煤层气井超低密度水泥浆体系研究

煤层气固井具有井身浅、井底温度低、稠化时间长、流动性差、失水量大、易发生气窜等特点，常规水泥浆体系无法满足该类井的固井要求。依据颗粒级配原理，利用分形级配模型得出固相材料的理论配比，通过优选外加剂配制了超低密度水泥浆体系。性能评价试验表明，该体系的悬浮稳定性和流变性能较好，失水量和析水率很低，稠化时间可调范圈大，同时早期形成的水泥石也具有较高的抗压强度，由此说明该超低密度水泥浆体系在低温条件下具有较好的综合性能。     

双凝双密度水泥浆体系在方正地区固井中的应用

方正地区地层流体分布状况不清，固井封固井段较长，固井质量难以保证。为解决方正地区易漏失及长封固段井的固井质量问题，在分析影响固井质量主要因素的基础上，通过室内试验，优选出双凝双密度水泥浆体系。研究结果表明，当该体系的首浆密度为1．60g／cm3（缓凝剂加量6ml）、尾浆密度1．90g／cm。（速凝剂加量为12％）时，可以降低长封固井段施工水泥浆的液柱压力，减少地层漏失，有效保护油、气层，从而显著提高了固井质量。     

一种能有效保障井筒完整性的高强韧性水泥浆体系研究

固井后套管-水泥环-地层会形成一个胶结体,即固井屏障。固井屏障在油气井生产过程中,要受到各种载荷的作用,会导致固井屏障密封系统失效。为保证井筒的完整性,目前主要的解决办法是使用胶乳水泥浆体系,但是该体系有一个较大的缺点就是用量大、费用高。室内通过优选增韧材料GBS-51,其质量分数在2%~5%变化时,水泥浆性能能够满足常规固井作业的要求。为了能够在有效保证固井屏障良好完整性的情况下,降低生产作业成本,将GBS-51与胶乳复配(其中胶乳仅起到偶联剂的作用,用量较少),成功构建了一套高强韧性水泥浆体系,试验结果表明:该韧性水泥浆体系能够有效地控制成本,且适用温度范围广,可以满足不同井底温度的固井作业,形成的水泥石韧性以及其他物理特性优良,有利于保障井筒完整性。     

霍101井超高密度水泥浆固井技术应用

霍101井位于准噶尔盆地霍尔果斯背斜,完钻井深3250m,该井在三、四开段安集海河组及紫泥泉子组选用高密度油基钻井液体系,属于典型的高压油气井,实钻过程中钻井液密度达到2.55g/cm3,在高密度油基钻井液井筒中进行技术套管固井施工存在环空顶替效率低;隔离液对环空一、二界面清洗效果差;水基隔离液与高密度油基泥浆混浆流动性差;固井液和设备保温难;固井过程中裂缝漏失风险大等难点。为了确保固井顺利和良好的固井质量,在分析了相关难点基础上,优化了井身结构设计,采用"黏性推移"工艺配制了具有较高黏度和切力的黏性隔离液,并于室内对隔离液做了沉降稳定性及相容性试验,通过优选外加剂和加重材料配制了平均密度高达2.62g/cm3的超高密度水泥浆,首次在高密度油基钻井液环境下应用,通过现场施工,经测井评估,固井质量达到了优质。     

海洋深水表层固井水泥浆体系浅析

海底接近凝固点的温度、海床下大量存在的高压浅层流以及气体水合物等是深水井表层固井作业时遇到的难题。结合深水表层固井技术,对深水表层固井的水泥浆体系性能进行简述,并提出相关措施和建议。     

硅酸钠增强植物纤维基超低密度材料的研究

为增强和改变材料的防火性能,利用液体发泡原理,在制备超低密度植物纤维材料过程中添加硅酸钠、硫酸铝。结果表明：添加40%的硅酸钠和相应的硫酸铝可以提高材料的力学性能。其内结合强度从0.1MPa增加到1.0MPa;静曲弹性模量从12.4MPa增加到87.3MPa,静曲强度从0.2MPa增加到7.3MPa;抗压强度（10%压...     

遇油膨胀水泥浆体系的研究及应用

随着钻井技术的不断提高,各种复杂井、长封固段井、大位移井和非常规页岩井的固井过程中,由于钻井液中混入的油基物质,使套管和井壁表面形成油膜,影响了水泥石双界面的胶结强度,同时也影响着水泥浆的流动性、稠化时间、静胶凝强度和水泥石强度的发展,最终导致水泥浆顶替效率低、压稳失效以及水泥石本身强度和界面胶结强度差,在水泥浆凝固期间发生油气窜,造成层间封隔失败。针对这些问题优选出具有缓水性包衣材料的高吸油树脂和矿物质作为膨胀剂,设计出遇油膨胀水泥浆体系。该水泥浆体系能实现水泥石微间隙或微裂缝的遇油自修复,提高水泥环的胶结强度,阻止地层油气的窜流,实现水泥石的长期完整性。在胜利油田桩西、车西2个油区进行现场试验,油基钻井液有助于提高固井质量。     

