长庆油田提高固井质量与套管防腐技术研究

论述了长庆油田固井过程中存在的主要生产难题—水泥返高不足和注水泥井段胶结质量不理想;分析了影响固井质量的主要因素—水泥浆体系质量较差、井漏、长裸眼井段顶替效率不高、水泥浆凝结过程中油气水侵;提出了提高全井封固质量的技术对策、提高天然气井注水泥质量的主要工艺技术以及套管防腐技术。这套技术大幅度提高了低温易漏井段和油气水活跃产层的注水泥质量,并取得了显著的经济效益。     

注水泥循环温度影响因素探讨

循环温度的准确预测是保障固井作业安全和固井质量的重要影响因素之一。特别对深井而言，水泥浆性能对温度十分敏感，温度预测偏低5 ℃会严重缩短水泥浆可泵送时间，易引发固井事故，温度预测偏高会延长候凝时间，甚至可能发生超缓凝，水泥柱顶部十天以上都无强度，延误后续钻进作业。为保证施工安全，提高固井质量，根据井下传热特点及施工流程，建立了一种新的二维瞬态注水泥循环温度预测模型。研究结果表明：（1）固井前应多周循环钻井液，并适当提高循环排量，可以有效降低注水泥循环温度；（2）冬季最高循环温度低于夏季，尤其对浅井而言差别更加明显，冬季适当降低循环温度设计值不会影响安全泵注，而且能减小水泥浆体系设计难度；（3）深井温度系数高于浅井，井眼尺寸越大，循环温度越低。     

深井盐膏及盐水地层固井隔离液体系研究

目前国内深井多钻遇盐膏和盐水地层,常用隔离液体系抗温和抗盐能力较差,温度超过100℃时,在低浓度盐作用下体系失稳沉降严重,易造成固井施工复杂,注替安全隐患极大。选用一种多糖聚合物作为高温抗盐悬浮稳定剂,辅以耐盐的降失水剂及流型调节剂,研制了一套高温抗盐隔离液体系。该体系在钠盐、钙盐和镁盐溶液中均能保持稳定的性能;使用温度可达140℃;具有较好的密度调控能力,在1.3～2.4g/cm3可调;且与常规钻井液、水泥浆具有较好的相容性。该套体系有望应用在深井超深井及盐膏地层、复合盐岩层和盐水地层固井注水泥作业中。     

AT21X 井 177.8 mm 尾管固井技术研究

塔河油田阿探区块的 AT21X 井采用 177.8 mm 尾管固井， 由于含盐、 井深、 井底温度高， 氯根离子含量高， 井身结构特殊等原因， 固井作业困难。在井段采用两凝体系固井液， 在水泥浆中加入 2.0% 微硅和0.2%TAS153， 很好地解决了盐膏层固井遇到的高温、 高盐、 易窜槽和易失水的问题， 改善了水泥浆的性能，提高了固井质量。经检测固井合格率 100%， 其中优良率达到 90%， 固井质量综合为优秀。     

多年冻土区静钻根植桩回冻过程温度场研究

基于传热学理论,给出桩土温度场偏微分方程及边界条件,结合低温稳定多年冻土区地质背景,通过有限元数值分析求解,分析静钻根植桩回冻过程桩土温度场随时间的分布变化规律,讨论水泥掺入量及水泥土的水泥浆体初始拌入温度对回冻过程的影响。结果表明,地表下2 m以内桩土温度受大气温度影响较明显,水化热对1.5倍桩径以外及桩底1～2 m以下范围桩土温度影响甚微,17 d后桩侧温度回冻至0℃,27 d桩侧温度降至-0.5℃以下;水泥浆体初始拌入温度每升高5℃,回冻时间增长5～6 d;水泥掺入量每减少10%,回冻时间缩短1～2 d。静钻根植桩的温度场同样受水化热影响,但回冻时间较短;通过调整水泥浆体配合比和降低水泥浆体初始拌入温度可兼顾水泥土强度和回冻时间要求,达到提高承载力、缩短施工工期的目的。     

多年冻土区灌注桩混凝土水化热影响分析

在寒区冻土层灌注桩混凝土施工中，水化热保证了混凝土受冻前的温度，又导致周边冻土层地温上升。因此，合理控制桩身混凝土温度十分重要。结合青藏铁路格拉段五道粱中桥所采用的钻孔灌注桩基础，对其进行了混凝土水泥水化热计算，并介绍了冻土地层与灌注桩混凝土的相互作用，对施工提供参考和理论依据。     

多功能防窜水泥浆体系研究与应用

为解决固井后初次气窜问题, 从阻止气体发生界面窜流和基体内窜流入手, 提出了短静胶凝强度过渡时间、高气侵阻力、 低体积收缩率防窜水泥浆体系设计思想。以此作为指导思想开展室内实验, 通过添加防窜剂 A1 和 A2优化水泥浆性能, 对比 2# 成熟防窜水泥浆体系和 3# 普通水泥浆体系的 3 个防窜关键性能参数, 结果表明： 设计出的1# 多功能防窜水泥浆体系防窜性能更为优良。1# 水泥浆在高压气井 D2–7 获得成功应用, 固井合格率达到了 88%, 后期生产作业也未发现环空带压现象。     

油井水泥分散剂SXY在吐哈油田的应用

本文结合吐哈油田固井作业，研究了分傲荆SXY对水泥桨流变性、析水的影响，并就SXY与其它外加荆的配伍性做了评价实脸。丈章认为:SXY是-种高效、技滋型的水泥浆分散荆。     

