低密度水泥固井对套管波幅度的影响及其校正方法

在采用声波全波列测井评价固井质量时,由于低密度水泥比高密度水泥的声耦合差,会对评价结果造成很大的误差。通过数值模拟和波形对比,分析了低密度水泥固井对套管波幅度的影响,进而提出了在固井质量评价中的套管波幅度校正方法,把低密度水泥固井的套管波幅度校正到高密度水泥固井时套管波幅度,这样可用常规水泥固井评价标准来进行评价。实际资料处理证明了该方法的有效性。

全波列声波测井评价低比重水泥固井质量向题探讨

本文通过模拟计算套管井中理论波型，分别讨论了钢—水泥—地层胶结好坏三种情况，认为全波列声波测井不仅能评价低比重水泥固结质量，而且还能解决水泥胶结第二界面问题。这对石油工业勘探开发过程中，提高固井质量、防止油层污染，油水窜流等现象有着十分重要意义。

油田水泥固井车柱塞泵的运动仿真和分析

根据设计依据,首先进行柱塞泵液力端的运动分析,利用虚拟样机技术建立固井车柱塞泵部件的三维实体模型,实现它们的虚拟装配及布置优化;具体是运用CATIA进行油田水泥固井车柱塞泵的模型建立和运动仿真,再将模型导入到ADAMS中进行运动分析,根据发动机特性参数,传动系参数以及整机其他参数计算出整车的动力性、稳定性、通过性、制动性等性能参数,实现整机性能测算,并由此优化出装备的最优布置。

奔驰双机双泵水泥固井车可靠性影响因素及改进措施

针对奔驰双机双泵水泥固井车使用中存在的问题,分析了影响因素,提出了改造方案。通过设计和改进,克服了该车存在的缺陷,恢复了使用性能。现场应用表明,该车完全满足实际生产需求,大幅提高了可靠性,对油田在用的特种车辆、工程机械的改造维护提供参考。

液氮泡沫水泥固井工艺及施工技术研究

钻遇低压易渗漏、漏失层或浅表裂缝性等底层,容易出现严重的井漏或井涌事件。本文对液氮泡沫水泥固井工艺及施工技术进行了简单分析。

煤矿瓦斯抽排立眼套管安设及水泥固井工艺探讨

在煤矿瓦斯抽排立眼施工的过程中,套管安设及水泥固井是2个关键性的工序,如果出现失误,便可能产生严重的工程事故,甚至可能使整个工程报废。通过对坪上煤矿瓦斯抽排立眼工程的套管安设及水泥固井工序的施工,吸取了一些套管安设的事故教训,总结了一些套管安设、水泥固井的经验,可对今后类似工程的安全施工提供帮助。

水泥固井质量检测方法探讨和评估

低密度的水泥浆是最近几年才发展起来的一项固井技术。在整个中低压的产层增加的情况下,采用一种低密度的水泥井进行灌浆对于提高单井的相应产能和增加相应的勘探储量以及对于汽油的开发都具有重要的意义,同时也得到了比较充分的应用。但是,因为空心微珠的加入充分的改变了水泥石与水泥浆的本来性能,直接的导致了声幅的测井不可以准确的对固井质量进行评价,这样是不利于该项技术的推广的。所以,对水泥固井相对质量在实际的测量方法上进行了具体的评估和分析,希望可以给有关人士提供参考性意见。

岩盐井水泥固井工艺

岩盐井水泥固井工艺甘肃省地矿局第一水文地质工程地质队杨志刚我队在甘肃省漳县盐井矿区的施工中，在无专门水泥固井设备的情况下，利用自己设计加工的一套固井水泥搅拌及灌注设施共施工岩盐井５个，获得了较好的效果。１岩盐井设计要求岩盐井设计最深为４００ｍ，最浅为...

纳米材料在二氧化碳地质封存固井水泥中的研究与应用进展

纳米技术的发展促进了纳米材料在固井水泥中的应用。纳米材料具有高比表面积和高反应活性等特点,即使用量少,也能有效改善固井水泥的性能,从而突破封存条件下传统水泥基材料的使用局限。综述了纳米材料对固井水泥的改性作用,分析了应用于固井水泥的纳米氧化物材料、碳纳米材料和纳米矿粉三类纳米材料,重点阐述了纳米材料在固井水泥中的作用机理、改性效果和应用进展。最后对纳米增强水泥基复合材料在CO_(2)地质封存中的应用进行了展望。

