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.     

南海天然气水合物地层固井二界面胶结特性模拟

针对南海天然气水合物泥质粉砂地层松软且固结弱,固井胶结规律及界面损伤过程仍不清楚的问题,首先,制备南海天然气水合物模拟地层;其次,探讨水泥浆、地层类型和养护时间等对固井二界面胶结强度的影响规律;最后,利用内聚力模型模拟固井二界面黏性接触,并考虑水泥水化过程,建立固井二界面损伤分析模型,探究水合物固井二界面损伤规律.研究...     

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。     

YLD-1油水井堵漏剂界面胶结强度增强机理研究

在动静态养护条件下通过对 YLD- 1油水井堵漏剂与钢管的胶结界面力学性能和微观结构的研究 ,探讨了 YLD- 1油水井堵漏剂的界面胶结强度增强机理 .结果表明 ,YLD- 1堵漏剂能够在胶结界面生成抗冲蚀的水化产物且形成致密坚固的微观结构 ,再加上独特的自我修复的再愈合能力 ,增强了界面胶结强度 ,提高了抗窜能力 .     

深水弱胶结地层固井强度梯度层理论与固化材料性能

提出固井强度层理论与梯度强化固井液的概念,通过研发一种固井液,采用固井施工工艺将固井液注入环空的同时注入地层,使井筒附近由环空到地层形成强度渐变的过渡带,改善固井质量.研究水泥、树脂、氢氧化钠激发矿渣、氧化镁激发矿渣和偏高岭土基地质聚合物等5种固化材料的性能.结果表明:环氧树脂体系具有优异的力学性能,矿渣次之;注浆条件...     

提高固井胶结质量的薄圆环振动特性

为解决目前油气井固井胶结质量不佳的问题,根据薄板振动理论,提出了一种基于薄圆环振动提高固井水泥环强度和胶结质量的方法。通过对薄圆环的谐振频率进行理论计算和有限元数值仿真,结果表明薄圆环的谐振频率随着外径的变小而增大,随着厚度的增大而变大;谐振频率随边界条件的变化趋势为：内外固定>内固外简>内外简支;不同材料的谐振频率变化趋势为：结构钢>不锈钢>灰铸铁>铜合金;圆环开缺口后谐振频率变大,缺口个数越多、面积越大,谐振频率越大。理论计算与有限元数值仿真结果误差不超过5%,验证了有限元模拟结果的正确性,模拟结果可为套管外薄圆环振动固井技术提供理论指导。两口井现场试验结果表明,产层固井质量优良率达到92%。     

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。     

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。     

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.     

脉冲振动固井技术研究

为提高水泥浆胶结质量,防止固井后油气水窜,提出了脉冲振动固井新技术。研制开发了新型脉冲振动固井室内评价装置,通过脉冲振动可以有效地改善水泥浆性能,水泥石的胶结强度平均提高了11%～22%,水泥浆的初凝时间平均缩短了3%,初终凝过渡时间平均缩短了12%～17%,水泥石的抗压强度平均提高了10%～14%,水泥浆稠度系数K平均降低了16%～63%;利用电镜扫描、X射线衍射、压汞实验等分析手段,对比分析了脉冲振动处理后的水泥石微观结构、水化产物和水泥石孔隙特征的变化规律,脉冲振动促进了水泥水化反应,改善了水泥石的微观结构;分析了水泥水化过程中水泥浆失重特性,根据水泥浆静胶凝强度与水泥浆失重的关系,阐述了利用脉冲振动固井技术减少水泥浆失重和防止环空气窜的机理;为实现对候凝过程中的水泥浆实施脉冲振动,研制开发了新型井口脉冲振动固井装置,经过10余口井的现场应用,取得了良好的固井效果。     

赤泥的掺入对水泥土电阻率与强度性能的影响

通过在水泥固化土中掺入不同量的赤泥来研究赤泥的固化效果和固化过程中土体的微观结构变化,分别测试固化土的电阻率和无侧限抗压强度。通过在水泥土中掺入不同量的赤泥,制备成不同赤泥掺量的固化土试样,测试不同电流频率和养护龄期下的固化土电阻率,分析固化过程中土体的微观结构变化;同时测试了不同养护龄期下固化土无侧限抗压强度,分析赤泥在水泥土中的固化效果;并且找出了最佳的赤泥掺入量,可供从事利用赤泥固化土研究的相关人员借鉴参考。     

