离液的评价与应用

随着川渝地区高温深井、超深井勘探开发的发展,固井时水泥浆与钻井液相容性差的问题日益突出,极易导致固井注水泥浆时出现变稠、结块的问题。通过对水泥浆与钻井液接触污染因素分析、研究,合成了由井浆改造不排放抗污染隔离液GLJ。经室内评价和现场投井应用表明,隔离液GLJ现场配制简单、方便,只需将隔离剂直接加入现场钻井液中即可,可减少新增液体量、钻井液加重剂等材料用量,减轻现场储存压力;GLJ具有较好的流变性、悬浮稳定性,可根据现场施工对隔离液GLJ的流变性能参数要求进行调整,具有良好的抗温性能,井筒中长时间静置不会导致隔离液GLJ重晶石沉淀;GLJ与水泥浆具有良好的配伍性,各种比例混合流体的高温高压稠化实验240 min内体系稠度值未大于40 Bc;隔离液GLJ对钻井液性能影响小,施工结束后循环罐中剩余隔离液GLJ和井筒中返出隔离液GLJ均可混入井浆中作为钻井液继续使用,减轻了现场废弃液的排放及处理量,具有良好的经济效益和社会效益。      

改善水泥浆与CO2污染钻井液的相容性技术措施

水泥浆与钻井液之间的接触污染对固井顶替效率和施工安全影响巨大,其原因之一是来自于地层的CO₂对钻井液的污染导致水泥浆与钻井液相容性恶化。为此,选择了四川盆地川东地区3口井的水泥浆与CO₂污染的钻井液进行相容性实验,结果表明,水泥浆与CO₂污染的钻井液混合后,浆体的流动性变差,稠化时间快速下降,仅靠简单的对钻井液降黏度切力、调整pH值技术措施已不能满足固井施工作业的要求。按改善水泥浆与CO₂污染钻井液相容性的技术路线,研究总结出了固井前处理受CO₂污染钻井液的4个技术对策,包括部分或全部置换井筒受污染钻井液、对污染的钻井液进行过饱和Ca²⁺处理、加入钻井液抗污染处理剂和合理设计前置液用量,满足了钻井液与水泥浆的相容性实验及生产要求,可有效地指导固井注水泥的安全施工。在目前国内外缺乏统一规范的相容性实验方法情况下,川东地区固井前所采用的处理CO₂污染钻井液的技术做法对于进一步完善天然气井固井准备的技术措施具有参考价值。     

无固相清洗型隔离液研究与应用

针对隔离液中的固相会对井下裸眼段和渗透率较高的砂岩等主要油层段造成污染,开发了一种无固相的清洗型固井隔离液,并对隔离液的综合性能进行评价。实验结果表明,无固相隔离液密度在1.00~1.80 g/cm3之间可调;隔离液在180℃下养护后上下密度差为0,未出现高温沉降现象,具有良好的抗温性能;隔离液的塑性黏度小于6 mPa·s,屈服值为0 Pa,为牛顿流体,易实现紊流顶替;有机盐钻井液、抗盐水泥浆与隔离液以不同比例混合后,流性指数值增加,稠度系数值降低,说明隔离液与有机盐钻井液和抗盐水泥浆具有良好的相容性;隔离液与不同比例抗盐水泥浆混合后,混浆的稠化时间变长,能够确保施工安全。隔离液对井壁上的虚泥饼及油污等的清洗效率在90%以上,有利于形成提高水泥胶结质量的水湿环境,提高固井质量。无固相隔离液在伊拉克市场现场应用29井次,应用效果良好,有效地解决了高压盐膏层固井难题。      

川渝地区“三高”气田超深井固井隔离液应用实践

钻井液和水泥浆的理化性质存在本质差异,超深井固井作业时,二者极易发生化学污染,不但影响顶替效率,而且危及固井施工安全,这在"三高"(高压、高含硫、高危)气田超深井固井作业中尤为突出。为此,针对上述问题,提出了超深井固井隔离液的设计原则和配制工艺,并对相容性实验以及现场施工关键技术进行了深入研究和总结,现场固井实践认为:①隔离液的使用是保障"三高"气田超深井固井作业安全和提高顶替效率的重要举措;②应对隔离液的沉降稳定性与钻井液、水泥浆的化学兼容性予以充分重视,确保隔离液不沉降,对水泥浆的稠化时间无不良影响,防止发生井下复杂情况;③前后隔离液防污染技术可有效防止尾管固井工程事故的发生。隔离液的正确使用可有效地防止化学污染、保证固井作业安全和提高顶替效率。     

