旋冲钻井参数对破岩效率的影响研究

通过理论和试验相结合的方法,分析了旋冲钻井参数对破岩效率的影响及钻井参数与冲击器性能参数间的关系,讨论了石油钻井中常遇到的泥岩、砂岩、灰岩的基本特性参数与冲击器的冲击功和冲击频率的关系,给出了岩石强度、可钻性及硬度与冲击器性能参数的关系。

深层盐膏岩蠕变特性研究及其在钻井中的应用

由于盐膏层易发生蠕变,钻井过程中易发生井眼闭合、卡钻等井下事故和复杂情况。为此,通过盐膏岩蠕变试验研究,分析了深井盐膏层三维蠕变压力,建立了蠕动方程及钻井液密度图谱,结合对盐膏层溶解规律的研究,从力学和化学两方面提出了确定钻井液密度的方法,并优选出了适合塔河油田盐膏层钻井的聚磺硅酸盐欠饱和盐水钻井液体系。研究成果在30多口井盐膏层钻井中得到了成功应用。

新型硅酸盐无渗透钻井液的研究与应用

将硅酸盐和无渗透钻井液有机结合在一起,研制了新型硅酸盐无渗透钻井液体系。试验证明,该钻井液具有良好的防塌抑制性,较强的抗盐、抗劣土污染能力,在高温高压条件下形成的无渗透泥饼的承压能力达15.0 MPa。该钻井液体系在准噶尔盆地中部3区块永9井4 318.00-5 895.00 m井段进行了应用,较好地解决了215.9 mm井眼吐谷鲁群复杂井段严重阻卡问题,平均井径扩大率为13.86%,与未应用该钻井液的永1井、永2井和永6井的井径扩大率相比,分别降低了30.77%、17.91%和5.31%,取得了良好的防塌抑制、非渗透和保护油气层效果,创造了硅酸盐钻井液应用井深、井段之长和区块井身质量等多项纪录。

一体化钻井-固井液激活剂JHJ试验研究

介绍了激活剂对一体化钻井-固井液中潜活性胶凝材料（BFS）的作用机理，通过筛选试验，筛选出了具有较强激活能力、质量分数为40％的氢氧化物A和质量分数为20％的硅酸盐F。当40％A与20％F按1：3的比例加入一体化钻井-固井液中时，形成的固化体的抗压强度最高，24h抗压强度达到17MPa。将40％A和20％F按1：3的比例复配，即为一体化钻井固井液激活剂JHJ。激活剂加量优选试验结果表明，当JHJ加量为3％～6％时，一体化固井液固化体的24h抗压强度均大于14MPa，最高可达17MPa，完全能满足固井工程的要求；JHJ在一体化钻井液和泥饼的扩散试验结果表明，JHJ能够扩散到一体化钻井液和泥饼中，激活一体化钻井液和泥饼中的BFS，使其发生水化反应，促进一体化钻井液和泥饼固化，从而提高固井质量。

钻井液用可酸化加重剂碳酸钡研究与应用

在中、高压油气层钻井中,使用加重剂对泥浆加重是防喷、防涌、保证井下安全的重要手段,但加重剂性能的不同对油气层的损害程度则不同,轻则使油气产能下降,重则因可能试不出油气而影响地质认识并延误油气勘探速度。由于目前大量使用的重晶石粉存在不易酸化和堵塞油气层问题。国内开发的石灰石粉、白云石粉、菱铁矿粉、钛铁矿粉,不是密度低就是研磨性强,都不是理想的酸溶性加重材料。寻找密度大、研磨性小又易于解堵的新型酸溶性加重材料是钻井工作中急需解决的问题。天然的碳酸钡是一种具有与重晶石密度相当、研磨性小、易酸溶的加重材料,研究开发的酸溶性加重材料碳酸钡对于保护油气层、提高油气采收率具有十分重要的意义。

硅酸盐钻井液室内试验研究

硅酸盐钻井液的影响因素、配方优选和防塌抑制性等试验表明：硅酸盐钻井液的pH值最好控制在11．0以上；模数为2．8～3．0硅酸盐综合性能最好,其最优加量为2%～4%；室内研制的硅酸盐钻井液基础配方具有良好的防塌抑制性,较强的抗钙、抗劣土污染性能,还具有具有较好的电稳定性、抗温性和可加重性；硅酸盐钻井液与岩心所形成的膜结构降低了岩心污染深度,具有较好的保护油气层性能。

