地层渗流水对凝固过程固井水泥浆的侵扰机理

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作者 刘开强 于骏杰 +3 位作者 王海平 张夏雨 金诚 张兴国 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第24期126-131,共6页

针对老区调整井固井水泥浆受地层渗流水侵扰,降低水泥石层间封隔能力和油田开发效益的工程问题,以及渗流水对凝固过程水泥浆侵扰机理认识不清的科学问题,本研究工作建立了一套水泥浆凝固过程渗流水侵扰试验装置,表征了渗出水电导率、水... 针对老区调整井固井水泥浆受地层渗流水侵扰,降低水泥石层间封隔能力和油田开发效益的工程问题,以及渗流水对凝固过程水泥浆侵扰机理认识不清的科学问题,本研究工作建立了一套水泥浆凝固过程渗流水侵扰试验装置,表征了渗出水电导率、水泥石-岩芯的界面胶结状态;并利用低场核磁共振和电学方法,测定凝固过程水泥浆的孔径分布和孔隙连通性,综合分析渗流水对凝固过程水泥浆的侵扰形式和机理。结果表明:地层渗流水会破坏水泥石-岩芯界面结构,在迎水面水泥石-岩芯界面中段形成1~2 mm缝隙;同时,水泥浆在2.5 h至5.5 h的水化阶段中,离子快速溶入并渗出水,使其电导率由261.44μS/cm增至429.30μS/cm,与渗入水电导率相比增加了312.0%。凝固过程水泥浆的微观结构逐渐由“分散颗粒结构”发展为“凝胶网架结构”,导致其孔隙压力在数小时内迅速降为零,但该凝固阶段水泥浆内部仍存在大量毛细孔且孔隙连通性高达0.59~0.67,极易诱发渗流水侵入凝固过程水泥浆、置换其孔溶液,基于水泥“溶解-成核-沉淀”水化理论,该过程会破坏水泥浆的水化进程和设计性能,并最终降低水泥石层的间封隔能力和固井质量。 展开更多

关键词 调整井固井 水侵机理 地层渗流水 微观结构 电导率 水化行为

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延川南深部煤层气井防漏堵漏技术 被引量：11

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作者 彭兴 周玉仓 +1 位作者 朱智超 王军锋 《石油钻探技术》 CAS CSCD 北大核心 2021年第1期47-52,共6页

延川南区块深部煤层气资源丰富,但钻井过程中漏失严重。为了降低漏失发生频次及其造成的经济损失,保证该区块煤层气井安全高效成井,在分析该区块地质特征和漏失机理的基础上,研究形成了由随钻堵漏钻井液和承压堵漏工艺组成的煤层气井防... 延川南区块深部煤层气资源丰富,但钻井过程中漏失严重。为了降低漏失发生频次及其造成的经济损失,保证该区块煤层气井安全高效成井,在分析该区块地质特征和漏失机理的基础上,研究形成了由随钻堵漏钻井液和承压堵漏工艺组成的煤层气井防漏堵漏技术。延川南区块上部地层孔隙发育,以孔隙型渗漏为主,采用加入5%复合堵漏材料的随钻堵漏钻井液进行防漏堵漏;下部地层天然裂缝发育,以裂缝性漏失为主,采用加入7%复合堵漏材料的随钻堵漏钻井液进行防漏堵漏;对于储层段等裂缝易扩展的地层,采用加入10%复合堵漏材料的随钻堵漏钻井液进行堵漏。针对煤层气井无防喷器或封井器无法实施承压堵漏的问题,研制了井口简易胶塞封隔器,形成了煤层气井承压堵漏工艺。延川南区块深部煤层气井应用防漏堵漏技术后,漏失率由41.53%降至23.07%,处理漏失的时间也大幅缩短。现场应用表明,煤层气井防漏堵漏技术可降低延川南区块深部煤层气井的漏失率,缩短钻井周期,降低钻井成本,提高该区块煤层气的开发效益。 展开更多

关键词 煤层气 钻井液 防漏 堵漏 漏失机理 延川南区块

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基于AnyCem®系统的自动化固井技术研究与应用 被引量：6

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作者 江乐 程思达 +3 位作者 段宏超 张怀文 杜甫 李勇 《石油钻探技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第5期34-41,共8页

