基于响应面法扩散箱参数对混浆性能的优化

目前针对扩散箱结构对混浆循环系统内气体含量以及混浆罐“冒灰”现象影响的研究相对较少。为了明确扩散箱结构对固井再循环系统含气量以及罐顶冒灰的影响,利用响应面法结合仿真分析的方法,研究了H_(1)(扩散箱出口距液面高度)、H_(2)(混合器出口到液面高度)、v_(1)(再循环速度)及A_(1)(混合器入口角度)对R_(1)(循环介质含气量)、R_(2)(罐顶排气量)的响应。研究结果表明:v_(1)对于2个响应的影响均最为显著,H_(1)、H_(2)、A_(1)随不同的响应其显著程度有所不同;基于响应面法构建的响应拟合函数具有较高的拟合精度,满足设计要求;采用优化模型,在限定范围内获得的优化方案相比于原始方案,其循环介质含气量减小68%,罐顶排气量减小71.4%。该方法可为扩散箱的设计提供一定的技术参考。

固井设备自动混浆和远程控制系统技术研究

本文深入研究了石油和天然气行业中的自动混浆技术与远程控制系统技术,并探讨了它们在固井工程中的应用。自动混浆技术旨在优化水泥浆料的混合过程,确保井筒的稳固性和安全性,以及提高生产效率。远程控制系统技术允许操作员在远距离监控和控制设备,减少了操作风险,提高了操作效率。本文还介绍了自动混浆和远程控制系统的融合,以及它们在数据共享、协同作业和故障诊断方面的应用。这种集成技术为石油和天然气行业的固井工程带来了巨大的好处,包括降低操作成本、提高生产效率和操作员的安全性。

溶洞—裂缝性井漏情况下水泥堵漏形成混浆的原因分析及预防措施

川渝地区碳酸盐岩地层 ,由于强烈的地质运动和地下水的溶蚀作用 ,存在着许多裂缝和溶洞。在钻井过程中 ,常因钻遇裂缝和溶洞而发生恶性井漏失返 ,此时井内有一定动、静液面但不在井口。针对这种恶性井漏 ,常采用水泥或水泥混合其它材料堵漏。在注水泥堵漏施工作业中 ,由于水泥浆与钻井液密度值相差较大等多种原因 ,往往形成较多的混浆 ,影响水泥胶结质量 ,甚至难以形成有效的水泥塞 ,致使水泥堵漏失败。文章在水泥堵漏施工工艺方面对形成混浆的原因进行了定量的分析 ,提出了确定合理的堵漏钻具下入深度、控制水泥浆密度。

浆混花岗岩专题填图方法初探——以东昆仑加鲁河地区为例

东昆仑造山带花岗岩中广泛发育暗色微粒包体,含有丰富的壳幔岩浆混合作用的证据,被认为是研究岩浆混合作用的天然场所。适逢近阶段同源花岗岩谱系填图方案在造山带岩浆混合(浆混)花岗岩图区实践时深受质疑,本研究以东昆仑加鲁河地区浆混花岗岩为例,开展浆混花岗岩区专题填图试点工作,旨在探索一套适合浆混花岗岩填图的岩石单位划分方案。从野外地质、岩相学、岩石和矿物化学等不同角度论证了加鲁河花岗闪长岩及其内部包体形成于开放体系下的壳幔岩浆混合作用。在填图工作中,将图区内的岩浆岩划分为浆混花岗岩和非浆混花岗岩2个超单元。以岩浆混合作用为理论依据,将浆混花岗岩超单元划分为基性端元、酸性端元和浆混产物3个二级单位,对于2个端元岩石单位按照其矿物组成、结构构造等方面的差异(岩浆演化导致)再次划分最基本岩石单位——侵入体,对于浆混产物单位,建议可按照岩浆混合程度差异或者内部包体变化规律灵活划分基本岩石单位——浆混体。由此建立了一套可与同源花岗岩谱系单位相兼容的浆混花岗岩谱系单位划分方案,为岩浆混合花岗岩区开展填图工作提供了初步探索方案。

油气井固井水泥混浆段声学特性分析

套管、水泥环、地层3介质的声学特性是影响声波水泥胶结测井结果的关键因素。井下水泥环形成后,分为纯水泥段和水泥浆与隔离液或钻井液的混浆段。以油气井水泥混浆段为主要研究对象,提出利用超声波测试与孔隙度测试等为实验手段,分析了混浆段的声学特性及其形成机理。结果表明:水泥浆含量越低,混浆段凝固时间越长,抗压强度值越小,孔隙度越高,声阻抗值越小,从而CBL声幅曲线值越高;相同测试条件下,相同体积比的水泥浆与钻井液混浆水泥石的孔隙度高于水泥浆与隔离液混浆水泥石的孔隙度,这是前者声速值低于后者声速值的本质因素之一;GYW201隔离液除能更好地改善第一界面与第二界面实际固井质量外,还能得到更好的CBL声幅曲线,具有较好的工程应用前景;掌握混浆段凝固特性、强度特性、声学特性可对工程测井时间的确定和CBL声幅曲线的水泥环声阻抗校正以及固井质量的精细评价提供参考。

