超高温高密度固井隔离液研究与应用

高温高密度井给提高顶替效率的固井隔离液提出了严峻的挑战。通过选用高分子聚合物,辅助高温稳定剂配制出了密度可达2.4 g/cm3的超高密度隔离液,室内研究表明,该隔离液抗温性能达到175℃,具有很好的悬浮稳定性和流变性,与钻井液和水泥浆有较好的相容性及抗污染性,并能延长水泥浆凝结时间,对固井施工安全有保证作用。通过现场一口钻井液密度达2.05 g/cm3的超深井固井应用,固井施工顺利,水泥浆返高界面清晰,过渡段短,水泥环胶结良好,固井质量合格。

抗180℃高温水基隔离液的研制与应用

为解决深层高温固井施工中水泥浆与钻井液相互接触污染,以及高温对隔离液及配套处理剂的影响问题,从而研制出一种相容性良好、抗180℃高温的固井水基隔离液体系,并对其性能进行了评价。室内实验结果及现场应用效果表明,该水基隔离液体系在180℃下具有良好的高温稳定性、流变性稳定,确保了深层油气井的固井施工安全。

塔里木库车山前深井窄间隙小尾管固井技术

库车山前是塔里木油田增储上产的重点区域,井深通常在6000~7000m左右,地质条件复杂,已钻遇井最高温度近180℃,最高气藏压力为150MPa。钻井采用五开井身结构,目的层巴什基奇克组专打,厚度较薄,约为200m,采用尾管固井工艺。井深、温度高(120~180℃)、窄间隙(11~18mm)、小尾管约200m,对水泥浆抗温性能、流变性能及力学性能均提出了挑战,同时部分井采用水基钻井液,滤饼厚、清除困难,保证固井施工安全及胶结质量困难。针对以上难点,优选抗高温高强度水泥浆体系、抗高温冲洗隔离液体系,同时配套固井工艺,形成适合库车山前固井的深井窄间隙小尾管固井技术,可大幅度提升环空的冲洗顶替效率,同时水泥浆强度发展快,有利于提高水泥石胶结质量,确保后期负压验窜顺利实施。该技术在大北1101井φ127mm尾管固井中应用,固井合格率为97.2%,优质率为79.4%,负压差33MPa验窜合格,创山前水基钻井液固井质量最高记录。

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1.3～2.4g/cm3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。

XH高密度抗盐隔离液的室内研究

针对目前存在隔离液与水泥浆及钻井液相容性差的难题,研究出了由XH组成的新型隔离液。XH主要由增黏剂A、悬浮剂B、消泡剂C组成。室内评价结果证明,该隔离液具有优良的加重能力、悬浮稳定性和流变性,其密度可在1.00～2.30g/cm^3范围内调整;具有良好的抗盐性(抗36%NaCl)和抗温性能(抗温130℃),并且与水泥浆和钻井液具有很好的相容性;能防止水泥浆与钻井液的接触污染,有效地提高顶替效率,改善水泥的胶结质量。

一个高粘弹的阴离子蠕虫胶束体系(英文)

以频率扫描和稳态剪切实验研究了140mmol·L-1羧酸盐gemini表面活性剂(C14φ2C14)在100mmol·L-1NaBr条件下溶液的流变行为.在低剪切频率时,溶液呈现出具有单一松弛时间特性的Maxwell流体行为.通过活的高分子模型(living polymer model)分析,C14φ2C14体系在25℃时形成了很长的蠕虫胶束(3.6-6.8μm).冷冻透射电镜也观察到蠕虫胶束的形成.这些胶束相互缠绕,形成了很黏稠的溶液(零剪切粘度高达1.10×104Pa·s),外观呈现胶状.随着温度升高至70℃,体系的相对粘度仍旧保持很高(1.8×104),这在阴离子表面活性剂蠕虫胶束溶液中是很少见的.体系的流动活化能(Ea)约为(141±5)kJ·mol-1.利用动态光散射测定了C14φ2C14聚集体的尺寸分布,证实了这个表面活性剂在5-10mmol·L-1的低浓度时生成了约100nm的大聚集体,这些大聚集体随着表面活性剂浓度的增加很容易转化成棒状直至蠕虫胶束.