硅灰石纤维增强页岩气固井水泥力学性能及影响研究

页岩气作为一种清洁、高效的非常规能源,开采过程中需要进行压裂作业,对固井水泥石提出了较高的韧性要求,本文研究了硅灰石纤维增强页岩气固井水泥力学性能和微观结构。试验结果表明:页岩气固井水泥具备更加优异的抗压强度和抗折强度。掺杂一定量的硅灰石纤维有利于水泥石力学性能的提高,使水泥石具备更好的韧性,硅灰石纤维的最佳掺量为5%~10%。通过微观测试分析发现,硅灰石纤维增强水泥石力学性能一方面是因为硅灰石纤维参与水化反应,消耗氢氧化钙形成水化硅酸钙,提高其与水泥基体的粘结力;另一方面是因为当水泥石受到外力而产生裂纹时,硅灰石纤维能够使得裂纹发生偏转阻碍裂纹的拓展,进而起到增韧止裂的作用。

不同固井水泥浆体系防气窜能力研究

【目的】为了研究常用的几种水泥浆体系防气窜性能,并建立科学的评价方法,同时指导施工现场进行水泥浆体系配方的调整。【方法】在对固井水泥浆发生气窜机理研究的基础上,采用自制的水泥浆防气窜评价设备,建立水泥浆防气窜能力评价方法,测试并研究不同水泥浆体系的防气窜性能。【结果】结果表明,高水灰比不利于水泥浆防窜,防窜材料能够明显提升水泥浆防窜能力。【结论】研究得出,后期水泥浆防窜能力研究应聚焦在高压下模拟水泥浆气窜效果及弹性颗粒材料等方面。

遇CO_(2)自修复防腐固井水泥浆体系研究及应用

针对在CCUS井下难以维持水泥石长期完整性的问题,构建了一种遇CO_(2)自修复防腐固井水泥浆体系。该体系引入了自修复材料以及防腐材料,配合其他外加剂形成了密度1.9g/cm^(3)的水泥浆体系。该自修复水泥浆体系常规性能良好,能够达到固井施工的要求。研究了该体系的防腐性能以及自愈合性能,研究结果表明,腐蚀30d后水泥石的腐蚀深度小于1.00mm,CO_(2)腐蚀后抗压强度增强。腐蚀30d后,造缝自修复水泥石的抗压强度相对增长百分比为149.30%。腐蚀12h和24h后,水泥石的自修复率分别为97.64%和97.97%。本文构建的自修复防腐固井水泥浆体系能够有效推进CCUS技术发展以及助力CO_(2)上百年的封存。

纳米二氧化硅分散方式对固井水泥浆性能影响研究

结合实际固井作业的特点,分析干法分散、高速湿法分散与超声波湿法分散三种不同分散方式条件下纳米二氧化硅对固井水泥浆流动度和水泥石抗压强度、孔隙度、渗透率等性能的影响,利用扫描电镜(SEM)分析不同分散方式对水泥石微观结构的影响。结果表明:分散方式对纳米二氧化硅改性固井水泥浆的效能有着重要的影响,且随着纳米二氧化硅掺量越高,分散方式的影响越明显。当纳米二氧化硅掺量达到1.5%时,采用超声波湿法分散方式制备的水泥浆流动度仍有20cm,水泥石的3d、7d和14d抗压强度分别提高了18.75%、16.53%和12.26%,孔隙度和渗透率分别降低了19.6%和34.9%,内部微观结构变得致密。

基于前馈解耦的固井水泥浆密度控制仿真研究

由于固井水泥浆液位控制和密度控制系统存在大惯性、长时滞和强耦合等问题,传统的PID控制方法难以取得良好的控制效果。提出了一种基于前馈解耦的液位和密度控制策略。首先依据流量守恒和质量守恒原理,采用机理建模法构建了固井水泥混浆系统的数学模型;然后利用数学模型计算水泥混浆系统在稳态工作点的相对增益矩阵,得到了液位密度控制过程的最佳变量配对方式和耦合程度,进一步设计了水泥浆液位和密度控制的前馈解耦控制器;最后基于Matlab/Simulink软件对PID控制和PID前馈解耦控制方法进行了仿真模拟。结果表明:相较于传统PID方法,PID前馈解耦方法能有效补偿液位控制与密度控制的耦合作用,液位控制的超调量减少了26.1%,调节时间从123.503 s减少到32.090 s,密度控制调节时间从62.620 s减少到20.542 s。前馈解耦控制器能较好地提高系统稳定性和缩短响应时间,改善系统控制性能,对于提升固井作业质量和效率具有重要意义。

固井水泥车柱塞泵盘根和柱塞拆装工具的研制

针对固井作业维护柱塞泵的过程中,现有的工具和方法已经满足不了日益精细、追求安全高效的生产工作需求这一问题,研制了水泥车柱塞泵盘根、柱塞拆装工具,对盘根和柱塞的安装拆卸方法进行升级,改进技术不足,为固井安全生产提供有力保障。

