水泥石渗透率对胶结质量影响的数值模拟

固井胶结质量的好坏直接关系到油井安全、稳产,固井质量评价则是正确使用油井和采取措施保护油井的依据。开展固井胶结质量数值模拟系统的研究,把理论计算与模拟实验紧密结合起来,必将有益于固井胶结质量正确评价。通过数值模拟计算得出固井水泥石不同渗透率时的声波检测结果,找出水泥石渗透率对胶结质量检测结果影响规律。结果表明,随着水泥石的渗透率的增大,首波幅值也随着变大,声波检测结果固井质量变差。即当水泥石为高孔高渗孔隙介质时,即使水泥骨架与套管胶结良好,也会出现与一界面窜槽相似的较强的套管波。同时,在地下动态地层水的淋滤、腐蚀作用下,水泥石渗透率增大,从而影响了延时测井条件下声波检测结果变差。     

新型纳米油井水泥浆体系的室内研究

由于长期的注水开发,老区油田地下压力层系复杂、地层综合含水率高,对油井水泥的封固质量提出了新的挑战。利用主要成分为经过表面改性和化学接枝的纳米级氧化铁的新型多功能纳米材料(DNF)制得了纳米油井水泥浆。室内研究结果表明,DNF克服了纳米颗粒易团聚、难分散的困难,可与油井水泥干混,施工工艺简单,便于现场贮存和使用;DNF纳米水泥浆流变性能好,水泥石具有微膨胀性;与净浆相比,其15d水泥石抗压强度及界面强度分别提高了90.1%和49.3%,渗透率降低了63%;DNF水泥石的化学组成和微观形貌得到优化,缺陷减少、水化产物堆积紧密,实现了对水泥环胶结"弱界面"的改善。DNF纳米水泥浆可用于改善老油田的固井质量。     

一步催化法合成新型阻聚剂DNBP

阐述了以邻仲丁基苯酚为原料,硝酸为硝化剂经一步催化法合成DNBP(邻仲丁基 4,6二硝基苯酚)的新工艺.通过单因素实验确定了最佳的合成工艺条件,在此条件下的DNBP的产率为86.47%,纯度为97.23%.利用红外光谱确定了产品的结构.     

新型承压堵漏水泥浆体系的室内研究

在渗漏型地层和诱导裂缝性地层固井时,水泥浆低返是各油气田急需解决的一项难题。从材料学角度出发,开发出了一种可承压延时吸水膨胀材料DRF,其核心组分为经过表面改性和化学接枝处理的棒状及球状高分子吸水膨胀树脂。评价了DRF承压堵漏水泥浆的常规固井施工性能和堵漏能力,分析了其作用机理。实验结果表明,DRF具有一定的降失水功能,使浆体游离液为0,水泥石渗透率降低72%,通过配合使用稳定剂,可提高水泥浆的沉降稳定性;DRF承压堵漏水泥浆能在0.7～6.9 MPa的压差下封堵不同粒径石英砂模拟的微渗漏和大孔洞型渗漏性漏失,对2 mm以下的裂缝性漏失也具有较好的堵漏能力。     

大庆油田低密度低温防窜水泥浆体系

针对大庆油田低温浅层气井长封段固井中,低密度水泥浆终凝时间长,胶凝强度发展缓慢,失水大,防窜性能差,易产生环空气窜及管外冒气等现象,影响了固井质量。研究了低密度低温防窜水泥浆体系,采用复合型早强剂、聚丙烯酸酯聚合物胶乳降失水剂、可分散聚合物胶粉防窜剂,改善低密度水泥浆综合性能,在低温条件下,凝结时间缩短了50%,早期强度提高了46%,渗透率降低了50%,界面胶结强度提高了47%。现场应用18口井,固井优质率提高了11.1%,管外冒发生率降低了1.6%,低密度低温防窜水泥浆体系能够满足固井施工作业要求,提高了低温浅层长封井固井质量。