高温高压复杂井身结构气井井筒温度计算方法

 西气东输的气源井以高温高压气井为主,气井生产依赖于井底温度和压力,生产过程中温度起着重要的作用。为了确保高温高压气井的正常生产,必须对井筒温度压力进行深入研究。井筒压力的研究已有较为成熟的结果,但对井底温度的研究还很不成熟,尤其是井身结构对井筒温度的影响国内外尚未见报道。本文基于Ramey经典井筒温度计算模型建立了两种考虑复杂井身结构井的井筒温度分布计算模型,即在复杂井筒条件下从井底到井口的温度计算模型和从井口到井底的温度计算模型。通过与实测资料对比,给出了计算模型的误差对比,分析了井身结构对井筒温度分布计算的影响。研究结果表明,从井底到井口的温度分布模型计算结果优于从井口到井底的温度分布模型。     

气井环空带压对水泥环力学完整性的影响

受井下作业、油套管或封隔器泄漏等因素产生的井口环空带压,使高温高压气井水泥环密封完整性面临巨大 挑战。为此,基于弹性力学多层厚壁圆筒理论和摩尔库仑失效准则,建立了水泥环应力和失效计算模型,研究了环空 带压对水泥环胶结面应力和失效的影响。结果表明,环空带压将增大水泥环胶结面的切向拉应力,过大的切向拉应力 将导致水泥环失效。与此同时,井筒温度增加产生的切向拉应力也会增大水泥环失效风险。环空带压越大,水泥环安 全系数越低,且温度效应对安全系数的影响较小。对高温高压气井,可根据井身结构（地层水泥环套管）参数建立 水泥环安全系数图版,从而为确定合理的最大允许环空带压值提供依据,研究结果对提高气井井筒安全性、延长开采 寿命具有重要意义。     

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.     

莺琼盆地高温高压砂岩气藏储层应力敏感性实验

高温高压气藏储层应力敏感性评价对储层在地层温压条件下的真实物性变化特征的正确认识及开发方案的合理设计都至关重要。本文选取莺琼盆地某气田物性不同的3块岩样,在温度140℃、压力2~70 MPa下进行覆压实验,结合压汞和X射线衍射实验,研究孔隙度、渗透率与净上覆压力之间的变化关系。结果表明,孔隙度、渗透率与净上覆压力之间的关系可通过幂函数形式进行良好的表征,且可分为三个阶段,其对应的孔渗参数变化幅度占比约为36:13:1;岩样的应力敏感程度与其基础孔渗无关,与矿物成分及微观结构相关;硬质组分含量越少,孔隙度应力敏感性越强,硬质组分含量越少、喉道半径越小,对应的渗透率应力敏感性越强;在同等条件下,渗透率应力敏感性明显高于孔隙度应力敏感性,二者相差约4~10倍;与常规评价方法相比,以气藏温压条件下的孔渗参数作为起始点而得到的孔隙度和渗透率应力应敏感性将分别降低65%和38%左右。该文为该地区高温高压砂岩储层应力敏感性研究提供了实验支撑。     

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。