为解决我国固井软件高度依赖进口、固井装备自动化水平低和固井信息管理能力不足等问题,研究了多装备协同控制方法、全工艺流程自动监控方法,研制了自动监控固井重大装备,开发了多功能、一体化的AnyCem®固井平台系统,形成了新型自... 为解决我国固井软件高度依赖进口、固井装备自动化水平低和固井信息管理能力不足等问题,研究了多装备协同控制方法、全工艺流程自动监控方法,研制了自动监控固井重大装备,开发了多功能、一体化的AnyCem®固井平台系统,形成了新型自动化固井技术,实现了全流程自动化固井。该技术在辽河油田、长庆油田、西南油气田和华北油田等油气田应用85井次,施工参数监控准确率100%,水泥浆密度控制精度0.01 kg/L,水泥头倒闸阀、开挡销时间小于2 s,固井作业精准度整体提升80%以上。研究应用表明,基于AnyCem®系统的自动化固井技术通过软硬件一体化交互,实现了固井复杂情况可预知、过程可控制和质量可保障,提升了固井设计的科学性和作业的精准性,可高效支撑复杂深层及非常规油气资源的勘探开发。 展开更多

关键词 自动化固井 固井设计 自动监控 固井软件 施工参数 水泥浆密度

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厄瓜多尔东部油区平衡法悬空水泥塞固井技术 被引量：1

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作者 李万东 吴阳 兰小林 《石油钻探技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第4期83-89,共7页

为了解决厄瓜多尔东部油区打水泥塞作业成功率不高的问题,研究了作业中影响水泥塞稳定性及质量的各种因素,采取针对性措施,形成了厄瓜多尔东部油区平衡法悬空水泥塞固井技术。针对水泥塞与下部钻井液所形成界面不稳定的问题,研制了低密... 为了解决厄瓜多尔东部油区打水泥塞作业成功率不高的问题,研究了作业中影响水泥塞稳定性及质量的各种因素,采取针对性措施,形成了厄瓜多尔东部油区平衡法悬空水泥塞固井技术。针对水泥塞与下部钻井液所形成界面不稳定的问题,研制了低密度高强水泥浆和反应性支撑液;针对打水泥塞钻杆与井筒环空间隙过窄导致水泥塞质量不合格的问题,设计了插管工具;针对打水泥塞钻杆下端开口造成水泥浆向下喷射、与钻井液混合严重的问题,研制了分流器工具;针对钻杆内缺乏隔离塞及现有工具成本高、操作复杂等问题,研制了海绵球塞工具。室内试验表明,低密度高强水泥浆密度1.74 kg/L,24 h抗压强度22.5 MPa,满足作业要求;反应性支撑液密度1.44 kg/L,动切力48 Pa,胶凝强度49 Pa,能够有效支撑上部水泥浆;设计的插管、分流器和海绵球塞等工具,能够解决水泥塞放置过程中的质量问题。现场应用表明,厄瓜多尔东部油区平衡法悬空水泥塞固井技术应用效果良好,能够大幅提高作业成功率,可推广应用。 展开更多

关键词 平衡法 水泥塞 固井 水泥浆 支撑液 插管 分流器 海绵球塞 厄瓜多尔

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不同预处理溶剂对小麦秸秆吸油剂的吸油性能的影响

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作者 申志兵 王顺梅 +4 位作者 薛瑜 唐瑞源 张君涛 梁生荣 周妙 《应用化工》 北大核心 2025年第1期152-156,共5页

通过廉价、可再生的小麦秸秆制备吸油剂时,需要预处理来除去秸秆表面的蜡质和木质素组分,以暴露纤维素的羟基使其充分参与改性反应,达到增强秸秆的亲油疏水的目的。考察了小麦秸秆经氢氧化钠、亚氯酸钠和二者混合溶液等不同预处理溶剂... 通过廉价、可再生的小麦秸秆制备吸油剂时,需要预处理来除去秸秆表面的蜡质和木质素组分,以暴露纤维素的羟基使其充分参与改性反应,达到增强秸秆的亲油疏水的目的。考察了小麦秸秆经氢氧化钠、亚氯酸钠和二者混合溶液等不同预处理溶剂对制得的吸油剂的吸油性能的影响。结果表明,NaOH处理后,制备的吸油剂水接触角可从80°增加到108.5°,油接触角则降为0°,表现出亲油和超疏水性,吸油性能大幅度提高。在此基础上对NaOH处理时间、温度和浓度进行对比,得出在100℃,5%,2 h预处理的效果最佳。 展开更多

关键词 小麦秸秆 生物质材料 预处理 吸油剂

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新型固体增韧防窜剂 被引量：5

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作者 滕兆健 汤少兵 +4 位作者 安少辉 李宗要 李建华 蒋敏 庞合善 《钻井液与完井液》 CAS 北大核心 2014年第6期62-65,100,共4页