纳米低密度水泥浆体系在页岩油水平井固井中的应用

江汉盆地盐间页岩油储量丰富,主要采用水平井和分段压裂方式进行开发.江汉油区盐间页岩油水平井固井存在地层承压能力低、极易压漏地层、水平段封固段长易漏失、气层活跃易发生油气水窜、水平段要进行分段压裂等难点,对固井水泥浆的综合性能要求较高.而常规漂珠低密度水泥浆流变性能差、候凝时间长、水泥石强度低,难以满足现场固井质量要求.针对上述问题,开发了一种新型纳米液体减轻剂CP-56,该材料悬浮稳定性好,通过增大水灰比降低水泥浆密度,可迅速与水泥反应产生交联结构,提高浆体稳定性.辅以适当外加剂,形成了密度在1.40～1.60g/cm3的纳米低密度水泥浆体系.室内试验结果表明,该体系浆体流变性好,失水量小,稠化时间可调,防气窜性能好,抗压强度发展快且强度高,防漏能力好;现场成功应用在江汉油田蚌页油1 HF井,固井质量优质,具有良好的推广应用前景.     

颗粒级配技术的超高密度水泥浆体系研究

为实现缅甸A地区浅层高压气、低温超高密度的油气井的固井,根据紧密堆积理论的颗粒级配原理,在室内建立了紧密堆积颗粒级配模型,通过在单位体积水泥浆内增加固相颗粒,尽量降低水泥浆的水灰比,实现水泥浆体系密度的增加和水泥浆性能的改善。根据颗粒级配模型,利用室内优选出的加重剂铁矿粉的不同粒度颗粒进行了级配加重试验,利用复配后的加重剂所配置的高密度紧密堆积水泥浆体系性能优良,现场固井质量优良,验证了所建立的紧密堆积模型的可靠性。同时,开发和优选了适合高密度水泥浆的外加剂体系,完成了国内首次密度为2.80g/cm3的超高密度水泥浆体系的研制,加有纤维的高密度水泥浆体系具有良好的防漏堵漏功能。     

聚合物氯化钾水泥浆体系性能评价及应用研究

GK-1井位于江陵凹陷涴市断裂带南岗一号断鼻构造,完钻井深3581m,固井目的层位为含钾石岩、石膏以及芒硝的粉质泥岩地层。使用常规盐水水泥浆固井其与地层的胶结质量差,制约着固井质量的提高。为提高含钾石岩地层的固井质量,利用抗盐降失水剂CG80S、防窜增强剂GS12L、抗盐分散剂CF44S、抗盐缓凝剂H21L以及复合加重剂材料CD26F构建了以10%氯化钾盐水作为配浆水的聚合物氯化钾盐水水泥浆体系,并对聚合物氯化钾水泥浆体系的物理性能和抗污染性能进行了评价。室内试验评价结果和GK-1井的现场应用表明,氯化钾水泥浆体系的性能可以满足含钾石岩以及含石岩、石膏以及芒硝的粉质泥岩地层固井要求,具有推广应用的价值。     

防漏堵漏低密度水泥浆室内研究与应用

涪陵焦石坝区块地质结构复杂,漏失严重。韩家店、小河坝、龙马溪等层位的裂缝性漏失尤为突出,固井作业过程中水泥浆漏失严重,导致水泥浆返高无法满足设计要求。为解决固井过程中水泥浆漏失问题,开发研制了一种防漏堵漏低密度水泥浆体系。室内评价结果显示,该水泥浆具有稳定性好、强度高、承压能力高的特性;在压差存在下,水泥浆体系能够快速形成致密薄韧的滤饼,有效阻止水泥浆向地层漏失。现场采用防漏堵漏低密度水泥浆封固直井段,现场固井施工顺利,水泥浆成功返出地面,72h候凝测井结果显示固井质量为优质,说明水泥浆有明显的防漏堵漏功能,具有推广应用空间。     

一种可用于寒冷地区固井作业的抗冻胶乳水泥浆性能研究

对一种可以在寒冷地区进行固井作业的胶乳水泥浆体系进行了详细的性能研究。研究显示,该抗冻胶乳水泥浆具有较好的强度和滤失性能,较短的稠化转化时间,较好的壁面胶结性能,渗透率低,凝胶强度发展快,顶底温差强度高,其水泥浆外加剂具有较低的倾倒点,在温度达到零下15℃情况下,仍然具有较好的流动性,便于油田冬季固井作业。     

