提高固井第二界面质量的技术研究与应用 被引量：5

1

作者 刘开强 赵殊勋 +4 位作者 李炜 王海滨 易旦 王金山 郭小阳 《油田化学》 CAS CSCD 北大核心 2018年第1期16-21,共6页

为了提高水泥环的层间封隔能力,利用ESEM、Zeta电位仪、FTIR及钻井液滤饼模拟等方法,研究了钻井液及其滤饼对固井第二界面质量的影响,并提出了一种滤饼清除技术。研究结果表明:钻井过程的钻井液性能不满足提高固井第二界面胶结质量的要... 为了提高水泥环的层间封隔能力,利用ESEM、Zeta电位仪、FTIR及钻井液滤饼模拟等方法,研究了钻井液及其滤饼对固井第二界面质量的影响,并提出了一种滤饼清除技术。研究结果表明:钻井过程的钻井液性能不满足提高固井第二界面胶结质量的要求,该钻井液容易在井壁上形成虚厚的滤饼,将严重恶化水泥石与地层间的界面胶结,降低固井第二界面质量,室内模拟水泥石与岩心间界面的7 d胶结强度仅为0.12 MPa。在固井前调整钻井液的p H值≈11、流性指数n>0.75、动切力YP≈5 Pa,通过提高钻井液的pH值和流变性以破坏钻井液中聚合物的化学结构、增加钻井液中高分子处理剂的亲水性,并提高钻井液中黏土颗粒表面的ζ电位、增加黏土颗粒间的分散作用,可提高对滤饼的清除程度及水泥浆的顶替效率,水泥石与岩心界面间7 d的胶结强度由0.12 MPa提高到了1.18 MPa。同时,固井前调整钻井液性能并结合配套浆柱结构技术,已在大港油田连续应用14井次,固井第二界面优质率从23.1%提高至71.6%。 展开更多

关键词 调整钻井液 虚滤饼 流变性 絮凝结构 胶结强度

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基于有限元分析的固井胶塞变形规律研究 被引量：1

2

作者 段风海 姚辉前 +4 位作者 白园园 张怀杰 邹强 郑杜建 张培钢 《钻采工艺》 CAS 北大核心 2021年第1期18-22,共5页

固井过程中胶塞在套管中的变形状态对其刮拭效果和隔离能力至关重要,直接决定了固井质量的好坏。为了探究胶塞橡胶碗在固井作业过程中的变形状态与规律,使用有限元分析方法,建立Mooney-Rivlin模型分析了径差(橡胶腕外径与套管内径之差)... 固井过程中胶塞在套管中的变形状态对其刮拭效果和隔离能力至关重要,直接决定了固井质量的好坏。为了探究胶塞橡胶碗在固井作业过程中的变形状态与规律,使用有限元分析方法,建立Mooney-Rivlin模型分析了径差(橡胶腕外径与套管内径之差)与橡胶碗角度两个因素对胶塞变形的影响。分别分析了当径差为5~30 mm、橡胶腕角度为25°~80°时,橡胶腕与套管壁之间的接触作用力以及接触状态。当径差为20~25 mm时,橡胶碗与管壁之间接触作用力较稳定,呈宽面接触,此时胶塞橡胶碗刮拭效果和隔离能力最佳。同时分析了当径差处于最佳区间时,橡胶腕角度为45°~65°时,胶塞刮拭效果和隔离能力最佳。并通过橡胶腕与套管接触性能试验验证了有限元分析结果的正确性,为胶塞橡胶碗的设计与选型提供的理论支撑。 展开更多

关键词 固井技术 胶塞 有限元 变形规律

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动态冲击下纤维素固井水泥石力学性能及增韧机理研究 被引量：7

3

作者 程小伟 秦丹 +8 位作者 赵殊勋 林志辉 张弛 高显束 于永金 陈祖伟 张春梅 李早元 郭小阳 《硅酸盐通报》 CAS 北大核心 2019年第6期1918-1922,1928,共6页

