稳定井壁封堵材料分类的研究进展

稳定井壁封堵材料种类众多,对其进行合理分类能为材料优选和稳定井壁效果评价提供依据。目前稳定井壁封堵材料主要以材料外观、力学性能、作用机制以及作用目的等进行分类,各种分类方法之间存在不同程度的交叉,导致同类材料封堵性能评价方法不同,不同类材料的封堵试验效果对比缺乏依据。为了确立同类材料的表征方法,建立不同类材料稳定井壁封堵效果的评价方法,提出以稳定井壁过程中封堵材料分子之间是否发生化学反应为依据,将材料分为物理封堵材料和化学封堵材料两大类。同时,按照封堵带作用形式将物理封堵材料细分为机械支护、桥接封堵、变形充填、泡沫堆积和成膜封堵等5小类;按照发生化学反应类型将化学封堵材料细分为交联封堵材料、胶凝封堵材料和沉淀封堵材料等3小类。该分类方法在一定程度上解决了因材料分类交叉所带来的封堵材料评价方法缺失和试验效果依据缺乏的难题,有利于在封堵作用机理基础上建立评价方法和标准,推动封堵学学科的发展。     

试论钢结构拱顶在二段转化炉中的应用

四川天华股份有限公司布朗型合成氨装置二段转化炉操作温度高达870℃,其下部的重要构件拱顶由耐高温的刚玉砖制作。该文将从理论和实践的角度对出现突发意外情况下,又无刚玉砖备件时,可否用钢拱顶代替刚玉砖拱顶加以论述。     

新型聚羧酸减阻剂的研究与应用

针对伊拉克地区夏季环境温度高导致现场配制的水泥浆触变性强,可泵性差,现有减阻剂难以使水泥浆保持良好分散能力,严重影响固井施工安全的问题。以聚乙二醇二丙烯酸酯、甲基丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和芳香磺酸类单体等为原料,合成了一种新型聚羧酸油井水泥减阻剂BH-D301L。采用正交实验得到了最佳合成原料物质的量比为1∶4∶1∶1,反应温度为80℃,反应时间为2 h,引发剂加量为0.4%。通过红外光谱分析和渗透凝胶色谱表征证明了合成产物为共聚物,参考API RP 10B标准评价了加入减阻剂的不同水泥浆体系的综合性能。实验结果表明,加量分别为0.5%和1.0%的减阻剂对常规密度的自来水和饱和盐水配浆水泥浆体系的流变性能有明显改善,体系抗压强度和稠化时间符合行业标准要求。在模拟环境温度45～65℃下,加有1.0%减阻剂的高密度含盐水泥浆的流性指数大于0.7,稠度系数小于0.58Pa · sn,体系触变性增强现象减弱,静切力差小于3 Pa,24 h抗压强度超过14 MPa,水泥浆体系稠化、沉降稳定性均能满足固井施工要求,并在现场得到了很好的应用。      

深井井壁不规则对注水泥顶替效率的影响

深部油气藏埋藏较深,钻遇复杂层系较多,受地质及工程因素影响,井壁坍塌或缩径现象更加突出。采用实验或理论方法研究不规则井眼注水泥问题成本高、难度大,常规数值模拟难以追踪井壁坍塌或缩径扰动引起的顶替界面突变特征。因此提出基于相场法的注水泥顶替数学模型,以表面张力为耦合变量,用Navier-Stokes方程描述流体流动,用Cahn-Hilliard方程追踪顶替界面变化,解决了井壁不规则引起的数值模拟不易收敛的难题,并通过数值方法模拟了注水泥时的流场及顶替界面演变过程,揭示了井壁坍塌或缩径对顶替效率的影响机理和规律。模拟发现井壁坍塌或缩径扰动会引起旋涡。扩径井段,旋涡强度较小时扩径区被顶替液不易被“旋出”,从而产生滞留或顶替死角;扩径率超过15%时,井壁坍塌对被顶替液滞留现象的影响越来越严重;缩径井段,旋涡会使下游产生混浆现象;缩径超过10%后,缩径对混浆影响越来越严重。研究表明,相场法解决了井壁不规则导致的注水泥顶替数值模拟时不容易收敛的问题,有助于揭示井壁坍塌或缩径影响注水泥顶替效率的作用机理。     

大港歧深地区耐高温防窜低密度水泥浆研究及应用

歧深6井三开井段井温高、封固段长、油气活跃易窜、井漏,需要低密度、高强度、低失水、低污染、流变性好的水泥浆进行单级固井.室内通过对水泥浆优选、外加剂优选及配方研究,确定四川嘉华G级水泥加硅粉作为固井水泥,外加剂为BCT系列,并优化了配方.室内试验表明,该配方具有易成膜、流变性易调节、水泥浆体系密度低的优点.现场应用表明,耐高温防窜低密度水泥浆强度高,稠化时间易于调节,并具有低失水量、低污染、防窜和防漏等性能,有利于保护产能,满足了深井固井的各项指标.     