固井水泥浆胶乳的合成及性能评价

针对常用的胶乳水泥浆抗盐性能较差、其性能易因盐侵而大幅下降、不利于水泥浆的泵送作业等问题,以丙烯酸丁酯、苯乙烯、衣康酸和功能单体为原料,利用水溶液聚合法合成了一种适用于固井作业水泥浆的胶乳。对产物进行了红外光谱分析,综合评价了胶乳水泥浆体系的性能。研究结果表明,该胶乳沉降稳定性好,抗盐性能优良,加入到水泥浆中可有效降低胶乳水泥浆的游离液量和滤失量,并有效提升水泥石的力学性能。与丁苯胶乳和氯丁胶乳相比,合成的胶乳综合性能更为优良,可有效解决普通固井水泥浆体系稳定性差、脆性大等问题。     

一种能改善盐岩层固井胶结质量的饱和盐水胶乳水泥浆体系的研制

固井水泥浆与盐岩地层间难以形成有效胶结,是造成盐岩层固井质量差的主要原因。为解决这个问题,提出用饱和盐水胶乳水泥浆体系来改善盐岩层固井胶结面的胶结质量。通过试验优选出抗盐胶乳GR1、降滤失剂CG88L等添加剂材料,构建了一套饱和盐水胶乳水泥浆体系,室内对水泥浆体系的抗温性能及其与地层的胶结性能进行了评价。评价结果显示,饱和盐水胶乳水泥浆体系具有广泛的温度适应性和较高的胶结强度。与常规聚合物抗盐水泥浆相比,该水泥浆体系可将水泥浆与模拟盐岩地层的胶结强度提高20%以上,能够有效改善盐岩层固井胶结质量。     

一种胶乳水泥浆缓凝剂的合成及性能评价

为满足深井固井对水泥浆缓凝剂的要求,合成了2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、甲基丙烯酸(MAA)和有机二元酸三元共聚物缓凝剂,经筛选得最佳合成条件为:溶液pH值8~10,AMPS、MAA、有机二元酸质量比5∶4∶2,反应温度110℃,反应时间为3h。室内评价了缓凝剂对胶乳水泥浆体系性能的影响,结果表明:缓凝剂的缓凝效果良好,稠化时间可调,稠化曲线理想;对水泥浆流变性能有一定的改善;能很好的控制游离液量和API滤失量;固化后水泥石抗折、抗压强度高。该合成方法步骤简单,成本低,合成的缓凝剂解决了普通缓凝剂缓凝效果差、不稳定等缺点,应用前景广,更能满足现场的施工要求。     

阻燃超低密度植物纤维材料的热解动力学分析

利用动态热重法,对阻燃剂施加量分别为0、30%、40%的超低密度植物纤维发泡材料的TG-DSC-T曲线进行分析。结果表明,热解过程可分为5个阶段,其中爆燃阶段是控制火灾蔓延的关键,阻燃剂施加量达到40%才有理想的阻燃效果。通过预设热解反应的反应级数,对TG数据线性拟合,根据线性相关度选择合理的反应级数,建立热解各阶段的反应动力学模型,结果显示热解过程中的反应速率越稳定,则反应级数越小。     

干燥过程中超低密度植物纤维材料的尺寸稳定性

因具有“桁架”网状结构的超低密度植物纤维材料在干燥过程中外形尺寸会产生改变,该文研究了干燥温度和应用模具对尺寸稳定性的影响。结果表明:干燥温度低于100℃时,尺寸收缩率与温度之间呈正相关,最大收缩率可超过5％;干燥温度超过100℃时,材料内部出现分层现象。材料置于模具中进行干燥可以消除水平方向的收缩,但高度方向的收缩率大于无模具干燥下的收缩率。      

超低密度油菜田高效立体种植模式的研究与推广

通过田间小区试验和大田试验示范相结合、并采用多年多点的单因子控制研究,建立了油菜田超低密度栽培与间套种相结合的高效立体种植模式。6年连续示范与推广,油菜套种7种不同农作物三茬四作和四茬五作种植模式平均年产值达75112.50元/hm~2,而传统油-稻-稻耕作制平均年产值只有18612.00元/hm~2,以油菜为主栽作物的高效立体种植法比传统栽培法增加产值56500.50元/hm~2,是传统栽培法的4.04倍。超低密度油菜田高效立体种植模式有利于调动城市郊区农民种植油菜的积极性,提高种田的经济效益。     

中原油田油井水泥浆降滤失剂评价研究

阐述了油井水泥浆降滤失剂的作用机理,介绍了中原油田降滤失剂现状。利用降滤失剂评价方法,从不同角度对中原油田降滤失剂进行了评价,确定出了降滤失剂的加量范围,引入降滤失剂经济性能评价系数对降滤失剂进行了经济性评价,优选出了适用于中原油田现场使用的降滤失剂。     

黄籽杂交油菜超低密度栽培单株及其分枝段生产分布试验

试验表明,黄籽杂交油菜在1.2～3.9万株/hm2密度条件下,品种间的单株平均产量、黄红籽频率差异较大.品种间单株分枝段生产力分布表现为"主轴稳、中枝强、两头弱"之态势.