玄武岩纤维对铝酸盐水泥石性能的影响

为进一步改善稠油热采井固井用铝酸盐水泥石的性能，研究了玄武岩纤维对水泥石性能的影响。通过测试水泥浆工程性能、水泥石力学性能及渗透性，结合扫描电镜（SEM）分析其微观结构，探讨了玄武岩纤维增强铝酸盐水泥石力学性能的作用机理。结果表明:铝酸盐水泥中掺入适量的玄武岩纤维，低温常压环境下，水泥浆的工程性能变化不大，纤维水泥石力学性能有效提高，具有明显的韧性；高温高压环境下，纤维水泥石强度、渗透性保持稳定，具有良好的耐高温性能。观察水泥石微观形貌并分析纤维作用机理发现:铝酸盐水泥石中的玄武岩纤维稳定存在，水泥石的微观孔结构得到改善，微裂纹的产生和发展得到控制，纤维与水泥水化产物紧密黏结，起到了阻裂作用，纤维脱离黏结和拔出，增加了水泥石的断裂能，从而实现了玄武岩纤维对固井用铝酸盐水泥石性能的改善。     

碳酸钙晶须增强油井水泥石的力学性能

本文采用碳酸钙晶须对固井水泥进行了改性,探讨了碳酸钙晶须对水泥浆体以及硬化后水泥石的力学性能的影响,并分析了作用机理。研究结果表明:在水灰比0.44的情况下,加入碳酸钙晶须后水泥浆流动度降低,因而须加入高效分散剂、合理控制碳酸钙晶须加量和水灰比、优选外加剂体系;加入10%的碳酸钙晶须后水泥浆的初始稠度由16.4 bc增至34.6 bc、稠化时间(70 bc)由311min缩短至160 min、API失水量也明显降低;加入少量(0.5%)的缓凝剂HN-22可有效控制稠化时间。在加量为10%时,碳酸钙晶须改性水泥石的抗压强度、抗折强度以及劈裂抗拉强度与纯水泥石的相比分别提高10%,54%和28%,表明碳酸钙晶须具有显著地增强作用。此外,通过界面层物理模型和X射线衍射分析探讨了碳酸钙晶须增强水泥石的增韧机制。     

碳酸钙晶须对油井水泥增强抗收缩机理及应用

为了解决因水泥石韧性不足与体积收缩而引发的水泥环完整性破坏的问题,考察了碳酸钙晶须对油井水泥的力学性能、体积收缩与综合性能的影响。在油井水泥中分别掺入0、1%、2%、3%、4%碳酸钙晶须,测试1、3、7、14、28 d时的抗折强度、抗压强度、体积收缩率与水泥浆的综合性能。结果显示,养护28 d后,掺入3%碳酸钙晶须的水泥石比未掺入碳酸钙晶须的水泥石,抗压强度增加36%,抗折强度增加33.67%,体积线收缩率减小82.97%,碳酸钙晶须的加入会减少水泥浆的稠化时间,增加流动阻力,但综合性能依然满足固井作业的要求。     

镁质晶须对油井水泥石力学性能的影响

为提高油井水泥石强度,选用镁质晶须MBW为增强剂,研究了MBW在不同掺量下对水泥浆体的基本性能及水泥石力学性能的影响,并通过XRD、MIP及SEM等表征方法进行了探讨。结果表明,油井水泥中掺入1%~5%的镁质晶须后,其浆体密度及凝结时间基本不变;流动度随晶须掺量的增加而降低,通过加入减阻剂USZ来改善;水泥石的抗压强度、抗折强度随晶须掺量的增加得到明显提高,当晶须掺量为4%时,80℃下水泥石1、3、7和28 d抗压强度比净浆水泥石分别提高8.3%、15.4%、21.5%和18.8%,抗折强度分别提高9.4%、19.4%、13.1%和0.3%。镁质晶须属于惰性微填料,可填充水泥石内部的有害孔隙,增加水泥石密实度,同时作为微纤维,在水泥石内部通过桥连、拔出、剥离、折断等作用机制起到对水泥石增强增韧的双重功效。     

等离子体改性氧化镁晶须增强铝酸盐水泥高温力学性能

水泥石的高温脆性和低拉应力限制了其在稠油热采井中的应用。笔者选用等离子体改性氧化镁晶须来增强铝酸盐水泥的高温力学性能。结果表明,等离子体改性氧化镁晶须的表面微观结构更为粗糙,可更好地与水泥石产生胶结,进而提高力学性能。在500℃下养护7 d后,掺入2%等离子体改性氧化镁晶须的水泥石相比于掺入2%未改性氧化镁晶须的水泥石,其高温力学性能明显提升,抗压、抗拉强度分别增长了24.5%和14.1%;同时掺入2%等离子体改性氧化镁晶须的水泥石的应力应变性能也更为优异,具有更高的应力峰值与更低的弹性模量。最后通过SEM和EDS等表征方法,对掺入晶须的水泥石微观形貌进行分析,认为晶须作用于水泥基体时,分别通过裂纹偏转、晶须断裂和桥联等途径达到增强水泥石力学性能的效果。      