烷基糖苷钻井液体系室内研究

详细介绍了烷基糖苷的组成、合成及稳定地层的作用机理,给出了烷基糖苷钻井液体系的推荐配方。室内实验表明,该体系具有防塌能力强,流变性好,抗温、抗盐、抗钙、抗钻屑污染能力强,润滑性好,对储层伤害小,成本适中的优点,具有极好的应用前景。

高温环境下CO_2腐蚀水泥石规律的实验研究

天然气中普遍存在二氧化碳气体,干气情况下CO2基本没有危害。但是如果地层出水,CO2会在湿环境下对井筒中的各种物质产生腐蚀。分析了在分压4.8 MPa、95℃和分压5.0 MPa、130℃、150℃的湿环境下,CO2对水泥石的腐蚀规律。通过对比分析腐蚀前后的水泥石试块的物理性能和反应产物,认为CO2腐蚀水泥石的主要产物是CaCO3,CaCO3和CO2在湿环境下进一步反应生成可溶解的Ca(HCO3)2。腐蚀后的水泥石试块强度降低,渗透率升高。腐蚀深度在低温区与温度成正比,在高温区与温度成反比。水化产物中CaAl2Si2O8.4H2O(钙长石)具有较强的抗CO2腐蚀能力。实验发现,胶乳可有效降低水泥石的腐蚀深度。

高温下H_2S气体腐蚀水泥石机理研究

海相天然气气藏中多含有浓度较高的硫化氢气体,普光气田天然气中H2S含量达到15%,在湿环境下,H2S对水泥环的腐蚀性强。通过实验分析了H2S分压14 MPa,95、130和150℃湿环境下,H2S对水泥石的腐蚀规律;对比了腐蚀前后水泥试块的抗压强度、渗透率、矿物组成和微观结构。研究认为:在中低温区H2S腐蚀水泥石的主要产物是CaSO4.2H2O和AFt(钙矾石);在高温区H2S腐蚀水泥石的主要产物是CaSO4、莫莱石和不定形SiO2;腐蚀后的水泥试块强度降低,渗透率升高;在中低温区水泥石试块膨胀开裂严重,在高温区开裂程度较低;H2S的腐蚀程度随分压的增大而增加;添加胶乳可有效降低水泥石的开裂。

国外深井尾管悬挂器技术研究新进展

跟踪调研了国外深井和复杂井尾管悬挂器技术研究进展情况,对国外7种新型尾管悬挂嚣,包括flex- lock尾管悬挂器、液压丢手式尾管悬挂器、封隔式尾管悬挂器、旋转式尾管悬挂器、内藏卡瓦式尾管悬挂器、多功能尾管悬挂器系统、尾管多胶塞系统进行了介绍和分析,使我们对国外尾管悬挂器的结构、性能特点及优缺点有一个系统的认识,为我国今后尾管悬挂器的研制、改进和创新提供了参考。

超高温缓凝剂DZH3的性能研究

针对目前国内超深井对固井缓凝剂的需求,研制了高温缓凝剂A、B,然后将A、B以一定比例复配得到抗200℃的超高温缓凝剂DZH-3。评价了超高温缓凝剂DZH-3在150～220℃不同温度下及不同加量下的抗高温性能、高温稳定性能、高温抗压性能和综合性能等。结果表明:超高温缓凝剂DZH-3在不同加量下,水泥浆体系的稠化时间具有线性可调性且无超缓凝现象;加有DZH-3的配浆水在陈化14d后,浆体的稠化时间及稠化曲线仍具有重现性;浆体在高温下24h强度发展迅速,具有较高强度,无高温高压强度衰退现象;综合性能能满足固井现场的施工需求。

提高复杂井固井质量的钻固一体化技术应用研究

钻井时钻井液在井壁上形成的泥饼不管有多薄,固井时都会在井壁上形成一个不可固化层,尤其是漏失层段,易导致第二界面的胶结强度达不到预期的效果。钻固一体化工作液技术通过引入复合活性材料,形成可固化泥饼层,固井施工时可以使钻井液的性能转换、潜活性激活,从而提高易漏地层的承压能力,促使井壁附着的泥饼固结,提高地层-泥饼-水泥环的胶结亲和力,有效地解决了传统固井水泥浆与钻井液不相容的问题。该技术在两口井进行了现场试验并获得成功,油层井段固井质量达到了优质标准,有效地提高了第二界面胶结质量,减少和阻止了各种流体的层间窜通。

