水泥稳定碎石基层裂缝处置研究

针对水泥稳定碎石基层在施工过程中出现的各种裂缝进行了较具体的分析研究,并提出了相应的技术处置措施。     

梨树断陷页岩气水平井钻井关键技术

为解决部署在梨树断陷的首口页岩气水平井梨页1HF井存在的井壁失稳风险高、机械钻速低、固井施工难度大、井眼轨迹控制难度大等技术难题。在梨页1HF井施工过程中,通过综合应用油基钻井液、旋转导向地质导向、双凝双密度水泥浆等技术,并进行了钻头优选和钻具组合优化。施工结果表明井眼稳定,井眼轨迹平滑,水平段共完成进尺1 020 m,储层钻遇率92.7%,固井质量优秀。该井实现了安全、高效钻进,实际钻井周期22.56 d,较设计钻井周期缩短了14.94 d,平均机械钻速7.98 m/h,较设计提高了82.19%。该井良好的施工效果,可见对后续梨树断陷页岩气水平井施工具有积极的指导和借鉴作用。     

丁苯胶乳改性水泥基材料的性能与机理研究进展

 丁苯胶乳（SBL）改性水泥基材料具有较好的流动性、保水性、与基材的黏结性、水密性、耐久性、抗化学腐蚀性、抗冻融性、良好的力学强度及延伸性能,而且其成本较低、使用便捷,得到较为广泛的应用。综述了SBL改性水泥基材料的性能和机理,介绍了SBL单独改性、SBL和其他胶乳共混改性、SBL和纤维改性、SBL和外加剂复合改性时,水泥基材料的物理和力学性能。从3个方面探讨了SBL改性机理：SBL对水泥水化过程的影响存在物理作用和化学作用;SBL对微观结构的主要影响是由乳胶粒子的分散和聚合物薄膜的形成所产生的;从孔洞结构看,SBL改变水泥基材料的孔径分布、特征孔径、平均孔径、最可几孔径、孔隙率等,提高了材料的内聚强度。分析表明,SBL改性水泥基材料具有性价比高、环境友好、使用寿命长、循环利用率高等优点。     

不同温度磁化水对水泥净浆流变性能的影响

为明确不同温度磁化水对水泥净浆流变性的影响,用不同温度的磁化水拌制水泥净浆,采用旋转流变仪进行流变性能测试,得到了水泥净浆流变性能变化规律.实验结果表明,温度升高,水泥净浆屈服应力增大,塑性黏度减小.水经过磁化处理,表面张力减小,30℃时减小最多,减小15.74％.相比较于普通水搅拌的水泥浆体,用磁化水搅拌的水泥净浆的屈服应力增大,塑性黏度先增大后减小.磁化组的水泥浆体Zeta电位低于普通组,水化热高于普通组,证明磁化处理使得水泥浆体初期水化更加充分;触变环面积变化规律与塑黏度变化规律一致.     

水泥生产线定量包装的电气控制系统设计

在分析水泥生产线特点的基础上,介绍了基于AVR单片机的水泥生产线定量包装的电气控制系统硬件系统与软件系统设计,实现了对水泥生产线定量包装的自动化,从而改善工业生产条件,该设计方案具有良好的应用价值.     

纤维/晶须材料对固井水泥石的增韧机理研究

扫描电子显微镜（SEM）用于水泥基材料研究,可以准确、快速、直观地提供水泥石断面的微观形貌等信息。固井水泥环这一水泥基材料在井下工况受复杂应力影响易产生微裂缝与微环隙,造成水泥环封固能力下降。高弹模纤维、低弹模纤维、晶须等材料有助于降脆增韧水泥环。为了弄清高弹模纤维、低弹模纤维、晶须等材料对水泥环的降脆增韧机制,用扫描电镜对水泥石微观形貌进行了观察分析,探讨了增韧机制。实验结果表明,高弹模纤维、低弹模纤维、晶须等材料降脆增韧水泥环的机制包括拔出、桥连和裂纹偏转。相对于单掺纤维或单掺晶须,将二者混杂使用的增韧效果更好,其原理在于晶须属于微米级材料,可以阻止微米级微裂纹的产生和扩展;纤维属于毫米级材料,可以阻止毫米级微裂缝的产生与扩展;二者混杂使用可以起到多层次阻裂和增韧的目的。     