火灾下隧道顶隔板植筋胶的安全性研究

苍岭隧道采用了顶隔板式竖井纵向通风排烟,顶隔板与已建隧道衬砌之间采用植筋连接方式,植筋连接在火灾下的安全性关系到顶隔板和隧道内的安全。通过FDS计算了该隧道内部空间在火灾情况下的温度场,以顶隔板与二衬连接处的环境温度作为边界条件,利用AN SY S计算了植筋点的温度变化曲线,结合植筋胶在高温下的性能检测报告研究了植筋胶在火灾高温下的安全性。

抗高温堵漏隔离液的研制与评价

针对地层埋深大,温度高(>150℃)的地区,实际固井生产中存在不同程度的漏失,严重影响固井质量等问题,开发出了一种流变性好、稳定性强、密度范围宽、实现封堵的抗高温防漏型隔离液,通过在隔离液中添加核桃壳刚性架桥材料,并复配以木质素纤维和聚合物可变形胶束,用以在隔离水泥和钻井液时对地层裂缝实现有效封堵。采用自由基水溶液聚合方法,用2-丙酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)和丙烯酰胺(AM)及其衍生物,合成了适用于隔离液的聚合物堵漏剂,通过红外光谱分析,各单体成功参与反应。对复合堵漏剂的配比加量进行了优选,当复配堵漏剂配比为1%木质素纤维+2%聚合物+1%18目核桃壳时,隔离液能达到160℃下5 MPa的堵漏承压能力。通过对隔离液的综合性能的评价,包括隔离液的高温稳定性、流变性能、与水泥浆的流变相容性,证明得到的隔离液的高温稳定性和流变性能优良,在160℃时上下密度差为0.01 g·cm^(-3),与水泥浆的流变相容性、稠化相容性和失水相容性较好,不会影响水泥浆的泵送且不会缩短胶凝时间。

安探1X高温深探井小间隙固井技术

廊固凹陷是华北冀中坳陷3大富油凹陷之一,为华北油田主要产油区,其油层埋藏深,温度较高,井身结构复杂。安探1X井是部署在华北冀中坳陷廊固凹陷的1口风险探井,四开Ф127mm尾管下深5494m,地层温度高达177℃,气层活跃,压稳技术难度大,同时环空间隙小,水泥环薄,对水泥浆高温稳定性、防气窜能力以及对水泥石抗压强度衰退问题提出挑战。针对安探1X井固井难点,筛选出抗高温防窜水泥浆体系,其具有良好的沉降稳定性和游离液稳定性,稠化时间可调,防窜性能强,同时具有180℃高温强度不衰退等特点;通过优选高温悬浮稳定剂,形成抗温180℃冲洗隔离液体系,180℃沉降稳定性小于0.03 g/cm^3。在安探1X井Ф127 mm尾管固井中成功应用,水泥浆固井质量良好,为后期华北冀中坳陷的勘探开发打下了良好的基础。

深井无固相压胶塞隔离液的研究与应用

柴达木盆地深井固井作业中,由于某些钻井液性能不达标或胶塞封闭不严致使部分水泥浆与顶替钻井液发生絮凝反应等原因,导致固井质量电测仪器下不到井底.为此,研制了无固相压胶塞隔离液.通过压胶塞隔离液的抗水泥浆污染性能、高温稳定性能和沉降稳定性能等评价实验,优选出深井完井压胶塞隔离液配方.现场应用结果表明,在胶塞和顶替钻井液之间的300-500 m 的无固相隔离液段,可有效阻止套管内残留水泥浆与钻井液发生絮凝反应,并减缓固相颗粒的沉降堆积,保证电测仪器顺利下井.使用无固相压胶塞隔离液的37 口深井,完井固井质量电测一次成功率达到了100%,有效缩短了完井作业施工周期.

