油井水泥石断裂韧性的实验研究

固井施工时,由于原因,会在水泥石中形成裂缝等初始缺陷;在射孔等作业中,在冲击载荷作用下,裂缝将迅速扩展产生大裂缝,容易造成含油夹层段窜槽,给开发等工作带来不利影响。文中引入水泥石的断裂韧性这一概念进行了增强经石断裂韧性机理分析,并分别采用“霍布金森法”和“焦散线法”进行了不同配方水泥石的动态断裂韧性测定实验,对增强水泥石断裂韧性的有效途径进行了实验探索,并结合模拟射孔实验结果,提出了能够抵抗射孔冲     

DRK韧性水泥浆体系的研制

为了提高油井水泥环抗射孔、压裂等动态冲击能力,提高水泥环射孔后层间密封能力,进行了提高水泥石韧性试验研究。研制出了抗冲击韧性水泥外加剂。该外加剂主要是在胶联剂的作用下通过高分子聚合物型增韧剂提高水泥石的韧性和变形能力,并在室内进行水泥浆常规性能评价试验基础上,利用材料动态力学性能测试装置和射孔模拟实验装置进行了抗射孔冲击能力的评价试验和现场射孔对比试验。试验表明,DRK韧性水泥浆具有速凝、早强、低失水和"直角稠化"的特性,有利于防止和控制水、气窜的发生,不仅能有效地提高固井质量,而且能够提高水泥环的抗射孔(或压裂)冲击能力,有利于延长油井寿命,提高产能。     

注水开发中水渗流对固井质量的影响

注水开发可以保持油层产能,但由于长期注水,地下已形成多压力层系,加之地层中流体渗流的冲刷、侵蚀水泥环,严重地影响了水泥环的胶结质量。根据大庆油田地质特点研制了水渗流模拟装置,并利用该装置进行压差和冰渗流对水泥环胶结质量影响的试验研究。试验结果表明,在现场固井中压差应控制在1—9 MPa;水渗流影响固井质量的临界流速为49.76 mm/h;在高含水、高渗透地层中,提高固井质量的措施是调整钻井液性能以及在固井前充分洗井,消除浮泥饼。     

纤维与胶乳改善油井水泥石动态力学性能实验

油井水泥石属于脆性材料,其在动态下的力学性能与静态下的情况相比有显著的差异.确定了水泥石的动态力学性能评价参数为水泥石的弹性模量和水泥石的破碎吸收能.利用霍布金森装置对纤维与胶乳改善水泥石在动载条件下的力学性能进行了试验研究,结果表明,纤维和胶乳的加入可使水泥石的弹性模量大幅度降低,使水泥石的破碎吸收能得到提高,动态力学性能得到明显的改善.     

大庆钻井技术现状与发展方向

50年来,经过不断的科研攻关和现场试验,大庆油田形成了调整井、定向井/水平井、深井、欠平衡/气体钻井、特殊工艺井、取心等具有大庆特色的钻井完井配套技术.通过系统总结大庆油田钻井技术现状,并与国内外钻井技术对比,分析了在高温钻井完井技术、深井钻井提速提效、特殊工艺井技术、高端钻井技术等方面存在的问题.为满足油田勘探开发需要,支撑4 000×104t持续稳产,进一步明确了大庆油田钻井技术的下步发展方向.     

霍布金森水泥石动态力学性能与射孔验窜试验装置

射孔弹对水泥环和岩层的侵彻是在极短的时间内用极高的压力和速度完成的,因此在评价水泥环的抗冲击能力时,研究水泥石在高应变率下的动态力学性能极其重要.为了研究在一定温度和压力下的水泥石的动态力学性能和抗射孔冲击能力,研制了霍布金森水泥石动态力学性能测试装置与射孔验窜装置.介绍了霍布金森水泥石动态力学性能测试装置的基本原理和测试方法以及射孔验窜装置的设计和试验方法.霍布金森水泥石动态力学性能测试装置可以定量测定水泥石材料的动态力学性能,并通过射孔验窜试验装置对水泥环的抗射孔冲击能力进行评价,总结出了射孔对水泥环破坏的3个主要原因,并以动态弹性模量、水泥石破碎吸收能和水泥石动态断裂韧性作为评价参数,为水泥石材料的力学性能研究提供了科学的检测评价方法.利用该套试验装置可以进行提高水泥环韧性的试验研究、提高固井水泥石抗冲击能力的外加剂研究、分析射孔对水泥环损伤的原因,提出油井水泥石改性途径,给出水泥环抗冲击性能的临界力学指标等试验研究.     

注水地区水渗流影响固井质量的实验研究

针对大庆油田地质特点研制了水渗流模拟装置,并利用该装置进行了压差和水渗流影响水泥环胶结质量的试验研究,得出了模拟条件下压差对固井质量的影响范围和水渗流影响固井质量的临界流速,并给出了现场实例。