热采井高效封窜堵漏剂的研究与应用

为解决热采井封窜堵漏措施成功率低、有效期短的问题,研究了新型的热采井封窜堵漏剂XAN-RC.室内试验表明,XAN-RC能够在疏松的漏失层有效驻留,早期强度高,在高温作用下胶结强度不衰退反而有所增强.对XAN-RC的抗高温机理进行了研究,表明XAN-RC能够在高温的作用下发生二次水化反应,生成纤维状晶体的水化产物,从而形成牢固的网状结构,增强了界面胶结强度.新型的热采井高效封窜堵漏技术已在现场施工20余口井,成功率高,增产效果明显,措施井有效期长,具有较好的推广应用价值.     

PZJ型多功能冲洗液的室内研究

在钻井施工中,钻井液形成的泥饼直接影响后期的固井质量,如何有效地冲刷泥饼,提高界面的胶结能力,对提高固井质量至关重要。在前期对复配型表面活性剂的冲洗效果及其作用机理研究的基础上,经室内实验,确定了PZJ多功能冲洗液配方。实验结果表明:该冲洗液具有良好的流变性和耐温性,接近于牛顿型流体;对低固相泥浆、油基泥浆的冲洗效率均达到了88%以上,同时使界面胶结强度提高50%以上。通过扫描电镜,对胶结强度提高原因进行了微观分析。     

新型自胶结堵漏剂的研制

针对现有桥接堵漏剂存在的问题,研制出一种新型自胶结堵漏剂.自胶结堵漏剂为形状不规则的固体颗粒,在水介质环境中发生化学反应,其反应产物充填于颗粒之间,使自胶结堵漏剂胶结在一起,形成具有一定强度的固结体.试验结果表明:自胶结堵漏剂胶结速率及固结体的抗压强度受温度、颗粒粒径及外加剂影响,可通过颗粒粒径及添加剂进行调节;固结体具有一定渗透性,且其渗透率可调,适合于油气层堵漏.     

基于拉伸胶结强度的水泥环一界面完整性评价

油气井工作液密度降低或油气开采必将导致井筒内压降低,使水泥环一界面受到拉伸作用,造成水泥环与套管发生剥离,从而产生微环隙。过去由于没有拉伸胶结强度测量装置和方法,在进行水泥环封隔完整性研究和设计时,均采用水泥环一界面的剪切胶结强度或者水力胶结强度,导致在水泥浆体系优选和封隔完整性设计时存在不足。为此,根据水泥环工作时的受力过程,研制了水泥环一界面拉伸胶结强度测试装置并提出了相应的测量方法,基于该装置进行了水泥浆体系优选及一界面封隔完整性评价。通过对比水泥环一界面拉伸胶结强度和剪切胶结强度,发现前者约是后者的0.37～0.45,采用剪切胶结强度进行水泥浆体系优选或封隔完整性评价可能导致水泥环一界面封隔失效。实验发现,在高压养护条件下胶乳水泥浆体系一界面拉伸胶结强度大于膨胀增韧水泥浆体系和自愈合水泥浆体系一界面拉伸胶结强度。将水泥环一界面拉伸胶结强度作为油气井固井水泥浆实验设计、评价水泥环封隔完整性的重要依据之一,更能保证油气井安全生产运行。     

MTC固井液二界面胶结强度实验研究

常规水泥浆体系固井二界面胶结强度较低,为了解决这一问题,进行了MTC固井液二界面胶结强度实验研究.结果表明,MTC固化体的体积收缩率远小于水泥石的体积收缩率.与低密度水泥浆体系相比,MTC固化体系与泥饼之间能够实现整体固化胶结,MTC固化体二界面胶结强度受井壁界面性质影响较小,尤其在有一定泥饼存在的情况下更是如此.但由于MTC固化体的抗压强度较低,在地层压力或注入压力较高的井中应谨慎使用.     