碳纤维增韧防窜油井水泥体系的实验研究

针对现有水泥体系防气窜能力薄弱、力学性能均衡性差,难以提高复杂情况下固井质量的实际,提出了采用碳纤维增加水泥石韧性,同时与优选的防窜剂复配提升水泥浆防窜能力的技术方案,并进行了系统的实验研究,其中水泥石的韧性以抗折强度和抗压强度评定,水泥浆的防窜性能则用SPN法进行评价.研究结果表明所提出的技术方案可行,碳纤维与防窜剂及其它添加剂具有良好的配伍性,一定尺寸及加量的碳纤维可有效改善水泥石韧性,适量防窜剂可显著提高纤维水泥浆的防窜性能.在此基础上对纤维水泥增韧及防窜机理进行了分析.研究结果为解决当前固井工程中的一些实际问题提供了一个新的途径.     

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。     

钙质晶须在高温加砂水泥中的增强性能研究

为满足稠油开采对油井水泥石高温力学性能的要求,探索了钙质晶须在油井水泥及高温加砂水泥中应用的可行性。首先研究了80℃下硫酸钙晶须(CSW)及两种自制钙质晶须(GZWS和GZWL)对油井水泥石的增强增韧效果,并在此基础上,通过干热养护方式(600℃煅烧6 h)考察了5% GZWL对加砂水泥石的增强效果。结果发现,CSW对油井水泥石无增强增韧作用,而GZWL和GZWS的增强增韧效果明显,且长径比大的GZWL优于GZWS。随GZWL加量增大,油井水泥石的抗压强度和冲击韧度增大,当加量为5%时,1,3,7和28 d水泥石的抗压强度较净浆水泥石分别提高了18.7%,42.4%,20.6%和20.7%,冲击韧度较净浆水泥石分别提高了6.8%,7.0%,12.8%和13.0%;该加量下干热养护后的水泥石抗压强度较纯加砂水泥石提高了108.0%。研究结果表明,晶须表面性质(亲水性)是保障其与水泥石基体良好胶结并发挥其作用的前提,晶须长径比越大,增强效果越显著,故GZWL能有效抑制加砂水泥石的高温强度衰退。      

多尺度纤维韧性水泥浆体系研究与应用

针对油井水泥石脆性大、抗拉强度低、抗冲击和抗破裂性能差等问题,优选了3种不同尺度的无机纤维,并通过正交试验进行复配,形成了多尺度纤维增韧剂BCE-230S。考察了BCE-230S加量对水泥浆性能及对应水泥石力学性能的影响,确定了其最佳加量,形成了多尺度纤维韧性水泥浆体系。性能评价试验结果显示,与普通水泥石相比,多尺度纤维韧性水泥石的劈裂抗拉强度、抗压强度及抗冲击功显著提高,杨氏模量显著下降,且水泥浆性能良好。多尺度纤维韧性水泥浆体系在冀东油田低渗透油藏应用了10余井次,2个胶结面的胶结质量较邻井显著提高,后期压裂顺利,试油未见层间窜流。研究结果表明,多尺度纤维韧性水泥浆体系能够解决油井水泥石易脆裂的问题,可以保障井筒密封完整性和固井长期封固质量,具有广泛的应用前景。      

水镁石纤维对固井水泥石力学性能的增强效果及机理

固井水泥石的脆裂微裂缝破坏了水泥环完整性,从水泥材料方面改善水泥石的性能一直是国内外固井界研究的一个热点。为此,实验研究了水镁石纤维对水泥石劈裂抗拉强度、抗压强度和抗折强度的影响;模拟井下环境进行了水镁石纤维水泥石的三轴应力-应变测试;使用扫描电镜观察水镁石纤维水泥石的微观形貌,进而探讨了水镁石纤维对水泥石的增强机理。结果表明：①水镁石纤维掺量适当时,水泥浆的应用性能良好;②水镁石纤维显著增强水泥石力学性能,水镁石纤维掺量为5.0%（质量分数）时,水镁石纤维水泥石的28 d劈裂抗拉强度、抗压、抗折强度较之纯水泥石分别提高32.8%、15.3%和32.2%,而其弹性模量较之空白试样水泥石降低34.5%;③水镁石纤维的亲水性良好,可在水泥石中乱向分布形成三维网络结构,通过拔出耗能作用和桥联作用控制了微裂纹的产生和发展,增强了水泥石力学性能。     

激光光纤核测井技术

激光具有亮度高,单色性、方向性和相干性好,穿透性强等特点。而光纤具有传输频带宽、损耗极低、直径细、质量轻、可挠性好、不受电磁干扰,以及绝缘、耐水性优良等优点。随着激光技术和光纤技术的发展,各种激光光纤传感器层出不穷。利用激光光纤技术进行石油测井开辟了测井技术特别是光学测井向前发展的又一重要途径。文章着重介绍了国内外激光光纤核传感器的研究情况以及激光光纤技术在石油核测井中的应用前景。     