前置液流变性对顶替界面稳定性影响的数值模拟

借助计算流体力学（CFD）软件FLUENT6．20，对环空井筒内水泥浆顶替过程进行了数值模拟，模拟环空井筒外径0．24m、内径0．18m、高8m。在顶替速度为0．4m／s、偏心度为0.4的条件下，计算得到了顶替界面形状以及前置液流变参数屈服应力、稠度系数和流性指数对顶替界面稳定性及顶替效率的影响规律，并对数值模拟结果进行了实验验证。数值模拟结果表明，降低前置液的屈服应力、稠度系数及流性指数有助于提高水泥浆和前置液之间界面的稳定性和顶替效率。固井设计时要考虑界面的稳定性，对前置液流变参数进行调整。     

前置液流变性对顶替界面稳定性影响的数值模拟

借助计算流体力学(CFD)软件FLUENT6.20,对环空井筒内水泥浆顶替过程进行了数值模拟,模拟环空井筒外径0.24 m、内径0.18 m、高8 m.在顶替速度为0.4 m/s、偏心度为0.4的条件下,计算得到了顶替界面形状以及前置液流变参数屈服应力、稠度系数和流性指数对顶替界面稳定性及顶替效率的影响规律,并对数值模拟结果进行了实验验证.数值模拟结果表明,降低前置液的屈服应力、稠度系数及流性指数有助于提高水泥浆和前置液之间界面的稳定性和顶替效率.固井设计时要考虑界面的稳定性,对前置液流变参数进行调整.     

基于粘结强度特征数的烧结矿强度评价方法

烧结矿的强度主要取决于含铁矿物的强度、粘结相自身的强度以及粘结相与含铁矿物间的粘结强度。研究表明粘结相与含铁矿物间的粘结强度是烧结矿强度的主要制约因素。将粘结强度与能满足工厂生产要求标准的烧结矿粘结强度(12.58 MPa)的比值定义为粘结强度特征数,并用其评价烧结矿的整体强度。同时,结合烧结矿的微观结构对烧结矿强度进行研究。结果表明,与粘结相自身微观结构相比,粘结相与含铁矿物界面的微观结构较为疏松;固液两相之间的冷收缩系数不同,粘结相与含铁矿物之间易形成内应力,不利于粘结强度的提高。因此,粘结强度满足一定要求时,烧结矿的强度就能满足生产要求。     

水泥助磨剂的正交试验研究

采用正交试验方法研究助磨剂对水泥的物理力学性能影响.利用数学软件SAS分析系统,定量地分析粉磨时间、助磨剂掺量、水泥组分含量三因素及其不同水平对水泥细度及强度的影响.结果表明,正交设计的分析结果与试验验证结果有良好的一致性,采用较高的粉煤灰掺量,较低的熟料掺量,适当的粉磨时间和助磨剂掺量可以配制优质P.O42.5R的水泥.     

吹填泥浆沉积模拟试验研究

为研究天津滨海新区吹填泥浆沉积特性,采用大型沉降柱进行模拟试验。结果表明:泥浆中土颗粒越细,泥水分界面下沉速度越慢;超静孔隙水压力随沉淀深度增大而增大;沉淀过程中阳离子由于交换减少,可加速泥浆沉淀;沉积后土颗粒沉积分选较明显。研究成果为进一步研究吹填软上工程性质及相关地基处理奠定了基础。     

流体流动阻力实验的改进与提高

流体流动阻力的测定实验是整个化工原理实验中非常重要的一项,该文针对目前所开设的流体流动阻力实验内容较为单一的情况,提出了增加实验内容的设想,并给出了可增加的实验内容。     

MTM与MTC模型中PGB对qq→tt过程的单圈修正

本文分别在多标度ＴＣ模型（ＭＴＭ）与带有一个标量子的ＴＣ模型（ＭＴＣ）中研究了赝标哥尔斯通粒子（ＰＧＢ）对Ｔｅｖａｔｒｏｎ上ｔｏｐ夸克对产生截面的单圈贡献．我们发现在ＭＴＭ中该贡献是显著的，当ｔｏｐ夸克的质量取１７６ＧｅＶ，色八重态ＰＧＢ的质量可以取到６００ＧｅＶ时，该修正值达到２９％，这是很有实验意义的，然而在ＭＴＣ中，该修正较小，不可观测     

磷铝酸盐水泥与天然岩石界面的研究

通过测定界面的剪切强度,系统地研究了磷铝酸盐水泥与天然岩石界面的粘结性能,并对“磷-石”,“硅-石”界面进行比较;同时借助于XRD、扫描电镜和能谱等测试技术,初步分析了界面区的粘结机理．试验结果表明：“磷-石”界面具有良好的粘结性能,界面结合力是物理结合和化学结合共同作用的结果．