平原型水库泥沙清淤试验研究

为研究平原型水库泥沙清淤试验的效果,同时进行平原型水库清淤试验排沙效率和经济性的定量分析,以西霞院水库清淤试验为例,针对输沙管道南岸过坝方案,分析了平原型水库泥沙清淤试验中不同工况下的泥沙运动形式、实测阻力及输移泥沙悬浮情况等,分析计算了各种工况下输沙耗水率及试验清淤成本。结果表明:平均含沙量越大,排沙耗水率越低,最低耗水率为3.53,清淤成本约为52.28元/m~3。     

虹吸式管道排沙技术在西霞院水库清淤中的试验研究

为研究虹吸式管道排沙技术在西霞院水库清淤中的应用及效果,基于水库库区现场的清淤试验,利用西霞院水库上下游水位差的虹吸作用,辅以破土射流冲吸式吸泥头扰沙,通过对输沙管道沿程含沙量和流量等特征值的跟踪监测,研究单泵及双泵串联条件下,200m3/s、220m3/s、230m3/s、240m3/s、250m3/s、300m3/s和330m3/s共7个流量级不同试验工况下测点含沙量的变化范围、趋势及粒径级配等,并对试验清淤效果进行定量分析。水库清淤的现场试验结果表明:随着虹吸式管道排沙试验的工况流量不断增大,所测的平均含沙量呈现出增大趋势,而最大含沙量呈现先增大后减小的趋势,整个试验过程最大含沙量达到342.61kg/m3,清淤2 000m3泥沙的生产成本为10.56万元。     

N-苄基马来酰胺酸根合镧(Ⅲ)的合成及对PVC的热稳定作用

以马来酸酐、苄胺、氯化镧、氢氧化钠为原料成功合成了N-苄基马来酰胺酸根合镧(III),通过傅立叶红外光谱(FTIR)、元素分析、热重分析(TGA)、熔点等表征了其结构与性能;通过刚果红实验、紫外-可见光谱(Uv-vis)、FTIR、TGA研究了其对聚氯乙烯(PVC)的热稳定作用。结果表明,N-苄基马来酰胺酸根合镧(Ⅲ)为白色粉末,熔点184℃,其化学组成为LaL3·H2O,N-苄基马来酰胺酸根中的羧基氧和酰胺氮与镧离子发生配位,形成螯合物。刚果红试验表明,加入LaL3·H2O后PVC的热稳定时间从4min提高到28min;UV表明,PVC在降解过程中,主要形成共轭双键为3的多烯结构,同时伴有共轭双键为4~9的多烯的生成,LaL3·H2O的加入抑制了多烯的生成;FTIR表明,LaL3·H2O的加入,抑制了C-Cl键的极性;TGA研究证明,LaL3·H2O大幅提高了PVC热降解的活化能,氮气氛中由123.46kJ/mol提高到162.60kJ/mol,空气气氛中由115.94kJ/mol提高到152.15kJ/mol,提高了PVC的热稳定性,LaL3·H2O可作为PVC热稳定剂使用。     

大港油田低温微膨胀水泥浆体系的评价与调整

本文通过评价调整实验,对大港油田广泛在用的低温微膨胀水泥浆体系进行了系统的评价及优化改良,使其在适用的温度范围内,实现API失水≤50m L,自由水≤1.0%,抗压强度≥14MPa·(24h)-1,水泥浆的沉降稳定性良好,顶底密度差≤0.02g·cm-3。并形成了水泥浆防窜性能评价报告及水泥浆稠化时间与缓凝剂加量的关系图,可为生产施工提供参考,并确保该油区固井优质率达70%以上。     

新型聚羧酸减阻剂的研究与应用

针对伊拉克地区夏季环境温度高导致现场配制的水泥浆触变性强,可泵性差,现有减阻剂难以使水泥浆保持良好分散能力,严重影响固井施工安全的问题。以聚乙二醇二丙烯酸酯、甲基丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和芳香磺酸类单体等为原料,合成了一种新型聚羧酸油井水泥减阻剂BH-D301L。采用正交实验得到了最佳合成原料物质的量比为1∶4∶1∶1,反应温度为80℃,反应时间为2 h,引发剂加量为0.4%。通过红外光谱分析和渗透凝胶色谱表征证明了合成产物为共聚物,参考API RP 10B标准评价了加入减阻剂的不同水泥浆体系的综合性能。实验结果表明,加量分别为0.5%和1.0%的减阻剂对常规密度的自来水和饱和盐水配浆水泥浆体系的流变性能有明显改善,体系抗压强度和稠化时间符合行业标准要求。在模拟环境温度45～65℃下,加有1.0%减阻剂的高密度含盐水泥浆的流性指数大于0.7,稠度系数小于0.58Pa · sn,体系触变性增强现象减弱,静切力差小于3 Pa,24 h抗压强度超过14 MPa,水泥浆体系稠化、沉降稳定性均能满足固井施工要求,并在现场得到了很好的应用。