气孔对发气膨胀固井水泥石强度影响

发气膨胀剂产生的气孔具有补偿水泥石体积收缩及改善水泥石韧性的双重作用,对不同气孔体积比率的固井水泥石的抗压强度及水泥-套管界面胶结强度进行测试,并结合气孔结构显微观察对试验结果进行理论分析。结果表明:随着气孔体积比率增加,水泥石抗压强度及界面胶结强度先升高然后下降,进而又升高;气孔直径越均一,越利于提高水泥石强度;表面收缩压使半径不同的气孔内压力不同,小气孔内压力大于大气孔内压力;气孔间压力差增加了气孔边界骨架错位的可能性及小气孔沿着界面窜入大气孔内的趋势,从而降低水泥石的抗压强度和界面胶结强度;气孔通过影响水泥石的自应力、骨架应力和胶结面积,进而影响水泥石的抗压强度和界面胶结强度。     

钻井液润湿性对固井Ⅰ、Ⅱ界面胶结质量的影响

利用自行设计的HmP岩心滤失简易装置,近似模拟井下条件形成泥拼,并考察不清洗、清洗、清除并清洗3种情况下岩心与水泥装的剪切胶结强度;同时,用金属棒模拟套管进行相应实验。研究表明:钻井液润湿性对固井I、Ⅱ界面胶结强度的影响非常大,与水基钻井液相比,油基钻井液形成的界面胶结强度降低了近15%。因此,在设计前里液时合理使用润湿反转别很有必要。     

MTC固井液二界面胶结强度实验研究

常规水泥浆体系固井二界面胶结强度较低，为了解决这一问题，进行了MTC固井液二界面胶结强度实验研究。结果表明，MTC固化体的体积收缩率远小于水泥石的体积收缩率。与低密度水泥浆体系相比，MTC固化体系与泥饼之间能够实现整体固化胶结，MTC固化体二界面胶结强度受井壁界面性质影响较小，尤其在有一定泥饼存在的情况下更是如此。但由于MTC固化体的抗压强度较低，在地层压力或注入压力较高的井中应谨慎使用。     

不同胶结物粒间胶结三维仿微观力学试验

离散单元法被广泛应用于颗粒材料的力学特性研究,建立合理的胶结微观接触理论对实现胶结型岩土材料宏观、微观力学特性的数值分析显得尤为重要.首先通过室内三维接触试验方法制备由环氧树脂和高铝水泥胶结的铝球试样,并使用辅助加载装置进行拉伸、压缩、剪切、弯曲及扭转5种加载方式下的接触力学特性测试,为建立三维微观接触模型奠定试验基础.结果表明,胶结铝球颗粒的接触力学响应及强度包线与胶结物类型有关.在峰值前,胶结铝球的力-位移与力矩-转角变化关系曲线表现为线弹性;在峰值后,表现为环氧树脂偏塑性、高铝水泥偏脆性;法向作用力对胶结接触力学特性有重要影响,不同胶结铝球的抗剪、抗弯、抗扭能力随着法向作用力的增大呈现先增大后减小趋势,存在临界法向应力比;在不同荷载空间下,不同胶结铝球颗粒的归一化峰值强度包线(剪切强度、弯矩、扭矩-法向荷载)近似呈抛物线型.     

Ⅱ型加载条件下复合材料与管线钢共固化界面有效搭接长度试验

为了确定复合材料与管线钢共固化胶结界面受剪时的有效搭接长度,设计了双搭接胶结试件拉伸试验.对界面在Ⅱ型加载条件下的失效扩展过程进行了试验研究和有限元模拟.试验结果表明,界面的破坏形式为脱粘失效.试验得到了复合材料表面沿拉伸方向上的应变分布规律,胶结界面剪切应力与滑移量之间的关系(Bond-Slip曲线),计算可得Ⅱ型加载条件下复合材料与管线钢胶结界面的临界能量释放率为1062 N/m,界面的有效搭接长度约为15.5 mm.将临界能量释放率应用到有限元模拟的界面本构,模拟得到的复合材料沿拉伸方向的应变分布规律与试验结果对比较好.有限元分析结果表明,裂纹沿着胶结界面由两侧向中间位置逐渐发生与扩展.     

卵石高强泵送混凝土的试验研究及其应用

对混凝土中骨料和水泥浆体的界面特性进行了分析.从改善卵石界面过渡层的特性,增强卵石界面和水泥浆的黏结力出发,对混凝土外加剂和掺合料进行了选择和试验;经混凝土配合比优化,得到卵石高强泵送混凝土强度的计算公式.经性能检测,该种混凝土具有良好的力学性能、工作性能和耐久性能.工程应用表明,卵石高强泵送混凝土可以满足工程设计和施工的要求.     

