国家自然科学基金(51174166)
- 作品数：7 被引量：48H指数：4
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- 相关机构：西安石油大学中国石油天然气集团公司中国石油化工集团公司更多>>
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- 天然气井套间气窜自修复技术被引量：11
- 2012年
- 井口套间气窜即套间带压一直是困扰天然气井安全生产的技术难题,仅靠固井和修井技术难以从根本上解决问题。基于对天然气井套间气窜原因的分析和水泥基自修复理论,建立了气井井口环空气窜的两种自修复模式。采用在模拟套管的钢管中浸泡钻井液和使用冲击式造缝仪两种方法,来模拟固井水泥环损伤后形成的气窜通道(即微裂缝和微间隙),用GSN渗透结晶型自修复剂配制天然气井套间气窜自修复液,在XAN-RC封堵模拟实验流程中进行了水泥环损伤自修复模拟试验。结果表明,GSN自修复剂能够自动渗入气窜通道,形成渗透结晶水化产物,密闭固井水泥环的微间隙和微裂缝,有较好的自修复效果,明显提高了损伤水泥环的抗气窜强度。该研究成果对实现气井井口环空气窜的动态即时自修复,保持水泥环封固的可靠性和耐久性,解决气井环空带压问题有重要的工程运用价值。
- 杨振杰朱海涛王嘉淮罗天雨王容军
- 关键词：天然气井环空带压固井水泥环自修复
- 固井水泥环完整性模拟评价实验仪研究被引量：17
- 2013年
- 为较好地模拟固井水泥环损伤的井下实际工况,评价固井水泥环的力学性能和完整性,研制出了一种新型固井水泥环完整性模拟评价实验仪。将固井水泥样品放置在特制的钢管中,在规定条件下养护成型后,放入由压紧圆盘和旋紧压环等主要部件组成的模拟实验仪中,通过施加机械挤压力模拟固井水泥环受压破裂的实际工况,同时施加水力压力模拟地层流体压力,测试固井水泥浆固化体在复合压力作用下的抗窜强度,从而客观地分析样品的抗裂性能、胶结强度和弹韧性,获得比三轴应力仪和万能实验机更直观的实验数据。固井水泥环完整性模拟评价实验仪为固井水泥环力学性能和完整性评价实验提供了一个新的实验手段。
- 杨振杰姜晓强吴志强高亮朱海涛
- 关键词：固井水泥环完整性力学性能自修复
- 硫化氢与硫酸腐蚀油井水泥石的对比被引量：3
- 2012年
- 采用G级油井水泥净浆,从腐蚀前后水泥石抗压强度、水化产物中氢氧化钙含量、SEM微观结构特征和孔隙结构的变化等方面,进行了硫酸溶液和硫化氢对水泥石的腐蚀对比实验。结果表明,设计的常温常压的硫酸溶液腐蚀实验与标准的高温高压腐蚀实验有较好的相关性和可比性,而且硫酸溶液腐蚀实验能够更直观地反映出水泥石潜在的腐蚀因素。利用常温常压的硫酸溶液腐蚀实验能够作为油井水泥石腐蚀研究的前期实验和油井水泥石抗酸蚀的耐久性实验,对降低水泥石腐蚀实验成本和风险,提高实验效率,更好地开展油井水泥石完整性研究有重要的应用价值。
- 杨振杰王玎吴志强陈道元姚平均张红
- 关键词：硫化氢腐蚀油井水泥石
- 自修复固井前置液实验研究被引量：14
- 2013年
- 用渗透结晶自修复剂配制固井前置液,使其在具备冲洗隔离功能的同时具有对固井水泥环窜气通道进行自修复的性能。使用钻井液浸泡钢管(模拟套管)和冲击造缝2种方法模拟因固井水泥环损伤而形成的微间隙和微裂缝,在XAN-RC封堵实验流程上进行了自修复模拟实验。实验结果表明,自修复固井前置液具备前置液的基本性能,能够吸附在冲洗过的钢管表面提高界面胶结强度。处于自修复固井前置液养护环境中的水泥环具有较高的早期和长期抗窜强度。自修复固井前置液通过渗透结晶和多次水化反应机理对水泥环的微裂缝和微间隙进行修复,抗窜强度的恢复能力明显高于清水的养护环境。自修复固井前置液能够实现对固井水泥环损伤的动态持续自修复,为保持水泥环的完整性和耐久性提供了一个新的手段。