固井水泥浆与钻井液接触污染作用探讨

在固井施工过程中,受到井眼自身形状以及所采用的水泥浆和钻井液性能差异的影响,常常会出现水泥浆和钻井液混合的情况,从而造成严重的接触污染问题。在复杂的井下水泥浆施工环境中,这类接触污染作用会给实际操作带来十分不利的影响,因此相关部门必须要对这类问题引起重视,不仅要明确水泥浆和钻井液接触污染的具体表现,也需要采取有效的处理策略,降低给生产和施工所带来的危害。     

钻井液与水泥浆化学不兼容原因初探

钻井液和水泥浆化学兼容性差不但影响顶替效率,而且危及固井作业安全,这是导致深井超深井固井质量低下的重要原因和引发固井工程事故的隐患。为了探索钻井液对水泥浆产生化学污染的本质,以川渝油气田某区块一口典型井的φ177.8mm尾管固井作业为例,采用单因素分析法,将该井采用的钻井液处理剂与现场水泥浆进行污染稠化实验。实验研究表明:钻井液污染水泥浆的主要原因是钻井液中某些处理剂与水泥浆外加剂之间相互作用,引发凝胶效应,导致浆体稠度迅速增大和稠化时间大幅度缩短,并非水泥浆真正凝结硬化。     

油基钻井液与水泥浆接触污染内因探讨

油基钻井液因其良好的性能被广泛应用于深井、复杂结构井钻井中,但伴随其广泛应用,油基钻井液与水泥浆因接触污染引起井下复杂情况案例越来越多。为此,首先分析了水泥浆中掺混钻井液和钻井液外加剂对其性能影响,在此基础上,借助于扫描电镜、X射线衍射仪及傅里叶变换红外光谱仪等现代分析手段,探究掺混前后水泥浆物相和微观形貌的变化。研究结果表明:油基钻井液中降滤失剂、氯化钙在水泥水化不同阶段增加了的氢氧化钙的溶解度,加快了C₃S水化速度,使得水泥浆凝聚、变稠,导致水泥浆流动性急剧变差;而主乳化剂、辅乳化剂及黏土增加了油基钻井液界面膜的强度与厚度,难以与水泥浆形成“油包水”或“水包油”乳化结构而造成污染。该系统性研究更加深入地认清了油基钻井液与水泥浆接触污染的本质,为防范两者接触污染提供技术参考。     

固井水泥浆与钻井液接触污染作用机理

针对固井时水泥浆和钻井液掺混易产生接触污染,造成注水泥憋泵和危及作业安全的问题,对接触污染的作用机理进行了研究。比较了掺混钻井液和钻井液处理剂前、后的水泥浆性能,利用红外光谱、X-射线衍射仪、扫描电镜对掺混前、后水泥浆的物相和微观形貌进行对比,确定钻井液和钻井液处理剂对水泥浆性能及结构的影响;利用原子吸收分光光度计测定水泥浆滤液中离子种类及含量,考察了各类金属离子对钻井液和处理剂溶液的影响。研究结果表明了接触污染作用机理:水泥浆中Ca²⁺对钻井液产生"钙侵 "造成钻井液流变性能变差;水泥水化产生的Fe³⁺、Al³⁺可与钻井液中的多种聚合物类处理剂交联形成凝胶,凝胶的形成加之处理剂对水泥颗粒的吸附架桥,造成水泥浆体多级絮凝结构的加强,导致混浆流动性急剧降低。根据作用机理,可使用抗钙先导浆、在隔离液中加入掩蔽剂等措施来解决接触污染。解决接触污染措施在ST1井、MX17井尾管固井中的应用效果良好,为保证深井注水泥安全提供了有力的技术支持。     

水泥浆胶凝失重与套管轴向拉力关系实验研究

水泥浆固化过程是固井工程的重要环节。水泥浆固化好坏直接影响固井质量,继而影响整个钻井工程质量。在水泥浆固化过程中,浆柱压力降低会增加上部套管的拉力,这是导致油、气、水窜及套管早期损坏的主要原因。设计了水泥浆固化过程中套管载荷测试的实验装置,模拟井下不同工况,研究了水泥浆密度、水泥环长度、添加剂以及地层环境等因素对套管顶部应力的影响,得出套管轴向拉力随水泥浆凝固时间增长先增加后降低、最后稳定的规律,为水泥浆体系配方优选、改进注水泥施工工艺等提供了参考。     

浅谈物料相容性对微表处配合比设计的影响

选用不同集料、沥青和乳化剂,通过微表处混合料的湿轮磨耗、粘聚力和水敏感性系列室内试验,探讨了微表处配合比设计中各物料之间的相容性问题,并分析了微表处混合料在成型过程中的影响因素,进一步说明微表处配合比设计中的各物料之间相容性的重要性。     