公路罩面层聚合物改性界面剂粘结性能研究

选取立方体试件以及8字型试件,研究了在采用不同丁苯乳液掺量的界面剂处理下,新型聚合物改性水泥砂浆与普通水泥砂浆之间界面劈裂抗拉粘结强度、抗拉粘结强度;并对新旧水泥砂浆的界面处进行了微观结构观测分析。研究结果表明:在立方体劈裂抗拉粘结强度方面,当界面剂中丁苯乳液掺量优选m(丁苯乳液)∶m(水泥)=2∶3时,其28 d劈裂抗拉粘结强度取得最大值为2.465 MPa,明显高于其他界面剂配比的劈裂抗拉粘结强度;在8字型试件抗拉粘结强度方面:当m(丁苯乳液)∶m(水泥)=2∶3时,粘结试件的抗拉粘结强度亦达到最大;微观试验分析表明,掺有丁苯乳液的界面剂水泥砂浆内部界面过渡区(ITZ)相比空白样明显致密。     

涂层对氧化铝／耐热钢界面性能的影响

通过化学气相沉积方法在氧化铝表面分别获得了Ni及TiN涂层,并制得了氧化铝/耐热钢复合材料,为进一步研究复合材料性能与涂层的关系,考察了涂层对复合材料界面结合强度与抗高温氧化性的影响。结果表明：两种涂层都能提高氧化铝/耐热钢界面的结合强度,Ni涂层提高强度的幅度更大;包Ni氧化铝复合材料中的Ni涂层溶解到了耐热钢基体中,界面抗氧化性较好;包TiN氧化铝复合材料中的TiN仍存在于界面上,界面抗氧化性较差。     

互穿聚合物网络型油田堵水剂

介绍以Ｗ／Ｏ型ＰＡＭ胶乳和改性氨基树脂为主要成分、互穿聚合物网络型油田选择性堵水剂的制备、性能与应用．该堵水剂堵水效率高，耐高温、有效期长，施工简单，可堵可解，是国内一种新型的选择性堵水剂     

利用声波变密度测井检测第二界面固井质量

从理论正演数值模拟、刻度井试验资料和实际生产井时间推移测井资料3个方面,探索用变密度(VDL)波形评价第二界面胶结质量的方法,提取反映第二界面的胶结状况的特征量.分析结果表明,第一界面胶结良好,而第二界面窜槽的初至波到时总是延迟于第一界面窜槽的初至波,但却比地层波早,其幅度明显小于第一界面窜槽的初至波,但比全胶结的幅度大.这一结果已在试验和部分实际生产资料中得到验证.     

可酸化凝固型堵漏技术在胜利油田车66区块的应用

介绍了可酸化凝固型堵漏剂的配方、室内评价、施工工艺和现场施工效果.结果表明,该堵漏剂注入漏层后具有凝固强度高、凝固强度可调、凝固后体积不缩小等特点;并易形成假塑性流体,滞流能力强,特别适合于高渗透及裂缝性地层的堵漏.该堵漏剂稠化快、固化慢、强度高、可酸化、封堵效果良好.胜利油田车66区块沙三中下、沙四段砂砾岩地层压力较高且孔隙大,在同一裸眼井段中地层压力系数不同,当使用高密度钻井液时密度窗口比较小,可能造成上漏下涌或漏涌同层的复杂情况.通过多元复合作用的屏蔽暂堵和可酸化堵漏技术,加入非渗透抗压处理剂提高地层承压能力,成功地解决了高渗透裂缝性地层的严重漏失问题,减少了井下复杂情况和事故的发生.     

金属陶瓷反应及其对界面的影响

金属和陶瓷反应强烈地影响界面的性质，因此了解这种反应的条件极为重要．本文依据热力学平衡理论予以论证，研究了金属陶瓷合适的结合条件及其产物．通过实验和高分辨率透射电镜（ＨＲＥＭ）观察讨论了界面结构和强度。