为研究动载荷下纤维素固井水泥石抗冲击性能及内部纤维素增韧机理,采用杆径50mm的霍普金森杆(SHPB)对不同纤维素加量的油井水泥石进行动态加载,并利用高速摄影仪记录破裂形貌。通过动载荷下的应力-应变、韧性及总能量吸收图等研究纤维... 为研究动载荷下纤维素固井水泥石抗冲击性能及内部纤维素增韧机理,采用杆径50mm的霍普金森杆(SHPB)对不同纤维素加量的油井水泥石进行动态加载,并利用高速摄影仪记录破裂形貌。通过动载荷下的应力-应变、韧性及总能量吸收图等研究纤维素固井水泥石的力学性能。利于扫描电镜SEM研究纤维素的微观增韧机理及纤维素对水泥基材料的增韧作用。结果表明,动载荷下,纤维素水泥石的强度、韧性及能量吸收能力在加量0.3%时最高。纤维素水泥石表面裂纹量少且曲折度并不明显,破裂程度较轻。纤维素的增韧机理为拔出机制、裂纹偏转,弯曲机制由于冲击速度太快,基体变硬而被抑制。 展开更多

关键词 霍普金森杆(SHPB) 动载荷 增韧机理 冲击性能 裂纹扩展

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大港板南储气库白6库1井尾管固井技术 被引量：7

4

作者 靳建洲 解文 +2 位作者 张华 王贵富 周子棠 《钻井液与完井液》 CAS 北大核心 2014年第6期58-61,100,共4页

储气库井白6库1井尾管固井存在地层承压能力低、封固段长、井径不规则及井筒承载着交变应力及温度变化等难题。设计通过采取承压堵漏、优化浆柱结构实现平衡压力固井,并引入DRE膨胀韧性水泥浆体系。优化浆柱结构措施有,降低冲洗隔离液密... 储气库井白6库1井尾管固井存在地层承压能力低、封固段长、井径不规则及井筒承载着交变应力及温度变化等难题。设计通过采取承压堵漏、优化浆柱结构实现平衡压力固井,并引入DRE膨胀韧性水泥浆体系。优化浆柱结构措施有,降低冲洗隔离液密度(低于钻井液密度),增加冲洗隔离液用量(占环空高度800 m);采用双凝水泥浆体系。高效冲洗隔离液使用开发出的兼有疏水性官能团和亲水性官能团的油基钻井液冲洗液DRY-100L作主剂,并使用棱形加重材料DRW-2S,加强了对二界面的冲击力。DRE水泥浆具有良好的综合性能,2 d、7 d抗压强度分别大于16、28 MPa,弹性模量小于6.0 GPa/7 d,韧性改造使其具有"高强度低弹性模量"特性,为该配套技术的推广应用奠定基础,为固井质量的提高提供技术保障。现场固井结果表明,通过采用该膨胀韧性水泥浆进行平衡压力固井,施工顺利,固井质量优质。 展开更多

关键词 平衡压力 韧性水泥石 隔离液 储气库 固井

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pH值和稀释剂对固井前甲酸盐钻井液性能的影响 被引量：4

5

作者 张举政 杨远光 +3 位作者 孙勤亮 付家文 万浩东 谢应权 《油田化学》 CAS CSCD 北大核心 2019年第1期7-11,共5页

固井前甲酸盐钻井液的流变性和失水造壁性差是导致固井质量不理想的关键问题之一。为提高环空钻井液顶替效率和井壁泥饼冲洗效率,研究了pH值和稀释剂磺化丹宁对油田现场某井区甲酸盐钻井液流变性和失水造壁性的影响,通过比较甲酸盐钻井... 固井前甲酸盐钻井液的流变性和失水造壁性差是导致固井质量不理想的关键问题之一。为提高环空钻井液顶替效率和井壁泥饼冲洗效率,研究了pH值和稀释剂磺化丹宁对油田现场某井区甲酸盐钻井液流变性和失水造壁性的影响,通过比较甲酸盐钻井液调节前后形成泥饼的微观结构,分析了钻井液性能改变的机理。结果表明,pH值和稀释剂对甲酸盐钻井液的流变性和失水造壁性的影响较大。随pH值和稀释剂加量的增大,甲酸盐钻井液的塑性黏度、动切力、高温高压滤失量和泥饼厚度先降低后增加,泥饼冲洗效率和界面胶结强度先增加后降低。在90℃下,现场甲酸盐钻井液适宜的pH值为11.5、稀释剂最佳加量为0.3%。甲酸盐钻井液经NaOH溶液和稀释剂调节后,改善了黏土颗粒的分散性,优化了钻井液性能,并提高了形成泥饼的致密性,有利于环空钻井液的顶替和井壁泥饼的冲洗清除,改善固井胶结质量。 展开更多