国内固井混浆装备的密度控制技术仿真与分析

随着油气勘探开发过程中大直径井、深井和超深井的应用越来越多,特别是海洋资源的进一步开发,对固井水泥浆密度控制的精确性与稳定性提出了更高的要求。鉴于此,以应用于海洋固井的国产主流固井混浆装备为例,首先介绍了固井混浆控制系统的技术现状,分析了影响密度控制性能提升的技术难点与主要问题,明确了现有控制方案的不足,提出了相应的改进方案;然后利用机理建模与计算机仿真技术,研究了水泥浆混拌的动力学过程,明晰了混拌过程中水泥浆密度场和水泥灰固相颗粒速度场的分布规律及其随时间的演化过程;最后研究了PID、PID+前馈两种控制算法作用下,水泥浆密度与进灰阀开度对外部干扰的抑制能力、对密度设定值改变的跟踪能力,验证了控制算法改进的必要性与可能性。研究结果可为固井混浆系统的性能提升提供参考。

造山带异源浆混花岗岩理论与方法研究

1∶5万花岗岩填图方法在区调工作中推广以来,在造山带花岗岩调查实践中,由于造山作用及过程的复杂性,花岗岩浆的多源及多样性,使同源岩浆演化理论及方法遇到了难题。文章在新一轮1∶25万造山带试点图幅,在对同源岩浆演化理论及方法的适用性进行探索的同时,提出了异源浆混理论指导造山带内部浆混花岗岩(H型花岗岩)的填图方法。并就异源浆混花岗岩鉴别标志等作了系统总结,提出了浆混组合、浆混单元、浆混体,填图的理论方法体系;给予了浆混花岗岩明确的定义。

滇西北独龙江花岗岩中浆混包体特征

班公湖-东巧-怒江结合带(南段)西侧的独龙江花岗岩可划分为2个序列。早期序列(龙岗不若序列)富含混杂包体和混成包体。前者包括(石英)辉长苏长岩、辉长岩及辉长辉绿(玢)岩;后者由闪长岩、石英闪长玢岩、安山岩、安山玄武岩组成。从地球化学特征看,这些岩石由同源岩浆分异,并与生成寄主岩石的酸性岩浆混合而成。地球化学图解判别,浆混包体属钙碱性玄武岩系列,形成于岛弧环境,与寄主岩石———龙岗不若序列的生成环境一致。该类包体的存在,进一步证明了独龙江花岗岩早期序列(龙岗不若序列)由壳幔混源岩浆形成。

淤浆共混法制备碳纳米管/天然橡胶复合材料及其性能的研究

采用淤浆共混法制备碳纳米管(CNTs)/天然橡胶(NR)复合材料,并对其性能进行研究。结果表明,与机械共混法和胶乳共混法相比,淤浆共混法可以使CNTs良好地分散于NR基体中,所制备的CNTs/NR复合材料导热性能均匀,拉伸强度和撕裂强度提高。

浆料混溶性对共混浆膜力学性能的影响

针对浆料混溶性对共混浆膜力学性能的影响,以变性淀粉/聚乙烯醇(PVA)共混物为研究对象,探讨了变性淀粉/PVA间的共混比、PVA醇解度对共混物浆膜性能和浆液黏附力的影响,并通过扫描电子显微镜和X射线衍射仪对共混浆膜的织态结构进行了微观表征,分析了浆料组分数与浆膜性能的关系。结果表明,当PVA1799与变性淀粉的共混比为40∶60时,共混浆膜的断裂强力、断裂伸长达到最大值,纯棉粗纱的浆液黏附力较理想;低醇解度的PVA会使共混浆膜的相畴增大,结晶性变差,削弱了共混膜的各项力学性能。为提高浆料的混溶性,增强共混膜的力学性能,浆料配方组分宜尽可能少。

测量混浆浓度的新型传感器

一种测量混浆浓度的新型传感器,其结构简单、成本低、精度高且可靠性强。不仅可以应用于混浆浓度的测量,而且能够应用于其它酸、碱、盐等强腐蚀性溶液的浓度测量,在生产实际中应用前景广阔。

新型海上固井批量混浆橇的研制

为了满足石油固井作业对固井设备提出的更高要求, 研制了JCMS210—03型批量混浆橇。该混浆橇采用模块化设计, 集合了许多当今成熟的技术和产品, 同时进行了许多技术创新。采用喷射混合器、搅拌器和再循环离心泵 3种混合方式, 确保系统具有很好的混浆效果; 采用分体式设计,可迅速拆分和组装, 方便于吊装及运输; 采用闭式液压系统, 减少散热量的同时减小了油箱容积;采用变量控制方式更能满足各种工况需要。试验表明该批混橇性能可靠, 功能实用, 操作简捷, 吊装运输方便, 适用于海洋和陆地油田, 是石油固井作业的必要设备。