松科2井超高温水泥浆固井技术

针对中国大陆科学钻探松科2井超高温固井难点,采用四元共聚型抗高温降失水剂和三元共聚复合膦酸盐类缓凝剂,提高了水泥浆的耐温稳定性,避免了"热稀释"现象带来的风险,通过调整这2种耐高温外加剂的加量,满足了超高温下控制水泥浆失水量和调整稠化时间的要求。同时,根据颗粒级配及紧密堆积原理,对硅砂的粒径和加量进行优化,使硅钙比接近于1,防止超高温下水泥石后期强度的衰退,另外,优选了由颗粒和纤维共同组成的弹韧性材料,提高水泥石的弹韧性。通过合理配比设计出了抗260℃超高温的水泥浆体系,浆体稳定性好,水泥浆上、下密度差不大于0.03g/cm3,稠化时间为200~420 min,失水量小于100 m L,48 h抗压强度大于20 MPa,后期强度不衰退,7 d抗压强度大于38 MPa。优化尾管悬挂固井工艺,严格控制水泥浆密度,确保不压漏地层,采用耐高温高效冲洗隔离液,提高顶替效率,保证施工安全和固井质量。该体系在井底静止温度为260℃,循环温度为210℃的松科2井四开尾管固井中应用,现场施工顺利,保证了固井质量。

抗超高温高密度油基钻井液用新型降黏剂的性能

针对高温高密度油基钻井液黏度升高的问题,合成了3种降黏剂A、B和C,降黏剂A为缩聚脂肪酸,由十二羟基硬脂酸、聚羟基硬脂酸、硬脂酸、十二羟基硬脂酸与硬脂酸反应后的产物和硬脂酸的均聚物中一种或几种的组合共聚得到,降黏剂B是由脂肪酸或油与聚胺在100~200℃反应,再与马来酸、酸酐在80~150℃反应,用40%的油醇、脂肪酸或缩聚脂肪酸稀释得到,降黏剂C是由缩聚脂肪酸与醇铵、聚氨反应得到的衍生物,对他们的作用机理进行了探讨。以高密度油基钻井液(2.2 g/cm^3)为基浆,加入劣质土污染或用重晶石将密度提高到2.4 g/cm^3,考察3种降黏剂在此条件下的降黏效果。研究结果表明,降黏剂A和降黏剂C可以很好地降低由于劣质固相引起的流变性能超标,可以提高油基钻井液的重复使用次数,降低成本;降黏剂B能很好地调节由加重剂引起的高密度钻井液的增黏,降低对泵压的要求;降黏效率可达77%,抗温达225℃。

中古514井超长封固段固井技术

塔里木油田中古514井是部署在塔中北斜坡奥陶系下统的一口气井,产层含有H2S,其浓度大于50 g/m3,为预防分级箍的长期密封失效问题,进行水泥浆一次上返单级固井,水泥封固段长度达到了5 765 m。通过分析超长封固段固井难点,研制并应用了大温差水泥浆和相适应的隔离液,辅以配套的固井技术措施,保证了水泥返高和固井质量,为简化井身结构、实现钻井"提速、降本、增效"提供了成功范例。

塔河油田盐下井AT9井复合尾管固井技术

为解决塔河油田盐下井后期完井裸眼段长、完井工具难以配套等问题,AT9井实施了一种新的盐下井井身结构,即在同一开次中穿越不同压力体系地层,完钻后结合扩孔、承压堵漏工艺,下入复合套管。通过分析AT9井盐层固井施工难点,提出了具体的技术措施,选用了抗高温抗盐水泥浆及高温隔离液,介绍了固井液的配方及性能。固井施工结果表明,AT9井盐层固井施工顺利,各项指标基本达到设计要求,试压合格,盐膏层段、177.8 mm套管鞋处封固质量为优质;采用的抗高温抗盐水泥浆及隔离液性能满足塔河油田盐膏层井的固井要求,具有推广应用前景。提出了有关优化钻井液性能和管串结构的建议。

无固相清洗型隔离液研究与应用

针对隔离液中的固相会对井下裸眼段和渗透率较高的砂岩等主要油层段造成污染,开发了一种无固相的清洗型固井隔离液,并对隔离液的综合性能进行评价。实验结果表明,无固相隔离液密度在1.00~1.80 g/cm^3之间可调;隔离液在180℃下养护后上下密度差为0,未出现高温沉降现象,具有良好的抗温性能;隔离液的塑性黏度小于6mPa·s,屈服值为0 Pa,为牛顿流体,易实现紊流顶替;有机盐钻井液、抗盐水泥浆与隔离液以不同比例混合后,流性指数值增加,稠度系数值降低,说明隔离液与有机盐钻井液和抗盐水泥浆具有良好的相容性;隔离液与不同比例抗盐水泥浆混合后,混浆的稠化时间变长,能够确保施工安全。隔离液对井壁上的虚泥饼及油污等的清洗效率在90%以上,有利于形成提高水泥胶结质量的水湿环境,提高固井质量。无固相隔离液在伊拉克市场现场应用29井次,应用效果良好,有效地解决了高压盐膏层固井难题。