关键词 甲酸盐钻井液 固井 PH值 稀释剂 流变性 失水造壁性

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表面活性剂提高页岩气井固井水泥浆的抗污染性能评价 被引量：4

6

作者 何冠羲 姜洪斌 +2 位作者 梁悦 杨扬 韩龙 《油田化学》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期32-38,共7页

采取水平井开发页岩气储层时,由于套管偏心以及井径不规则等原因,通常会导致油基钻井液的顶替效率较低,部分油基钻井液掺入固井水泥浆中,影响水泥浆的性能。为了提高页岩气固井水泥浆的抗污染能力,室内将非离子表面活性剂与阴离子表面... 采取水平井开发页岩气储层时,由于套管偏心以及井径不规则等原因,通常会导致油基钻井液的顶替效率较低,部分油基钻井液掺入固井水泥浆中,影响水泥浆的性能。为了提高页岩气固井水泥浆的抗污染能力,室内将非离子表面活性剂与阴离子表面活性剂复配制得表面活性剂(AFSG-1),然后以现场油基钻井液和固井水泥浆为研究对象,开展了AFSG-1提高页岩气井固井水泥浆抗污染性能的研究。结果表明,现场油基钻井液的掺入会严重影响固井水泥浆的流动度、稠化时间以及混浆水泥石性能;油基钻井液的掺入比例越大,污染越严重。随着固井水泥浆中AFSG-1加量的不断增大,水泥浆自身的抗污染能力逐渐增强;当固井水泥浆中AFSG-1的质量分数为2%时,再掺入20%的油基钻井液,混浆的流动度、稠化时间以及水泥石性能与未加表面活性剂时相比均有明显改善。另外,AFSG-1对固井水泥浆抗油基钻井液污染性能的改善效果明显优于其他常用表面活性剂。AFSG-1能有效提高页岩气固井水泥浆抗油基钻井液污染的能力,可提高固井质量,保障固井安全。 展开更多

关键词 页岩气 水平井 水泥浆 固井 表面活性剂 油基钻井液

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固井用高温缓凝剂的研究与应用 被引量：4

7

作者 凌勇 于倩倩 +4 位作者 马如然 李小林 张呈星 郑其林 林志辉 《钻井液与完井液》 CAS 北大核心 2023年第2期209-215,共7页

针对油井水泥常用的AMPS/IA共聚物类缓凝剂在130~150℃区间易出现稠化时间“倒挂”现象,影响固井施工安全和固井质量的问题。通过AMPS和IA单体进行自由基溶液共聚,在共聚过程中与乙二胺四乙酸二钠EDTA-2Na、十六烷基三甲基氯化铵CTAC复... 针对油井水泥常用的AMPS/IA共聚物类缓凝剂在130~150℃区间易出现稠化时间“倒挂”现象,影响固井施工安全和固井质量的问题。通过AMPS和IA单体进行自由基溶液共聚,在共聚过程中与乙二胺四乙酸二钠EDTA-2Na、十六烷基三甲基氯化铵CTAC复配,研制了一种可防止高温稠化时间倒挂的缓凝剂BH-R103L,并对其综合性能进行了评价。评价结果表明:BH-R103L具有可靠的抗温及调凝效果,加有BH-R103L的水泥浆体系在120~150℃范围内稠化时间可调,150℃下加量为2%(BWOC)时,水泥浆的稠化时间大于300 min,稠化时间与加量呈线性关系,稠化时间倒挂现象消除、初始稠度低、温度和加量敏感性小、稠化线形正常、与AMPS类高温降失水剂配伍性良好,能抑制高温浆体“包心”现象,在60℃下养护的水泥石抗压强度发展快,其他综合性能均满足固井施工要求。BH-R103L在四川泸州区块泸203H153平台深井页岩层进行了现场应用,声幅测井检测封固段固井质量合格。 展开更多