长输管道防腐层大修材料的选择与探讨

分析了6种常用管道处防腐材料的特性，根据管道防腐层大修材料的应用状况，对防腐材料的性能进行了分析和比较，探讨管道防腐层大修材料的选择原则。     

氧化钙激活水淬高炉矿渣的实验研究

讨论了水淬高炉矿渣的组成、激活原理及激活剂，指出氧化钙是适于油田井下环境的激活剂。使用组成、特性已知的一种高炉矿渣，取油井水泥、矿渣质量比为5：3，以CaO激活，水与水泥＋外掺料质量比1：1，在120℃密闭养护24h，矿渣水泥石抗压强度随CaO掺量（CaO与矿渣的质量比）增大而增大，掺量8％时有最大值（16．2MPa），掺量更大时趋于下降。断面电镜照片显示，CaO掺量不足时（5％）一部分矿渣粒子以原态存在，掺量过大时（20％），过量CaO晶体夹杂在水化产物中，均引起矿渣水泥石强度下降；过量CaO在清水养护过程中可变为Ca（OH），而被溶出，形成孔洞，造成强度下降。CaO掺量适当时矿渣粒子充分激活、水化，形成长而密集、相互交错的纤维状。CaO最佳掺量与矿渣组成有关。配浆水矿化度由2g／L增至100g／L时，8％CaO激活的矿渣水泥石强度在不大的幅度内上下变动，但在淡水中养护24d后则由14．3MVa降至7．24MVa，这是盐被溶出而形成空洞的结果．配浆水矿化度以≤10a／L为好。图5表3参1。     

轴径振动与瓦壳振动相结合判断设备运行状态

测量转动设备的轴径振动或瓦壳振动及其增长趋势,参考相应的振动标准,可以判断设备的运行状态,但有些时候轴振和瓦振并不是同步增长,根据其中之一来判断设备运行状态,有可能造成误判和漏判。通过采用两种振动监测方式对烟气轮机振动进行测量和分析的实例,说明对于关键机组的监测,要同时测量轴径振动和瓦壳振动,才能准确判断运行状态。     

硝酸法制备拟薄水铝石中温度影响研究

氧化铝是一种应用很广的催化剂及载体,工业上一般由拟薄水铝石(PB)高温焙烧得到。温度是拟薄水铝石制备至关重要的条件。研究了温度对物相、结晶度和孔径分布等的影响。随反应温度升高,结晶度增大,平均孔径增大。     

含不同类型清净剂的柴油机油混溶性考察

分别用以兰炼生产的改性烷基水杨酸钙清净剂(T-109C)与磺酸盐清净剂(T-106)为主剂调合的柴油机油在高温、常温、低温条件下进行混溶性试验,试验结果证明2种配方体系的油品混兑使用是可行的。     

The Impact of CO2 Injection and Pressure Changes on Asphaltene Molecular Weight Distribution in a Heavy Crude Oil: An Experimental Study

Abstract

This work concerns observing the pressure as well as CO₂ mole percentage effects on asphaltene molecular weight distributions at reservoir conditions. A high-pressure, high-temperature asphaltene measurement setup was applied, and the amount of precipitated asphaltene at different pressures as well as CO₂ mole percentage in an Iranian heavy crude oil was measured. Moreover, the asphaltene molecular weight distributions during titration of crude oil with different n-alkanes were investigated. The gel permeation chromatography (GPC) apparatus was used for characterization of asphaltene molecular weight under different conditions. It has been observed that some thermodynamic changes such as pressure depletion above the bubble point increase the average molecular weight of asphaltene and cause the asphaltene molecular weight distributions changes from a bimodal curve with two maxima to a single maxima curve. One the other hand, below the bubble point, pressure reduction causes a decrease in the average molecular weight of asphaltene and also causes the shape of asphaltene molecular weight distributions to restore, which might be due to dissolution of asphaltene aggregates. An interesting result is that asphaltene molecular weight distribution at the final step of pressure reduction tests, ambient condition, shows approximately the same trend as the distribution of asphaltene molecular weight obtained at reservoir condition. This behavior explains the reversibility of the asphaltene precipitation process under pressure depletion conditions. In the case of CO₂ injection, the graphs of asphaltene molecular weight distributions always show a single modal trend and shift toward larger molecular weight values when CO₂ mole percentage increases. The results of this work can be imported to thermodynamic models that use polydisperse data of heavy organic fractions to enhance their performance at reservoir conditions. The distributions obtained by this method are good indicators of asphaltene structures at reservoir conditions.