正交设计与回归分析在大容量电站锅炉燃烧调整试验中的应用

本文以谏壁电厂~#8锅炉为例,介绍了应用正交设计与回归分析等数学手段来提高大容量电站锅炉燃烧调整试验的效果,并缩短调整试验的周期。     

柠檬酸对油井水泥的作用初探

柠檬酸是一种较强的有机酸,离解度较大,离解后的离子对水泥浆具有缓凝作用和分散作用,但柠檬酸的作用不仅如此,室内实验结果表胆,柠檬酸影响水泥石强度的发展,在中,低温情况下随着加量的增大,柠檬酸具有较强的缓凝作用,但在高温情况下,缓凝效果呈一条曲线,在加量大于0．8％时,表现为促凝,在各种温度下,柠檬酸对水泥浆都具有分散作用,对盐水水泥浆的分散作用尤其突出,柠檬酸能够改善水泥浆的析水量,然而柠檬酸易被各种氧化剂氧化,因此对不同水泥浆体系性能的影响不稳定,如果水泥外加剂中含有醇类,或体系温度过高,柠檬酸将发生反应并失去,但在中,低温情况下,性能比较稳定。     

H_2S/CO_2介质中P110钢表面的局部电偶腐蚀行为

通过模拟环境中的电偶电流的跟踪测试,研究了P110钢表面腐蚀产物膜层/金属基体所构成的电偶电流随温度、时间和面积比等因素的变化规律。结果表明,40℃时,有膜层覆盖的P110钢电极作为阳极发生垢下阳极溶解,而裸露电极作为阴极反应;在60℃时,偶接初始阶段,有膜层覆盖的P110钢电极先发生垢下阳极溶解,但很快偶接电极之间会出现电流反转,裸露电极由阴极变成阳极而被腐蚀;不同面积比的裸露电极/膜层覆盖电极偶接时,电偶电位相差不大,随着阳/阴极面积比的增大而负移,电偶电流密度绝对值则随阳/阴极面积比的增大而减小。随着时间延长,稳态条件下,裸露电极/膜层覆盖电极的电偶电流密度趋近为零;而在动态变化条件下,则很可能会形成小阳极大阴极的情况,从而会导致难以极化,最终出现腐蚀穿孔的危险。     

P110钢在不同温度含饱和H_2S/CO_2腐蚀溶液中的腐蚀行为

利用腐蚀失重试验,电化学试验和扫描电子显微镜等方法研究了不同温度下P110钢在含饱和H_2S/CO_2气体的5%NaCl溶液中的腐蚀行为。研究表明:随着温度的升高,P110钢的腐蚀速率呈现出了先增大后减小的规律;在含饱和H_2S/CO_2气体的5%NaCl溶液中,由于温度升高促进了点蚀的发生,在较高温度时形成全面腐蚀,但温度的升高导致H_2S、CO_2气体的溶解度降低,抑制了点蚀的发生,形成厚而致密的腐蚀产物膜,使腐蚀速率随温度升高而降低。     

超高密度水泥浆研制

为了解决贵州赤水地区官渡构造钻探中超高压气层或盐水层固井的技术难题,通过加重材料优选和颗粒设计研制超高密度水泥浆,并将其用于官深1井尾管固井。针对超高密度水泥浆配制需求,选择颗粒呈球形的加重剂MicroMAX并优选了加重剂组合(还原铁粉、铁矿粉、MicroMAX);基于紧密堆积理论设计了水泥颗粒粒度分布,实际粒度分布接近紧密堆积的理想状态。设计了密度为2.70～3.00 g/cm3的超高密度水泥浆,其基本性能、流动性和稳定性良好。在地面模拟混配试验中,采用常规一次固井流程配制了平均密度为2.71 g/cm3的水泥浆。在官深1井的尾管固井中,采用设计密度为2.80 g/cm3的水泥浆成功封隔超高压盐水层:水泥浆入井平均密度为2.78 g/cm3,最高密度为2.82g/cm3,声幅测井显示固井质量合格,后续作业钻井液密度由2.77 g/cm3降至2.00 g/cm3,井内稳定。     