为有效地开发低渗透油藏,大多采用先期超前注水来保持地层压力,这样使目的层的原始压力遭到破坏,造成局部地层压力异常,致使邻井水窜严重,因此要求固井后水泥环要具有较高的韧性,以满足压裂增产的需要.开发出了油井水泥用增韧防窜剂.室... 为有效地开发低渗透油藏,大多采用先期超前注水来保持地层压力,这样使目的层的原始压力遭到破坏,造成局部地层压力异常,致使邻井水窜严重,因此要求固井后水泥环要具有较高的韧性,以满足压裂增产的需要.开发出了油井水泥用增韧防窜剂.室内评价结果表明,掺入增韧防窜剂的水泥浆具有良好的防窜性能,水泥石线膨胀率为0.035％～0.135％,降低水泥石弹性模量10％～30％以上,抗冲击功增长率为10％～16％,很好地改善了水泥石韧性.现场应用超过40井次,固井合格率为100％;采用增韧防窜水泥浆固井,压裂投产后,产出液中的含水率明显降低,产油量明显增大. 展开更多

关键词 增韧 防窜 固井 水泥浆

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等离子体改性岩沥青增强矿渣固化体力学性能的研究

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作者 蒙华军 刘子帅 +4 位作者 张弛 陈春宇 段志锋 杨俊龙 杨晨 《硅酸盐通报》 CAS 北大核心 2020年第2期501-506,512,共7页

矿渣在油气井工程中已有广泛应用,但其脆性较水泥石大,限制了其推广。为降低矿渣固化体的脆性并提高其力学性能,研究了不同掺量的等离子体改性岩沥青对矿渣固化体力学性能的改善效果,并使用扫描电镜、接触角测定仪、X射线光电子能谱分... 矿渣在油气井工程中已有广泛应用,但其脆性较水泥石大,限制了其推广。为降低矿渣固化体的脆性并提高其力学性能,研究了不同掺量的等离子体改性岩沥青对矿渣固化体力学性能的改善效果,并使用扫描电镜、接触角测定仪、X射线光电子能谱分析等测试方法对矿渣固化体的润湿角、表面形貌、结构、性能进行了分析。结果表明:改性岩沥青加量为3%时矿渣固化体的性能最优,其抗拉强度最大提高了50%,抗压强度最大提高了26%;通过等离子改性,岩沥青增加了亲水基团;岩沥青增韧矿渣固化体的机理在于改性后岩沥青颗粒与矿渣固化体结合紧密,颗粒与水化产物形成良好的胶结。固化体受外力时,岩沥青颗粒起到增大裂缝间摩擦力,缓冲外部载荷的作用,进而提高了矿渣固化体的力学形变能力。 展开更多

关键词 矿渣 激活剂 岩沥青 力学性能

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漂浮接箍球壳式堵盖强度计算和试验研究

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作者 于洋 余松 李志刚 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1501-1506,共6页

球壳式堵盖作为漂浮接箍的承压部件,在下套管过程中其强度直接影响漂浮接箍的承压密封作用。首先对球壳式堵盖的应力进行理论解析和仿真,综合考虑材料和压缩破坏失效形式,基于三向应力下的球壳模型建立了球壳式堵盖的强度计算公式。选... 球壳式堵盖作为漂浮接箍的承压部件,在下套管过程中其强度直接影响漂浮接箍的承压密封作用。首先对球壳式堵盖的应力进行理论解析和仿真,综合考虑材料和压缩破坏失效形式,基于三向应力下的球壳模型建立了球壳式堵盖的强度计算公式。选用硼硅玻璃作为材料,通过压缩试验得到其抗压强度;采用仿真计算获得球壳式堵盖的应力状态并确定危险部位。然后通过压力试验获得球壳式堵盖的打开压力,将试验与计算结果进行对比。结果表明,球壳式堵盖的爆破压力为46.2 MPa±3.8 MPa,且破碎后漂浮接箍内部无残留玻璃,最大破碎颗粒小于10 mm×9 mm×3 mm,满足球壳式堵盖的强度要求。研究结果对水平井下套管中漂浮接箍的应用具有重要的意义。 展开更多

关键词 漂浮接箍 球壳式堵盖 高硼硅玻璃 打开压力

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泵阀对往复泵排出性能的影响规律 被引量：8

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作者 李斌 李一 高亚宁 《排灌机械工程学报》 CSCD 北大核心 2023年第7期670-676,共7页