磷酸氢二钠对海水混浆淤泥土加固的激发作用和缓蚀作用

首先通过力学试验研究表明,在添加弱碱性无机盐Na2HPO4的情况下水泥土的强度可以有较大幅度的提高;其次,水泥土无荷和有荷膨胀试验表明在Na2HPO4掺量0.25%(质量百分比)时,可以获得较好的膨胀控制效果;再次借助于失重法研究Na2HPO4对钢材的缓蚀效果,表明该配方可以有效地降低海水水泥浆液对#45号钢挂片的腐蚀作用;最后通过扫描电镜直接观测法研究了海水混浆水泥土在添加缓蚀剂后的结晶状态变化情况,表明无机缓蚀剂Na2HPO4可以提高水泥土的结晶度,增强力学性能。研究表明添加适量Na2HPO4和超细硅粉的海水混浆淤泥土在提高水泥土强度的同时,能够将膨胀控制在合理的范围内,同时起到了良好的缓蚀作用。

新型液灰双控全自动混浆固井车的研制

目前固井车车台作业普遍采用由车台和底盘共同提供动力,作业成本高,固井车的可靠性严重受底盘故障的牵制,同时错综复杂的低压管汇占据了整车台面空间,不便整车后期维护和作业附件随车运送,而且影响整车美观性。为此,研制了新型液灰双控全自动混浆固井车。该车在车台上配置了小型发动机作为液压站来辅助主发动机给整个车台提供动力,从而实现了车台装备独立作业。同时该车还改进了低压管汇设计,留出了附件的存放空间和后期维护空间。该固井车功率大、泵压高、排量大、性能稳定、安全可靠,能够实现超压保护和智能混浆,能独立适应各种探井、超深井的固井作业,满足现代油田作业需要。

固井连续混浆自动控制系统开发及应用测试

针对我国固井作业自动化水平不高、控制软件缺乏,以及国外同类先进技术严格封锁的现状,设计开发了适应我国面向“一键式”全自动固井作业的连续混浆控制系统,并在模拟实际固井作业工况下进行了应用测试。该系统由涵盖11个阶段的固井作业全流程、混浆密度/料位协调和包括5个阶段的自动清洗控制等子控制系统构成,实现了作业设备运行参数的实时采集全覆盖,并在统一的信息平台上实现供液、供灰、混浆和泵注等多设备的集成管理与控制。应用测试结果表明,所开发的控制系统能够显著提高固井装备自动化能力和精准连续施工水平,混浆密度的超调量和调节时间分别小于0.5%和68 s,水泥浆密度控制偏差≤±0.01 g/cm^(3)。所得结论可为固井作业工艺和操作的智能化提供理论参考。

HJC16型批量混浆车的研制

随着固井工艺的不断创新和发明,油田对固井设备的要求越来越高,连续地、大批量地混配出高质量的水泥浆是当今世界固井技术的发展方向。通过市场调研,研发了一种批混罐容积为16m3(100桶)的车装式固井批量混浆车,包括2个容积为8 m3(50桶)的批混罐、混浆罐、自动混浆控制系统及可以连续批量混浆的管路流程、液压系统等。对HJC16型批量混浆车整体方案及技术重点进行了详细介绍。

新型固井水泥车自动混浆时各系统的配合技术

自动混浆固井作业是新型固井水泥车的主要功能,根据自动混浆装置的工作原理,需要各系统的密切配合才能实现。提出了自动混浆时各系统(包括润滑系统、液压系统、气路系统)的技术要求,以及柱塞泵超压保护和管路调整,目的是使自动混浆固井作业能安全顺利地实施。

磷酸氢二钠对海水混浆淤泥土加固的激发作用和缓蚀作用

首先通过力学试验研究表明,在添加弱碱性无机盐Na2HPO4的情况下水泥土的强度可以有较大幅度的提高;其次,水泥土无荷和有荷膨胀试验表明在Na2HPO4掺量0.25%(质量百分比)时,可以获得较好的膨胀控制效果;再次借助于失重法研究Na2HPO4对钢材的缓蚀效果,表明该配方可以有效的降低海水水泥浆液对#45号钢挂片的腐蚀作用;最后通过扫描电镜直接观测法研究了海水混浆水泥土在添加缓蚀剂后的结晶状态变化情况,表明无机缓蚀剂Na2HPO4可以提高水泥土的结晶度,增强力学性能。研究表明添加适量Na2HPO4和超细硅粉的海水混浆淤泥土在提高水泥土强度的同时,能够将膨胀控制在合理的范围内,同时起到了良好的缓蚀作用。

采用混浆泛丸工艺提高水丸均匀度的实验研究

采用湿法混浆起模,成型率高,丸模均匀,比传统法提高均匀度21.4％。以混浆泛丸,可使丸粒均匀度达到94.7％、较传统法提高17.6％。可有效地控制水丸的重量和装量差异,保证丸药的质量。