- 杨振杰马成云朱海涛邓伟兵王容军刘江华
- 关键词：水泥环固井
- 硅烷偶联剂包覆油井水泥的性能与应用被引量：5
- 2016年
- 为提高固井水泥环的耐久性,使用硅烷偶联剂KH-560对油井水泥颗粒表面进行包覆处理后以10%的加量加入固井水泥浆中配制成新型的自修复固井水泥浆体系。通过润湿性和水化放热试验研究了硅烷偶联剂包覆油井水泥的表面特性;通过SEM扫描电镜分析和固井水泥环微间隙与微裂缝自修复模拟试验研究了加入硅烷偶联剂包覆油井水泥的固井水泥浆体系固化体的微观结构和自修复性能。研究结果表明:硅烷偶联剂包覆处理后的油井水泥颗粒表面形成了憎水保护膜,降低了水化反应活性;将硅烷偶联剂包覆油井水泥以10%加量加入固井水泥浆后,明显增加了固井水泥环中的未水化产物数量,能够发生多次水化反应,为固井水泥环自修复性能的建立提供了有利条件;加入硅烷偶联剂包覆油井水泥的固井水泥浆固化体损伤试样(模拟微间隙与微裂缝)经过养护后抗窜强度恢复值高于50%,自修复能力优于普通的固井水泥浆,固井水泥环的耐久性和完整性增强,提高了复杂条件下的油气井和储气库的固井质量。
- 杨振杰马成云武星星王晓军
- 关键词：自修复固井水泥环
- 固井水泥环微间隙与微裂缝的模拟试验方法被引量：2
- 2015年
- 对于固井水泥环微间隙和微裂缝模拟试验方法以及自修复评价试验方法,目前尚未统一。为了顺利开展固井水泥环自修复技术研究,基于大量的探索实验,提出了两种模拟微间隙和微裂缝的试验方法:使用不锈钢钢管模拟套管,通过先在套管内壁涂抹均匀的钻井液液膜,然后灌入固井水泥浆的方法模拟固井水泥环微间隙;通过直接灌入水泥浆(内壁无钻井液液膜),待试样固化后再对钢管外壁施加机械挤压力的方法模拟固井水泥环的微裂缝。从抗窜强度测试、试验误差分析和无损伤CT扫描等方面,对模拟试验方法的可靠性、稳定性和模拟样品的微观形态进行了分析研究。结果表明,该模拟试验方法简单易行,微裂缝与微间隙模拟的过程和微观形态与实际工况接近,试验数据稳定可靠。结论认为,该模拟试验方法能够较好地应用于固井水泥环自修复技术研究和固井水泥浆力学性能分析测试。
- 杨振杰Astou Gawane杨强武星星王晓军
- 关键词：固井水泥环微裂缝误差分析
- 自修复固井前置液自修复机理被引量：1
- 2015年
- 将水灰比为0.44的油井水泥净浆灌入钢管中养护,然后切片并造缝,制作成钢管切片样品,放入清水和固井自修复前置液中浸泡养护,通过测试抗窜强度和对比分析样品微观结构与水化产物组成特征,研究固井自修复前置液的自修复机理。运用X-射线衍射仪对样品的物相组成进行分析,利用热重(TG/TGA)方法测定样品中Ca(OH)2含量,采用压汞仪对样品的孔结构变化进行分析,最后利用环境扫描显微镜对样品的微观形貌进行观测,并对测试样品的微区进行X射线能谱定性、定量分析。研究结果表明,GSN自修复前置液和NMFSJ自修复前置液能够渗透到样品的微裂缝中,与裂缝附近的氢氧化钙和未水化产物发生水化反应,形成硅酸钙结晶或水化硅酸钙凝胶和碱式碳酸钙等水化产物,自动修复样品的微裂缝;NMFSJ自修复前置液还能够渗透到样品固化体本体的孔隙中,激活水化反应;另外其有一部分组分不参与直接生成结晶体,而是催化水泥环中未水化的水泥颗粒水化。
- 杨振杰冯竟竟廖桃马成云武星星
- 关键词：固井前置液自修复水泥基材料