针对泵阀关闭滞后及开启阻力过大造成往复泵排出性能变差的问题,以某一型号往复泵的泵阀为研究对象,通过机械、力学、流场多学科耦合数值计算,研究了泵阀的弹簧刚度、阀盘质量和阀座内孔直径对阀最大开启阻力、阀启闭滞后角以及往复泵... 针对泵阀关闭滞后及开启阻力过大造成往复泵排出性能变差的问题,以某一型号往复泵的泵阀为研究对象,通过机械、力学、流场多学科耦合数值计算,研究了泵阀的弹簧刚度、阀盘质量和阀座内孔直径对阀最大开启阻力、阀启闭滞后角以及往复泵排出流量、排出压力的影响规律,并通过往复泵台架试验验证了数值计算方法的准确性.研究结果表明:阀座内孔直径对阀最大开启阻力、启闭滞后角以及泵排出流量、排出压力的影响相较于弹簧刚度、阀盘质量更明显;阀座内孔直径改变引起阀最大开启阻力和启闭滞后角的变化值最大分别为0.6840 MPa和28.0°;阀启闭滞后角随阀座内孔直径的增大而增大;泵排出流量、排出压力均随阀座内孔直径的增大而减小,阀座内孔直径改变引起的泵排出流量和排出压力变化值最大分别为10.5587 L/min和0.187800 MPa.研究结果可为优化泵阀设计以及提高往复泵排出性能提供一定参考依据. 展开更多

关键词 往复泵 泵阀 数值计算 滞后角 排出性能

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抗温改性氧化石墨烯基封堵防塌剂的研制及现场应用 被引量：3

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作者 张世锋 秦栋辉 +5 位作者 袁卓 郑鑫 郑和 张浩 陈海群 许春田 《油田化学》 CAS CSCD 北大核心 2022年第4期577-583,共7页

氧化石墨烯(GO)可实现泥页岩纳微米孔隙成膜覆盖封堵,为了提高其抗温性能,利用改进的羧基化反应制备了羧基化氧化石墨烯(GO-COOH),对其结构进行了表征,评价了其阻缓压力传递性能、与钻井液体系的配伍性能,并在江苏盐城地区阜宁组泥页岩... 氧化石墨烯(GO)可实现泥页岩纳微米孔隙成膜覆盖封堵,为了提高其抗温性能,利用改进的羧基化反应制备了羧基化氧化石墨烯(GO-COOH),对其结构进行了表征,评价了其阻缓压力传递性能、与钻井液体系的配伍性能,并在江苏盐城地区阜宁组泥页岩层段进行了现场应用。研究结果表明,利用本文中的方法成功在氧化石墨烯片层上引入羧基;180℃水热16 h后,GO-COOH的压力传递时间为2120 s,而GO的压力传递时间仅为820 s,这表明GO-COOH具有较强的高温封堵能力。GO-COOH加入聚胺钻井液体系后几乎不影响体系的流变性能,能够改善其抑制性及滤失性能,减少砂床侵入深度,体系50 h压力传递由1 MPa降低至不到0.1 MPa,说明GO-COOH具有良好的配伍性及封堵性能。现场试验井平均井径扩大率仅为8.33%,事故复杂时间平均仅为1.03 d,钻井周期为48.33 d,与施工前相比井径扩大率大幅减小,井下事故复杂时间大幅降低,钻井周期大幅减少,有效缓解了阜宁组井壁失稳问题,产生了较好的经济效益。 展开更多

关键词 氧化石墨烯 高温封堵 泥页岩 井壁稳定

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扶正器安放设计与套管居中度分析 被引量：13

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作者 郑睿 江乐 +3 位作者 杨晨 李勇 李炜 周士杰 《石油机械》 北大核心 2021年第1期35-40,共6页

套管居中程度对固井质量影响很大,合理设计扶正器安放位置有利于提高套管居中度。为此,首先建立了套管居中度的数学模型,用于计算扶正器处和扶正器间套管的居中度,然后分析了井斜角、安放间距和套管内外液体密度差对套管居中度的影响规... 套管居中程度对固井质量影响很大,合理设计扶正器安放位置有利于提高套管居中度。为此,首先建立了套管居中度的数学模型,用于计算扶正器处和扶正器间套管的居中度,然后分析了井斜角、安放间距和套管内外液体密度差对套管居中度的影响规律。研究结果表明:随着井斜角的增大,套管居中度降低;扶正器间距的增加会增大井斜角对居中度的影响;随着扶正器外径的增大,套管居中度提高;随着套管内外液体密度差异的增大,套管居中度提高;井斜角越大,套管内外液体密度差产生的浮力对居中度的改善作用越明显。最后利用C#程序语言编制了扶正器安放设计与套管居中度分析软件。用该软件对磨溪-X井进行扶正器安放设计,三开4285~4614 m井段共需安放24个刚性扶正器,居中度满足67%的要求;对塔里木油田固探-X井进行居中度分析,模拟数据与实测数据的平均误差为14.14%。研究结果对于大斜度井固井质量的提高具有重要意义。 展开更多

关键词 套管扶正器 居中度 井斜角 安放间距 C#语言

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