关键词 高温缓凝剂 自由基聚合 倒挂 固井 固井质量

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TETA-DTC除铅性能评价及分子动力学模拟

8

作者 唐嘉婧 马超 +2 位作者 倪帅 刘超 周旭 《工业水处理》 北大核心 2025年第7期177-182,共6页

为防止Pb^(2+)过量流入环境对生态产生危害,利用三乙烯四胺和二硫化碳在碱性环境下制备出一种含有双二硫代氨基甲酸基团(DTC)的螯合剂TETA-DTC,对比了TETA-DTC与市售螯合剂处理Pb^(2+)的性能,筛选了TETA-DTC与Pb^(2+)螯合反应的最佳条件... 为防止Pb^(2+)过量流入环境对生态产生危害,利用三乙烯四胺和二硫化碳在碱性环境下制备出一种含有双二硫代氨基甲酸基团(DTC)的螯合剂TETA-DTC,对比了TETA-DTC与市售螯合剂处理Pb^(2+)的性能,筛选了TETA-DTC与Pb^(2+)螯合反应的最佳条件,并采用分子动力学模拟的方法揭示了其螯合作用机理。研究结果表明:在Pb^(2+)质量浓度25 mg/L、pH=5的条件下,较市售螯合剂,TETA-DTC对Pb^(2+)具有优良的去除效果,且用量更少;当Pb^(2+)质量浓度为25 mg/L时,TETA-DTC的投加量越大,螯合体系的pH越大,Pb^(2+)去除率越高,综合考虑TETA-DTC投加量60 mg/L、pH=5为螯合去除Pb^(2+)的最佳条件,最佳反应条件下Pb^(2+)去除率达95.21%;分子动力学对TETA-DTC中官能团、原子与Pb^(2+)之间的径向分布模拟表明,TETA-DTC结构中C—S—S基团与Pb^(2+)的作用半径最小,作用强度最大,N1原子次之,N2原子最小,C—S—S基团是关键的螯合基团;分子动力学对不同浓度的螯合剂与Pb^(2+)之间相互作用能的模拟表明,TETA-DTC分子和Pb^(2+)之间的螯合作用较稳定,稳定性随着TETA-DTC分子数量的增加而增加。 展开更多

关键词 二硫代氨基甲酸盐 螯合剂 铅离子 分子动力学模拟

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不规则井眼注水泥顶替过程数值模拟 被引量：6

9

作者 宋琳 滕卫卫 +4 位作者 王翔宇 王雪刚 钟守明 席传明 魏凯 《钻采工艺》 CAS 北大核心 2020年第2期27-29,60,I0017,共5页

不规则井眼顶替效率低是导致固井质量差的重要原因。基于水平集法建立两相顶替时的数学模型,借助ANSYS/FLUENT软件的二次开发功能,建立不规则井眼注水泥顶替过程的数值模拟方法,并以规则的"扩容腔"模型为例,分析影响不规则井... 不规则井眼顶替效率低是导致固井质量差的重要原因。基于水平集法建立两相顶替时的数学模型,借助ANSYS/FLUENT软件的二次开发功能,建立不规则井眼注水泥顶替过程的数值模拟方法,并以规则的"扩容腔"模型为例,分析影响不规则井眼顶替效率的因素和规律,为不规则井眼注水泥设计提供一种理论指导方法。研究结果表明,井径扩大段内不仅存在着"顶替死角",而且使下游产生不稳定顶替,从而导致注水泥顶替效率降低,且井径扩大率越大、扩大段长度越短,顶替效率越低;降低顶替速率、水泥浆稠度系数、流性指数,提高注水泥顶替时间,有助于提高不规则井段的注水泥顶替效率。 展开更多

关键词 不规则井眼 井径扩大率 注水泥 顶替效率 CFD数值模拟

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触变性水泥浆体系研究与应用进展 被引量：22

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作者 步玉环 尤军 姜林林 《石油钻探技术》 CAS 北大核心 2009年第4期110-114,共5页