准噶尔盆地南缘深井、超深井超高温超高密度水泥浆体系研究及应用

针对新疆油田南缘深井、超深井的一些地质特点,阐述了固井的主要技术难点,重点从水泥浆技术方面提出了技术难题和解决措施。运用颗粒级配原理,通过大量的室内实验,选取粒径合适的加重材料和充填材料,并确定合适的加量,设计出最高密度范围2.70 g/cm^(3)、最高温度200℃,各项性能满足固井技术需求的超高温超高密度水泥浆,解决了超高密度水泥浆在超高温环境下稳定性差、浆体流变性差、抗压强度发挥慢、难相容等技术难题。该体系在新疆油田南缘区块上已成功使用。

水电解装置用无石棉静密封垫片的研制

介绍了聚四氟乙烯（ＰＴＦＥ）无石棉密封垫片的研制，以耐碱玻璃纤维、三氧化二铝、二硫化钼填充的ＰＴＦＥ静密封垫片，其综合性能已达到ＰＴＦＥ石棉垫片的技术指标，可以满足水电解高温、中压工艺的使用条件。

鄂深2井固井技术

鄂深2井是青海油田在柴达木盆地鄂博梁Ⅲ号构造内一口重点预探井,三、四开钻遇多层气层和高压盐水层,油气显示良好,地层流体活跃,多次发生溢流,钻井液密度均在2.15 g/cm3以上,是青海油田勘探开发以来钻井液密度最高的一口井,但同时四开井段又存在不同程度的漏失。该井的钻探为发现、研究和评价鄂博梁Ⅲ号构造天然气储量具有十分重要的意义。固井采用加入高温抗盐降失水剂、复合超细增强材料、改性纤维的加重水泥浆,使水泥浆具有抗温、抗盐、顶部强度高、防漏堵漏效果好的特性,优化加重前置液,通过压力控制技术、提高顶替效率技术、尾管固井工艺实现了压稳和防窜的目的,确保了该井技术套管和生产尾管固井质量。

中高温大曲制作过程中火圈真菌菌群演替规律及其风味功能

【背景】大曲真菌为白酒发酵过程提供发酵剂和糖化剂,火圈为白酒生产提供重要的风味物质,但针对火圈真菌的菌群演替规律及风味功能尚不清楚。【目的】探索中高温大曲火圈真菌菌群演替规律及风味功能,为优化制曲工艺,提升白酒品质提供理论支撑。【方法】使用顶空固相微萃取结合气相色谱质谱联用技术和内转录间隔区扩增子测序技术,结合中高温大曲制作过程火圈的理化参数,采用冗余分析的手段对大曲制作过程中火圈真菌演替规律及风味功能进行解析。【结果】大曲火圈中的乙酸乙酯、丁酸乙酯、正己酸乙酯、乳酸吡喃糖苷甲酯和油酸乙酯等酯类化合物,苯乙酸乙酯、2,4-二甲基苯甲醛、苯甲醇和苯乙醇等芳香族化合物,酸类化合物乙酸,醇类化合物3-辛醇、糠醇等化合物的含量高于曲皮、曲心中的含量。大曲制作过程中从第4阶段开始,火圈位置温度>40℃,还原糖的含量>2%,产生美拉德反应,火圈逐渐形成。库德里阿兹威氏毕赤酵母(Pichia kudriavzevii)、扣囊复膜酵母(Saccharomycopsis fibuligera)是火圈中的优势真菌,在大曲制作的第2-3阶段占据了95%以上的丰度,此时火圈真菌的多样性最低。【结论】中高温大曲火圈真菌群落演替主要受还原糖含量和温度的影响。大曲火圈为白酒生产提供了重要的酯类、芳香族、酸类、醇类化合物等风味物质,以及P.kudriavzevii、S.fibuligera等白酒发酵的核心酵母菌群,对白酒的生产起着重要的作用。研究结果进一步加深了对火圈的认识,为制曲工艺的调整、白酒品质的提升提供理论依据。