深井油井水泥耐盐抗温降失水剂JSS300的试验研究

为弥补常用失水剂的缺陷,以丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烯酸(AMPS)及苯乙烯(SM)为原料合成了油井水泥降失水剂JSS300,合成条件为:合成温度控制在60℃左右,反应时间约6h,引发剂加量不低于0.6%,单体配比为45:25:30。对JSS300在淡水、盐水水泥浆中的性能进行了评价。结果表明,该聚合物在160℃时能将淡水水泥浆的失水量控制在50mL左右,对盐水水泥浆的失水量也有较强的控制作用,具有较高的热稳定性和良好的配伍性。

准噶尔盆地中部区块地应力求取研究

介绍了古地磁测试结合差应变分析确定地应力参数的基本原理以及分析方法。应用该方法求取了准噶尔盆地中部区块最大主应力的方位角(最大主应力的方位角为175°-185°),与地层倾角测井资料进行了对比,结果较为一致。这说明古地磁测试结合差应变分析确定地应力是一项准确可靠的室内测试方法,同时分析结果也为该区块的钻井工程设计与施工提供了基础数据。

动、静载岩石破碎比功试验研究

岩石破碎比功表征钻井中破碎单位体积岩石的功耗量。通过静载和动载条件下岩石表面和钻孔内部破碎比功的试验研究,分析了动、静载破碎比功之间在量与质上的区别和联系,研究了动、静2种载荷单独和联合破岩的异同点及其相互关系,进一步证明了2种载荷联合作用——旋冲钻井,是提高硬地层钻井效率的最佳方式之一。研究成果为提高破岩效率研究提供了试验和理论基础。

不同套管-井眼组合下旋转套管速度分析研究

旋转套管可以有效提高水泥浆顶替效率,从而提高固井质量。根据旋转套管理论模型及粘性不可压缩液体的运动方程,推导出了不同套管-井眼组合条件下套管旋转产生的径向速度分布计算公式,并计算了在不同套管-井眼组合条件下旋转套管时流体径向速度分布。结果表明,环空间隙越小,其因旋转引起的速度下降沿径向衰减速度越平缓,旋转套管效果越好,证明旋转套管对提高小间隙固井质量意义更大。

微硅-漂珠复合低密度水泥浆体系在松南地区的应用研究

根据颗粒级配原理优化了水泥、微硅和漂珠的分布,研制出了微硅—漂珠复合低密度水泥浆体系,该体系具有流变性好、稠化时间及稠化过渡时间短、静胶凝过渡时间短等特点。在松南地区4口井的应用证明,该水泥浆体系适合松南地区的地质特点,能满足该地区的固井要求,固井优质率达95%,社会效益和经济效益非常显著。

强启闭阀柱塞串联式抽油泵的研究和应用

由于常规稠油冷采工艺不能满足高粘度深井开采的需要,研究开发了强启闭阀柱塞串联式抽油泵,其结构简单,适用范围广,可用于各类斜井、稠油井、偏磨井等。该泵由于采用强启闭蝶形吸入阀、机械式排出阀和柱塞串联式结构,有效解决了斜井阀体关闭不严,稠油井杆柱下行困难,吸入阀关闭滞后,偏磨严重井中柱塞上阀罩易磨断等问题。该泵已在多口斜井、稠油井和偏磨严重井上应用,泵效平均提高3%-5%。

低渗油田注水过程中储层保护技术研究

低渗油田注水过程中储层保护的关键是保护孔喉。以张天渠低渗油田为例,对储层敏感性和注入水水质进行评价,对储层伤害的内部潜在因素和外部诱发因素进行分析,诊断出储层损害的主要因素有水敏、速敏,注入水中固相颗粒堵塞及结垢堵塞,同时存在细菌堵塞、腐蚀物堵塞的可能。根据储层堵塞伤害原因,选择综合保护技术措施。

我国标准化、计量和合格评定现状及在石油装备业的应用思考

标准化、计量和合格评定构成了在全球经济一体化背景下促进全球贸易、构建公平市场技术基础的三大支柱,也是影响全球经济和科技发展重要规则——世贸组织(WTO)"贸易技术壁垒协议"(TBT协议)的重要支持基础,在达成国家测量标准间的等效性、实现技术等效性互认、消除国际贸易技术壁垒、促进技术进步以及促进国际经济技术交流与合作等方面发挥着越来越重要的作用。分析了我国标准化、计量和合格评定的发展及现状,阐述了新的发展形势对标准化、计量和合格评定的发展要求和应对措施。针对我国石油装备业标准化中存在的问题,提出了加强石油装备标准化建设,加强计量学和合格评定的研究与应用,提高我国石油装备标准化水平与应用水平的思路和建议。