触变性水泥浆具有良好的触变性,易充满漏失层,被认为是目前解决恶性井漏问题的一项重要技术手段。笔者在调研触变性水泥浆的应用和研究的基础上,得出了改善水泥浆触变特性的机理,并依据该理论提出了一种新型的具有强触变特性的水泥浆。... 触变性水泥浆具有良好的触变性,易充满漏失层,被认为是目前解决恶性井漏问题的一项重要技术手段。笔者在调研触变性水泥浆的应用和研究的基础上,得出了改善水泥浆触变特性的机理,并依据该理论提出了一种新型的具有强触变特性的水泥浆。室内初步试验研究表明:强触变性水泥浆具有较好的触变性和流动性;在静止状态下,能较快形成高静胶凝强度;75℃温度下失水量为81mL,24h抗压强度达到19.4MPa,游离液量达到0.8%以下,均满足固井要求。该触变性水泥浆对于解决钻井完井过程中出现的裂缝性、溶洞性漏失难题有重要的现实意义。 展开更多

关键词 水泥浆 触变性 堵漏 凝胶

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高强度低密度水泥石的微观结构和力学性能 被引量：10

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作者 刘慧婷 付家文 +2 位作者 丛谧 陈艺鑫 李志芳 《硅酸盐通报》 CAS 北大核心 2020年第11期3432-3437,共6页

制备了未经紧密堆积设计的常规低密度水泥石和经过紧密堆积设计的高强度低密度水泥石,并对比了二者的力学性能。通过微观力学参数和微观结构,探索紧密堆积提高低密度水泥石力学性能的微观机理。结果表明,在相同的养护条件下,和常规低密... 制备了未经紧密堆积设计的常规低密度水泥石和经过紧密堆积设计的高强度低密度水泥石,并对比了二者的力学性能。通过微观力学参数和微观结构,探索紧密堆积提高低密度水泥石力学性能的微观机理。结果表明,在相同的养护条件下,和常规低密度水泥石相比,紧密堆积设计后得到的高强度低密度水泥石不同龄期的抗压强度显著增强。纳米压痕结果表明,相比于常规低密度水泥石,高强度低密度水泥石含有更多的高密度C-S-H和超高密度C-S-H。SEM和MIP(压汞测试)结果显示,高强度低密度水泥石结构更为致密,外掺料和胶凝材料结合更好,平均孔径减小了33.8%,总孔隙率减小了7.28%。 展开更多

关键词 低密度油井水泥石 纳米压痕 紧密堆积设计 微观结构 微观力学参数

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耐碱玻璃纤维增韧水泥石力学性能及对水泥浆性能影响 被引量：7

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作者 郝华中 桑明 +3 位作者 张晔 李文文 蒋立坤 马淼 《钻采工艺》 CAS 北大核心 2020年第5期134-138,共5页

大港油田老区小井眼开窗侧钻要求固井水泥石具有良好的韧性,文章使用耐碱玻璃纤维对油井水泥石进行增韧主要研究了耐碱玻璃纤维对水泥浆浆体和水泥石力学性能的影响,并以抗折强度、抗拉强度和抗冲击功评价了耐碱玻璃纤维对水泥石的增韧... 大港油田老区小井眼开窗侧钻要求固井水泥石具有良好的韧性,文章使用耐碱玻璃纤维对油井水泥石进行增韧主要研究了耐碱玻璃纤维对水泥浆浆体和水泥石力学性能的影响,并以抗折强度、抗拉强度和抗冲击功评价了耐碱玻璃纤维对水泥石的增韧效果。结果表明,耐碱玻璃纤维加量不超过3%时,耐碱玻璃纤维会增加水泥浆的塑性黏度和屈服值、缩短水泥浆的稠化时间、降低失水量加入耐碱玻璃纤维的水泥浆性能满足现场施工要求。耐碱玻璃纤维提高水泥石韧性的最优加量为2%水泥石的韧性得到明显提高,80℃养护7 d的水泥石抗折强度、抗拉强度和抗冲击功比未加入耐碱玻璃纤维的水泥石分别提高55.8%、66.0%和45.1%,养护2 d的水泥石弹性模量降低率为51.3%。文中研究可为大港油田老区小井眼开窗侧钻水泥浆开发奠定良好的基础。 展开更多

关键词 固井 耐碱玻璃纤维 增韧 抗折强度 抗冲击功

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