注水井固砂增注压裂技术应用研究

注水压力高,注水量达不到开发配注要求是各大油田存在的普遍问题。阐述了注水井压裂的必要性和纤维复合固砂压裂机理。通过建立数学模型,对注水井施工参数（裂缝长度、砂量）进行优化,得到适合注水井的压裂规模;优选了纤维浓度,对固结剂进行了性能评价。研究成果对提高注水井注入量,降低注水压力提供了重要指导。     

可降解纤维转向技术在川东大斜度井及水平井中的应用

在四川盆地东部地区大斜度井及水平井（裸眼完井）碳酸盐岩储层改造过程中,存在着因施工井段长、储层非均质性强致使酸液合理置放难度大等问题,目前采用的机械封隔、酸液自生转向等酸液置放技术严重影响了增产效果。为解决这一问题,通过室内研究与现场试验应用,形成了一种新的适用于气井的可降解纤维暂堵转向技术。室内实验结果表明：可降解纤维的降解率高,能够满足天然气井现场施工需求。从室内实验及现场生产测井剖面来看：对两段储层而言,渗透率及流动系数差异越大,其转向效果越明显;在可降解纤维团与储层渗透率比值越小的情况下,加入可降解纤维后的过液量较之没加入可降解纤维的过液量其比值越小。可降解纤维转向技术在四川盆地东部大斜度井、水平井中应用取得了明显的增产效果,典型井的应用情况表明,该项技术增产效果明显高于采用其他酸液置放技术的井,为天然气井提供了一种全新的酸液置放技术,为长施工段、强非均质性储层酸化改造提供了新的技术方法,具有大规模推广应用价值。     

水平井压裂多裂缝扩展诱发光纤应变演化机理

在平面三维多裂缝扩展模型基础上,构建了压裂监测井光纤应变与应变率的计算模型,提出了水平井压裂多裂缝扩展诱发光纤应变正演计算方法.基于该方法,开展了水平井压裂多裂缝扩展诱发光纤应变与应变率数值模拟分析,结果表明,裂缝扩展诱发光纤应变演化可分为应变增强、收缩汇聚和直线状汇聚3个阶段;应变率演化可分为应变率增强、收缩汇聚、直...     

X455型临时封井器的研制与应用

对于油、水井的临时封井 ,一般采用在油层顶界与井口段双重注水泥塞的办法来实现 ,但这种方法存在施工复杂、投资大和再利用困难等不足 ,为此研制了X45 5型临时封井器。这种封井器结构完善 ,起下顺利 ,封井可靠 ,可替代注水泥塞封井工艺。 2 1口井的试验表明 ,该型封井器放喷回收“油帽子”便捷、施工成功率达 1 0 0 % ,与传统工艺相比共节约投资 88 2万元 ,回收“油帽子”创效益 8 3 6万元。但对于井筒压力较高、地层渗透性好而放空无法将压力放净的油、水井 ,不宜使用     

原油经济产量分析方法研究

根据经济产量的定义，对老井、新井及措施井的经济产量分析方法分别进行研究。在老井经济产量的研究中，借助西方经济学的边际理论进行研究，同时老井经济产量的计算和分析原理也是新井和措施井经济产量分析的基础。新井的经济产量分析带有建设项目评价性质，采用技术经济学的方法对新井的经济产量进行分析。措施井经济产量计算以历年措施产油成本与收入相等时的时间点作为经济极限产量点，其原理和计算方法与新井经济产量基本相同。     

水平井产能分析理论研究进展

水平井产能分析是水平井技术取得经济效益的基础,也是水平井优化设计、制定合理开发方案、开发动态分析和调整的重要依据。目前,水平井产能计算的方法主要有解析法和模拟法。文中分别对常规水平井、分支水平井、压裂水平井以及水平井井网的产能预测方法进行了综述,回顾了水平井产能分析理论的诞生及其发展过程,介绍了水平井产能分析理论与方法的国内外最新进展,阐述了现有理论中存在的问题,指出了今后需要重点研究的方向,为进一步完善水平井在油田开发中的应用提供了理论依据。     

鱼骨状分支水平井注采井网研究

针对鱼骨状分支水平井对应的典型注采井网,提出按照微单元的思想进行划分,采用数值模拟方法分析注采微单元的注采关系,流动特征,优化了注采微单元的注采对应关系,在此基础上针对斜向微单元开展了注采偏角、分支长度,分支位置的敏感性研究。根据优化结果提出对应的调整策略,预测结果显示这种调整策略可以有效地改善鱼骨状分支水平井注采井网的注水开发效果。     

迪那2井三次井控技术

迪那2井钻遇高压、高产气层后发生强烈的井喷并着火。介绍了井喷失控后的抢险技术思路以及反压井、环空打水泥、剪切钻杆、换装防喷器组、压井、换装采油树的实施过程,展现了国内外罕见的高压、高产气井井喷抢险一套完整的、技术性强的三次井控技术,为今后的抢险作业提供了经验。