高温高压油气藏试产期间固井水泥环力学完整性——以准噶尔盆地南缘高探1井为例

准噶尔盆地南缘超深层勘探已成为中国石油天然气勘探的重点领域,钻完井工程面临诸多高温高压环境的挑战.在完井试产期间,井筒温度和压力的大幅度且快速下降会改变水泥环应力,易导致套管和水泥环收缩不平衡,产生微间隙.为此,采用厚壁圆筒弹性力学理论,建立了套管-水泥环-地层组合体弹性力学模型,利用有限差分程序求解.研究认为,高温高压油气藏试产期间,水泥环的主要失效形式为收缩微间隙失效.以准噶尔盆地南缘高泉背斜高探1井试产为例,评价试产过程中水泥环失效时井筒压降及温度变化临界值,以及两者与水泥石力学参数的相互关系.该力学评价方法的研究对于高温高压油气藏试产期间水泥环完整性评价具有较高的应用价值.     

高温高压气井复合型水泥浆体系研究与应用

针对超深高温高压气井固井难点,通过优选DC200型胶乳增强水泥浆防气窜性能,降低水泥石渗透率;优选改性弹性粒子、有机聚合物纤维和无机矿物纤维为复合增韧材料,有效增强水泥石弹韧性,研制出了高温防气窜性能和弹韧性能优良的复合型水泥浆体系。评价显示:体系耐温达160℃以上,SPN值1,静胶凝强度过渡时间仅为12 min,防气窜效果好;与常规水泥石相比,渗透率可降低80%左右,弹性模量可降低60%左右,抗折强度可增加84%左右,水泥石抗冲击载荷可增加86.69%左右,显示出优异的力学性能;该体系在塔中顺南401井和顺南4-1井成功应用,整体固井质量良好。说明该体系可满足超深高温、高压气井固井技术要求,应用前景良好。     

浅谈适应高温钻井液的处理剂

在对抗高温钻井液处理剂的调查研究基础上,分析了抗高温钻井液处理剂的分子结构特点、各功能团的作用,并初步确定选用磺化苯乙烯、丙烯醇、丙烯磺酸盐及二甲基二丙烯基氯化铵（DMDAAC）作为单体,设计了抗高温钻井液处理剂分子结构,根据这种分子结构设计出了处理剂。     

特种聚酰亚胺作为油田管材涂层的性能评价

为了研究一种高性能聚酰亚胺作为油田管道防腐涂层的防腐效果,通过击穿电压测试、溶液浸泡测试、耐高温高压腐蚀实验、耐盐雾实验、附着力测试实验、耐磨性能测试等方法研究了特种聚酰亚胺作为油田管道涂层的化学性能和机械性能。实验结果表明:在盐雾试验中测试样板版面划线处任意一侧腐蚀扩散宽度小于2 mm,未划线处无生锈、起泡、开裂和脱落等腐蚀失效现象;在耐磨性能实验中参考二氧化锆的磨损量为0. 001 67 g/h,PI-S涂层的磨损量比二氧化锆还低,仅为0. 00 084 g/h;涂层耐高低温交变湿热实验结果表明涂层很好的经受高低温交变环境,实验后未出现鼓泡、脱层、针孔、裂纹现象;酸性高温高压模拟环境实验表明在高酸性模拟环境中浸泡168 h后,涂层表面未出现鼓泡、脱层、针孔、裂纹等现象;涂层能很好地经受住N-甲基吡咯烷酮(NMP)、盐酸、硫酸、氢氟酸、次氯酸的腐蚀,浸泡60 d后试样厚度有轻微的减小,基材没有出现腐蚀现象。     

高温高压下干热辉长岩的阻抗谱实验研究

在1.0和2.0GPa,593～1173K下研究了干热辉长岩的阻抗谱.研究表明,复阻抗对频率具有依赖性,复阻抗平面上出现了反映颗粒内部和颗粒边缘传导机制的阻抗弧.颗粒内部的阻抗弧出现在10 2～10 5 Hz的频率范围内;颗粒边缘的阻抗弧出现在12～100Hz的频率范围内.用CNLS程序拟合了对应颗粒内部传导机制等效电路的各个元件.当辉长岩中有石榴石出现时,电导率发生突变.     

固体等温体积弹性模量体积依赖性的研究

等温体积弹性模量BT是反映固体受到压强作用下的力学性质,本文提出了一个关于等温体积弹性模量体积依赖性的计算公式,并将其应用到NaCl,H2,D2和MgO在不同压强下的实验数据,结果表明和实验吻合很好.为高温高压下固体行为的预测提供了新的视角.     

Fe50Ti50非晶合金的高温高压研究

对用机械合金化方法制备的Fe50Ti50非晶合金的高温高压性质进行分析，结果表明高温与高压均有利于非晶合金的晶化。     

火电厂高温高压部件热弹塑性结构分析方法

对于火电厂中大、中型汽轮发电机组的承压部件，汽轮机转子上的叶轮与叶片，燃气轮机的叶轮与叶片，各种发动机中处于燃烧室附近的机械零部件以及焊接加工零件等，由于温度效应使材料的弹性模量、泊松比和屈服极限等力学性能都将发生变化，从而引起的热应力、塑性流动和随温度变化的屈服准则等都相互耦合在一起，这实际上是一个热弹塑性状态下构件的应力与应变分析问题。本文运用参变量变分原理建立起处理这一类问题的数值变分原理及其相应的有限元形成，实质上从数学上说，是将原问题转化为处理普通弹塑性状态下结构分析问题的参数二次规划法。     

陨石高压矿物学研究为地球板块俯冲带高压相转变机制提供新认识

橄榄石是石陨石和地幔的主要造岩矿物之一,它在高温高压条件下转变为高密度的似尖晶石(wadsleyite)和尖晶石(ringwoodite,林伍德石)矿物多形.橄榄石的高压相转变机制对认识地球和星球内部物质组成、结构以及地球动力学等具有极其重要的科学意义.高温高压实验研究表明,橄榄石的高压相转变可以经由颗粒边界成核生长,或沿晶体内部特殊方位成核生长而转变为高压相.然而,过去在天然岩石(受冲击陨石)中,仅发现通过颗粒边界物质扩散作用形成的林伍德石多晶集合体,一直未能观测到在橄榄石晶体内部发生的林伍德石片晶状成核生长的相转变现象.     

二氧化碳溶解气对原油粘度的影响

利用高温高压油-气-水混合液粘度测量装置对原油及含二氧化碳气原油的粘-温特性进行了实验研究，测量了不同气油比条件下油-气混合液的粘度，分析了二氧化碳溶解气对原油粘度的影响。结果表明，在相同压力下，原油及其混合液粘度与温度存在指数关系，原油粘度与压力基本呈线性关系。在同-温度下，油-气混合液的粘度在达到泡点压力之前随着压力的升高而降低；在达到泡点压力之后，随压力的升高而增大；油-气混合液的粘度随气油比增加而减小；油-气混合液的泡点压力随着含气量的增加和温度的升高而增大。