防气窜固井分段设计方法

为指导防气窜固井压稳设计,避免过压稳或欠压稳,研究了防气窜固井分段设计方法。基于环空水泥浆液柱中不同深度的水泥浆因温度不同导致静胶凝强度增长速度不同,以及不同深度的压力损失也不同的实际情况,对环空水泥浆的液柱压力损失进行分段计算。设定水泥浆液柱静胶凝强度的增长自上而下是线性增长,通过调整水泥浆性能控制分段水泥浆静胶凝强度的发展,使尾浆静胶凝强度达到240 Pa时,领浆平均静胶凝强度小于48 Pa,建立了水泥浆液柱压力损失精确计算模型,提出了分段设计方法和压稳判定方法。在川东北地区100多口气井固井施工设计中应用该方法,固井防气窜成功率达到100%。该方法为防气窜固井环空设计提供了理论计算模型。      

候凝过程中脉冲振动水泥浆防止环空气窜机理

水泥浆静胶凝强度发展会造成水泥浆失重,当环空静压力和气体在环空中的流动阻力之和小于气层压力时,就会形成环空气窜的缺陷,这是发生环空气窜的主要原因.对环空中候凝水泥浆实施低压低频脉冲振动可以从3个方面防止环空气窜:①在水泥浆由液态向固态转化的过程中,脉冲振动使水泥浆保持低速运动状态,可以大幅度减小由于水泥浆静胶凝强度发展引起的水泥浆失重,有效防止环空气窜的发生;②脉冲振动可以促进水泥的早期水化,提高水泥浆早期抗窜能力;③脉冲振动可以提高水泥浆与2个界面的胶结质量,改善水泥石微观结构,使水泥石更加密实,防止气层气体通过水泥环界面和水泥石基体内部气窜.从环空气窜机理入手,分析了水泥浆水化过程中静胶凝强度发展特征,并阐述了候凝过程中脉冲振动水泥浆防止环空气窜的机理.     

超高温缓凝剂DZH-3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14 d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24 h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.     

普光气田整体固井工艺技术

普光气田是国内首个投入开发的海相气田,具有高温高压高含硫的特点,同时存在地层复杂、气窜、漏失、长裸眼小间隙、大斜度和水平井以及存在盐膏层等几乎所有固井中可遇到的技术难题,固井难度国内罕见。通过分析储层特性和单井井况,优选了防腐防气窜水泥浆体系,应用分段压稳设计模型进行水泥浆柱结构设计,同时采取高抗挤低密度水泥浆技术、正注反挤工艺、水平井提高顶替效率等措施,形成了普光气田高含硫气井固井综合技术。现场应用表明,固井质量得到了保证,满足了普光气田开发的要求。      

杭锦旗区块漂珠-氮气超低密度泡沫水泥固井技术

为解决杭锦旗区块固井井漏难题,实现水泥浆一次安全上返形成完整水泥环,提高固井质量和保证井筒的完整性,开展了漂珠-氮气超低密度泡沫水泥固井技术研究。在漂珠低密度水泥浆体系中充入氮气,并加入发泡剂和稳泡剂,形成了高压充氮气发泡工艺,设计了密度为1.15~1.20 kg/L的漂珠-氮气超低密度泡沫水泥浆;自主设计研发了机械注氮设备,配套了现场节流加回压装置,形成了超低密度泡沫水泥浆控压防漏固井技术。该固井技术在杭锦旗区块5口井技术套管固井中进行了应用,水泥浆均一次性安全上返。其中,JPH351井井下泡沫水泥浆平均密度为1.15 kg/L,封固段长2 800.00 m,固井质量优良。研究与应用结果表明,漂珠-氮气超低密度泡沫水泥固井技术可以解决杭锦旗及类似区块低压井固井漏失难题。