含CO_(2)气体油气井防腐固井水泥浆体系研究

在含CO_(2)气体油藏中,CO_(2)对油井固井水泥石的腐蚀给石油开采带来了严重的安全问题。基于CO_(2)对水泥石的腐蚀机理、水泥浆各种外加剂的作用机理,通过实验来遴选水泥浆体系中防腐剂及其比例,并确定其他外加剂添加量,最终构建出能有效防止CO_(2)腐蚀的水泥浆体系。此体系下的水泥浆需要的稠化时间能控制在3~5 h范围内,失水量小于50 mL,无自由液,水泥石在24 h内抗压强度大于14 MPa。所得的水泥浆和水泥石的其他各项性能也均符合室内实验和实际固井的要求。

基于紧密堆积理论的深水低密度三元固相水泥浆体系

深水浅表层固井作业过程中由于海底低温导致水泥环早期力学强度发展缓慢、内部密实度不高,易引发水气窜流,进而导致固井质量低劣甚至密封失效等复杂情况。为此,采用分形特征方程对G级油井水泥、纳米CaCO_(3)(NC)和漂珠(CS)进行紧密堆积,然后结合室内实验评价,优选出了一套密度为1.50 g/cm^(3)的具有低温早强性能的三元固相水泥浆体系,并利用抗压强度测试、XCT、SEM等方法对紧密堆积体系的增强机理进行了表征和分析。研究结果表明:(1)三元紧密堆积体系早期力学强度发展快速,在10℃的低温条件下,24 h抗压强度可达3.5 MPa以上;(2)相比于相同密度的NC二元体系和CS二元体系,孔隙率降低了19.10%~33.05%,抗压强度提高了7.0%~21.1%;(3) NC可以为水泥水化提供成核位点、填充细化孔隙,CS可以部分替代水而提高体系致密性,在两种材料的协同作用和紧密堆积效应下可实现早期力学强度的快速发展。结论认为,三元固相级配水泥浆体系利用紧密堆积理论发挥了3种材料的各自优势,进而实现了早期力学强度的快速发展,对于深水井表层套管固井作业防止水气窜流具有很好的理论指导意义和应用推广价值。

纤维增韧矿渣-粉煤灰地聚合物固井水泥浆研究

针对地聚合物固井水泥浆在温度、压力及注采等复杂条件影响下,易因增韧不足而产生裂缝,导致完整性被破坏,严重影响油气生产安全的问题,开展了不同掺量的玄武岩纤维、碳纤维、玻璃纤维和聚乙烯醇纤维对地聚合物固井水泥浆的增韧效果的实验研究。实验以抗折强度、抗压强度和压折比作为宏观评价指标,通过荷载-挠度曲线计算出不同纤维掺入后水泥石的等效弯曲强度与等效弯曲韧性,优选出适合地聚合物水泥浆的增韧纤维。实验结果表明:1)养护3天时,掺入纤维后水泥石的力学强度呈先增大后减小的趋势;2)玄武岩纤维的增韧效果最好,最优掺量为0.5%,抗折强度达到了5.95MPa,比未掺入纤维提高51%,起到了明显的增韧效果;3)对掺入玄武岩纤维的水泥石进行SEM观察,发现玄武岩纤维与地聚合物材料结合紧密。以上成果认识,对矿渣-粉煤灰地聚合物固井水泥浆的增韧研究具有一定的指导意义。

填料水泥导热性能实验及对U型地热井取热影响的数值模拟研究

地层与井筒之间的导热性能是以热传导为主的U型地热井技术取得成功应用的关键因素之一。针对U型地热井如何提升固井水泥的导热性能问题,采用室内实验和数值模拟方法研究了导热填料对固井水泥导热性能和取热效果的影响。研究结果表明,石墨相比于实验所用其他填料而言具有更好的提升固井水泥导热性能的潜力;随着石墨掺入比例的增加,固井水泥的导热系数近似线性增加,而抗压强度近似线性下降;高掺入比例的石墨固井水泥能显著提高工作介质在U型井水平段入口处的温度,但由于U型井换热主要发生在较长的水平段上,从长期运行来看过高的掺入比例并不能显著提高取热效果,建议固井材料中石墨掺入比例控制在10%左右。研究结果对U型地热井固井水泥导热填料类型筛选和掺入参数确定具有重要意义。

纳米改性固井水泥在CO_(2)地质封存中的应用现状及进展

论述了纳米固井水泥和CO_(2)封存的研究现状。总结了CO_(2)腐蚀固井水泥的机理:淋滤作用、碳化作用、溶蚀作用和协同作用和水泥防腐蚀机理,目前提高固井水泥的防CO_(2)腐蚀能力的途径有以下三点:(1)适量减少固井水泥的碱性物质;(2)降低固井水泥的钙硅比(Ca/Si);(3)充填固井水泥内外部孔隙,阻断CO_(2)腐蚀性流体进入固井水泥内部的通道。重点论述了纳米固井水泥浆的防CO_(2)腐蚀性能。展望了纳米水泥在CO_(2)封存中的应用。