国家科技支撑计划(2008BAB37B03)
- 作品数：10 被引量：156H指数：8
- 相关作者：王平全张智步玉环钱志伟向亮更多>>
- 相关机构：西南石油大学中国石油中国石油大学（华东）更多>>
- 发文基金：国家科技支撑计划国家科技重大专项四川省应用基础研究计划项目更多>>
- 相关领域：石油与天然气工程更多>>
- 工作液密度降低对水泥环界面胶结的影响被引量：19
- 2010年
- 固井后工作液密度的降低会造成水泥环与套管和地层脱离胶结,从而形成微环隙,导致水泥环的层间封隔失效。根据厚壁圆筒理论,建立了更符合水泥环受力状况的套管—水泥环—地层力学模型,给出了工作液密度降低对水泥环与套管及地层间所受到的应力位移计算式。模拟计算结果表明,在相同井深处,工作液密度降低值越大,水泥环受到的应力值越大,界面处越容易产生微环隙。对于相同密度降低值,水泥环受到的应力值和产生微环隙的可能性随井深的减小而减小。结合模拟计算值和试验,测试不同水泥浆体系的水泥石与模拟套管的胶结强度值,选择和设计不同的水泥浆体系或降低合理的工作液密度值以防止微环隙产生的新途径。
- 杨燕杨远光卢家亭马艳吴艳冀月英
- 关键词：固井力学模型水泥环套管界面胶结强度
- 钻井堵漏用特种凝胶的流变性研究被引量：11
- 2011年
- 特种凝胶是一种处理钻井恶性漏失的堵漏剂,它必须具备特殊的流变性才能满足封堵裂缝性及破碎性地层恶性漏失的要求。为此,用可控的HAAKE RS6000型流变仪锥板系统稳态测试了凝胶的流动曲线和黏度曲线,采用了多种经验本构模型拟合凝胶的流动曲线和黏度曲线,均获得了较高的相关系数。在此基础上对凝胶的黏弹性、黏温性以及触变性进行了研究。结果表明,黏弹性实验确定了凝胶的零剪切黏度数量级在102 Pa.s,且具有Burger模型蠕变回复曲线特征;通过密闭同轴旋转系统稳态测试凝胶的黏温性质确定了温度从室温上升到50℃时凝胶表现出轻微的升温增稠现象,当温度高于50℃时,凝胶的黏度温度曲线满足Arrhenius关系;用直观的触变环法测量了凝胶的触变性,凝胶的下行曲线始终低于凝胶的上行曲线,表明凝胶是一种剪切稀释流体,且随着温度升高,凝胶的剪切稀释作用有增强的趋势;凝胶的流变性足以满足解决裂缝性及破碎性地层恶性漏失的要求。
- 梁红军尹达王平全钱志伟
- 关键词：凝胶堵漏流变性触变性
- 用于钻井堵漏的特种凝胶屈服应力研究被引量：9
- 2010年
- 特种凝胶是一种处理钻井恶性漏失的堵漏剂,其屈服应力与凝胶的可泵性、施工管线的安全性和在地层的堵漏效果等密切相关。为此,采用先进的HAKKE RS6000流变性锥板系统及锯齿板系统研究了特种凝胶(ZND-2)的屈服应力,分析了稳态方法和动态方法测试之间的关系,并与钻井液常用屈服应力评价方法的结果进行了对比,还分析研究了屈服应力恢复与时间的关系。结果表明,选用控制应力模式的应变—应力双对数曲线拐点和应力扫描测试的线性黏弹区与非线性黏弹区界限能够准确的获取凝胶的屈服应力,凝胶屈服应力在温度低于50℃时随温度增加而小幅增加,屈服应力在剪切作用停止后恢复速度快,是有利于堵漏成功的因素。
- 聂勋勇王平全罗平亚
- 关键词：屈服应力
- 井下复杂条件下固井水泥环的失效方式及其预防措施被引量：29
- 2013年
- 固井水泥环是封固系统的薄弱环节,而了解井下复杂条件下水泥环的失效方式对于预防其失效具有重要的指导意义。为此,在考虑封固系统初始作用力的基础上,利用数值模拟和室内实验等方法研究了蠕变地应力、井下压力和温度变化等因素对封固系统应力状态及界面胶结强度的影响,进而分析了对应的水泥环失效方式,并提出了相应的预防措施:①蠕变地应力作用下水泥环的失效方式为屈服破坏,建议使用高杨氏模量和高抗压强度的水泥环来预防失效;②套管内压力升高时水泥环的失效方式为切向拉伸破坏,套管内压力降低时水泥环的失效方式为界面挤压应力降低或界面剥离,建议使用低杨氏模量的水泥环或使用膨胀水泥来预防失效;③井下温度升高时水泥环的失效方式为屈服破坏,建议使用低杨氏模量的水泥环来预防失效;④井下温度降低时水泥环的失效方式为界面挤压应力降低或界面剥离,建议使用低杨氏模量的水泥环或使用膨胀水泥来预防失效。
- 郭辛阳步玉环李娟李强
- 关键词：水泥环界面胶结强度失效方式预防措施
- 高温高压含硫气井环空流体热膨胀带压机理被引量：44
- 2010年
- 在高温高压含硫气井中,环空带压值过大将会影响正常生产,一旦超过允许值将诱发潜在的安全事故。针对开采过程中井筒温度升高使密闭环空流体受热膨胀而导致的环空带压问题,建立了高温高压含硫气井环空流体热膨胀带压值的计算模型,并进行了实例计算。结果表明,高温高压含硫气井环空流体热膨胀引起的带压值很有可能会引起生产管柱的失效,给油气井安全生产带来威胁。因此,有必要在井身结构设计、套管强度设计与环空保护液优选时,根据油气井正常开采的工作制度,降低开采过程中环空带压值并开展有效的环空带压管理,确保高温高压含硫气井的长期安全生产。