预测钻井过程中井内温度分布的新模型

在钻井过程中,井内温度分布对钻井作业有较大的影响。在前人研究的基础上,考虑各种因素的影响,根据能量守恒原理,建立了循环和静止过程中井内温度分布的预测模型,并用有限体积法实现了该模型的求解。最后用现场试验数据对模型模拟结果进行了验证。该模型可用于计算井内钻井液的循环温度和静止温度,也可用于确定井眼周围地层的温度分布。     

水平裂缝井压后产量影响因素分析

针对目前对水平裂缝井产量的影响因素认识不够充分和增产效果评价不够完善,对水平裂缝井产量的影响因素和增产效果评价进行了深入的研究。结合油藏工程理论和数值模拟技术,考虑裂缝导流能力随时间的变化和地层弹性膨胀能等因素对压后产量的影响,以水平裂缝井在生产过程中的渗流特性为理论前提,采用二维柱坐标模型,建立了含水油藏水平裂缝井中油藏-裂缝系统的压力方程和饱和度方程,采用有限差分法对压力方程和饱和度方程进行差分离散求解。实例计算表明：建立的水平裂缝井压后产能预测模型,可以分析影响水平裂缝井产量的地层因素和裂缝因素,计算压后增产效果。对于优化浅层油气藏压裂设计方案具有一定的指导意义。     

对常规注水泥温度场预测方法的评价

为了对常规注水泥温度场预测方法进行研究评价,分析了API方法和一些常用的经验方法,并对API公布的数据和国内首次实测的大量井下循环温度实际数据进行了对比,结果表明:常规预测温度的方法其平均相对误差均高于5%;虽然对于不同井深和不同的循环时间条件可以采用不同的经验系数由地层静止温度(BHST)来估计井下循环温度,但该方法受到地区和各种因素的限制,时常与实际差别较大,不可能很好地满足钻井和固井施工的要求。要获取更准确的井下温度分布,应加强对本地区井下循环温度的实测和热交换过程的计算机模拟研究。     

外加剂对水泥浆滤液组成的影响

研究了G级油井水泥及掺入外加剂时水泥浆滤液的离子成份和含量。考寨了水泥浆滤液与地层水和泥浆滤液的配伍性。通过对含有外加剂水泥浆滤液组成的分析，提出了一种减少滤液中的有害离子(Ca⁺⁺，Mg⁺⁺，SO_4^-,OH^-等)浓度的断途径。     

社会水泥中的希望——阿多诺文化工业思想中的积极性

一般认为,阿多诺的文化工业思想主张大众文化是社会水泥,大众已被大众文化牢牢控制。然而,自早期《启蒙辩证法》到后期《论闲暇》,阿多诺又在多处论及大众文化转化及大众反抗的可能性。与他对大众文化及大众的悲观判断相比,这是阿多诺悲观文化工业思想中的积极性判断,是穿透社会水泥的希望。     

井筒重力热管室内实验与矿场试验研究

利用重力热管的高效传热特性,将其应用在井筒流体加热过程中,分析了重力热管加热效果的外部影响因素。结果表明,重力热管在不消耗额外能量的条件下,利用深部流体能量提高井筒上部流体的温度,能起到均衡井筒温度场的作用,进而改善井筒温度分布剖面。室内实验表明：工质类型、工质充液率、真空度对重力热管的传热效果有很大影响。矿场试验表明：在适当的条件下,能够将原油温度加热到原油凝点以上,降低原油粘度,改善原油流动性,井底抽油杆载荷,满足生产实际的要求;重力热管加热过程受井底温度、热管下入深度、油井产液量以及原油物性等因素的影响,随着井底温度、热管下入深度、油井产液量的增加,重力热管的传热效果变好。     

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)。     

提高粉煤灰低密度水泥体系早期强度的研究

针对粉煤灰低密度混合材水泥的早强问题展开研究,用实验方法分析探讨了粉煤灰低密度混合材水泥在水化反应过程中的作用机理,开发出了一种高效的能够适用于低温低密度体系的早强剂DY,使得粉煤灰低密度水泥早期强度得到显著的提高。粉煤灰混合材低密度水泥在低温下早期强度的提高,主要通过水泥与粉煤灰之间的相互作用来实现。正反两方面的实验结果表明,水化反应使早期释放更多的Ca²⁺和OH^-,引发了粉煤灰的火山灰反应,从而促进了粉煤灰混合材水泥早期强度的发展。该产品有望在低压井、易漏井、长封固段井等复杂条件下使用。粉煤灰混合材水泥能够满足复杂井固井作业的要求,并且具有可观的经济、环保效益。     

纤维素吸水树脂的合成及应用研究

叙述了以纤维素为原料制备纤维素吸水树脂的方法,并对其在水泥固化过程中的作用和对水泥硬化后的强度的影响进行了探讨,结果是加入纤维素吸水树脂后不仅能增强水泥的保水性而且能提高水泥强度.     

矿渣MTC胶结物抗腐蚀性能研究

随着矿渣MTC技术的发展和应用,矿渣MTC胶结物的抗腐蚀性能日益受到人们的关注。矿渣MTC胶结物的抗腐蚀性能直接关系到矿渣胶结物后期性能,并影响井和套管的使用寿命。分析了矿渣MTC胶结物可能受到的几种腐蚀类型及其机理,实验验证了矿渣胶结物具有较强的抗NaCl、Na₂CO₃、Na₂SO₄、MgSO₄侵蚀的能力,但易受酸性介质腐蚀;实验发现了加入胶乳能较大幅度提高矿渣胶结物抗酸性介质腐蚀的能力,并对胶乳提高矿渣胶结物抗酸蚀能力的原因进行了分析。