- 车争安张智施太和涂军军向亮刘乃震
- 关键词：环空带压高温高压气井热膨胀
- 膨胀水泥预防压裂井中水泥环的力学破坏研究被引量：8
- 2014年
- 针对压裂作业井中水泥环的力学破坏问题,研究利用膨胀水泥来预防该类破坏。利用有限元方法计算了压裂作业时普通水泥环中的最大主应力,并结合水泥环的力学性能分析了其破坏方式,将膨胀应力与最大主应力叠加后得出了膨胀水泥环中的最大主应力,分析了膨胀水泥预防水泥环力学破坏的原理,评价了膨胀应力对套管受力状况的影响。通过室内实验研究了模拟压裂作业时普通水泥环和膨胀水泥环的破坏情况。研究结果表明,压裂作业时普通水泥环的破坏方式为切向拉伸破坏;膨胀水泥产生的膨胀应力可以降低水泥环中的切向拉应力甚至使其转变为压应力,从而可以预防水泥环的力学破坏;膨胀应力会降低压裂作业时套管中的米塞斯应力,不会导致套管的受力情况恶化。实验结果表明,相同模拟压裂条件下,膨胀水泥环未发生破坏,普通水泥环因切向拉伸应力的作用而破坏,验证了使用膨胀水泥预防压裂井水泥环力学破坏的有效性。
- 李娟郭辛阳步玉环葛佳超郑杨王筱桐
- 关键词：压裂膨胀水泥水泥环
- 钻井堵漏用特种凝胶的适用性被引量：18
- 2012年
- 特种凝胶是一种处理钻井恶性漏失的堵漏剂,它必须不与(或难与)地层水混合而被冲稀才能满足解决裂缝性及破碎性地层恶性漏失的要求。为此,对凝胶与常用钻井液体系的配伍性、拓展其应用范围的交联体系、抗二氧化碳和硫化氢气体的腐蚀性能和其与水泥浆的相容性等适用性进行了研究。结果表明,凝胶与聚合物、聚磺及KCl体系等的配伍性良好,具有改善失水造壁性,提高钻井液黏度切力的作用;化学交联的凝胶体系抗温达到150℃;二氧化碳和硫化氢气体对凝胶的影响小,但在高温下,低pH值对凝胶性能影响大,凝胶可以用于处理高含二氧化碳和硫化氢地区的恶性漏失井漏;凝胶与水泥浆接触不会发生结块和沉淀,凝胶与水泥浆相容性良好;凝胶的适用性足以满足解决裂缝性及破碎性地层恶性漏失的要求。
- 钱志伟王平全白杨
- 关键词：堵漏交联体系配伍性
- 复杂井眼条件下旋转套管速度对固井质量的影响被引量：17
- 2011年
- 针对改善旋转套管周围流体的流动形态从而有效地避免钻井液的滞留问题,根据赫巴模型的本构方程和非牛顿流体力学的有关理论,建立了赫巴模型下的套管与井壁间水泥浆旋转流动模型。采用数值计算方法,得到了便于计算的套管最小转速与环空间隙因子的关系,以及环空中水泥浆旋转速度径向分布规律。针对实际施工中存在的井眼扩径情况,计算并分析了井径扩大率对套管最小转速的影响。结果表明:环空间隙越小,环空中的水泥浆完全旋转所需的套管旋转速度越小;环空间隙越小,水泥浆的旋转速度沿径向下降得越平缓,效果越好;井径扩大率的增加明显增加了套管最小转速。采用旋转套管去除井壁泥饼,从而在保证下套管安全的前提下,提高了二界面的固井质量。
- 步玉环郭胜来马明新李红
- 关键词：顶替效率井径扩大率固井质量
- 非均匀套管磨损对套管强度的影响被引量：10
- 2009年
- 在深井、大位移井钻井过程中,由于钻杆与套管长时间的接触会造成上层套管受到不均匀磨损,导致套管抗挤强度和抗内压强度降低,给安全钻井带来隐患。根据ISO10400推荐的套管抗挤强度和抗内压强度计算模型,考虑磨损后套管壁厚不均度、内壁不圆度的影响,推导出了非均匀磨损套管抗挤强度和抗内压强度的计算模型,分析了套管磨损厚度对套管抗挤强度和抗内压强度的影响。计算结果表明,非均匀磨损套管的抗挤强度和抗内压强度降低百分比随套管磨损厚度的增加而增加;在相同的磨损厚度情况下,磨损后套管的抗挤强度比抗内压强度降低得更快;与磨损后CS-110T套管抗挤强度试验数据相比较,由理论计算出的非均匀套管磨损抗挤强度与实测值的相对误差在5%以内。该计算模型为深井、大位移井钻井过程中非均匀套管磨损提供了新的评价方法。
- 饶富培付建红张智唐世忠
- 关键词：超深井大位移井套管抗挤强度抗内压强度
- 一种评价特种凝胶ZND启动压力的新仪器被引量：1
- 2015年
- 针对漏失及恶性漏失的堵漏工作,研制的特种凝胶ZND在实际应用中取得了显著的成绩,但是对于恶性漏失堵漏用的凝胶,没有一套合适的仪器及方法来规范其性能指标,因此研制了一台具有高精度的新型启动压力装置,并得到了相关的启动压力评价方法——液位-压力曲线。通过液位-压力曲线,可以确定凝胶在模拟地层中的启动压力,并能够判断相同启动压力情况下凝胶的性能优劣。
- 王平全朱涛
- 关键词：凝胶