硅酸盐-硫铝酸盐水泥基护壁堵漏材料的研制

针对复杂地层钻探护壁堵漏技术难题,研制了一种硅酸盐-硫铝酸盐水泥基护壁堵漏材料。首先,分别对掺加外加剂的硅酸盐复合水泥、硫铝酸盐水泥的主要技术指标进行试验研究,在此基础上,按不同比例对两种不同系列的水泥进行复合,对复合浆液的流动度、可泵期、凝结时间以及强度等主要技术指标开展试验研究,并结合水化热与扫描电镜分析对其水化硬化过程进行探讨,揭示硅酸盐-硫铝酸盐复合水泥的水化协同效应。研究成果表明,利用硅酸盐-硫铝酸盐水泥水化协同效应可为解决松散破碎、陡倾宽缝以及动水冲蚀等复杂地层的护壁堵漏技术难题提供新的思路和解决方案。     

东营凹陷古近系沙四上亚段近岸水下扇砂体碳酸盐胶结物的分布特征

依据岩心、薄片、测井等资料对东营凹陷北部陡坡带永安地区古近系沙河街组沙四上亚段近岸水下扇砂体中碳酸盐胶结物的分布特征进行研究。结果表明:碳酸盐胶结物(体积分数)含量高(>15%)的砂岩在近岸水下扇外扇及滑塌浊积扇等薄层粉细砂岩中分布普遍,碳酸盐胶结物含量低(<10%)的砂岩往往出现在近岸水下扇中扇沟道微相的厚层砂岩中;外扇胶结层的横向连续性好,中扇的碳酸盐胶结带仅位于沟道砂岩的顶底部、横向延伸小、铁白云石普遍;中扇、外扇的胶结层单层厚度通常小,内扇的胶结层单层厚度较大,砾岩中灰岩砾石及钙质杂基含量较高、压实强;砂体中的长石能缓冲酸性地层水,方解石在砂体边缘附近区域富集形成胶结层,胶结层往往对应于斜长石溶蚀而现今斜长石含量较低的层段;碳酸盐胶结层造成近岸水下扇储层非均质性强,发育内扇物性遮挡的岩性油气藏。     

三维约束条件下MgO膨胀剂对油井水泥石早期性能的影响

为探讨三维约束条件下MgO膨胀剂对油井水泥石早期性能的影响,通过水泥石线膨胀率、抗压强度和孔结构的测定,结合XRD、DSC、SEM/EDS等微观分析手段,对掺入MgO膨胀剂油井水泥石的早期性能和MgO膨胀作用机制进行研究。结果表明:三维约束条件下,MgO水化产生的膨胀力有利于油井水泥石抗压强度和孔结构的优化,有望改善水泥环的胶结强度和防窜性能;MgO膨胀剂掺量为12％时,油井水泥石经80℃养护1d和7d的自由线膨胀率分别为0.034％和0.072％,水泥石三维约束膨胀经80℃养护3d和7d的抗压强度为27.5MPa和31.6MPa,较净浆油井水泥石提高了41.8％和49.1％,较自由膨胀水泥石提高了9.6％和16.2％;80℃养护7d的三维约束膨胀水泥石孔隙率仅为22.7％,较净浆油井水泥石降低了30.8％,较自由膨胀油井水泥石降低了16.8％,且孔径尺寸向小孔(无害孔)方向移动; 80℃养护7d的油井水泥石试样出现了Mg(OH)₂的衍射峰,DSC测试在365℃附近出现了Mg(OH)₂的吸热峰,水泥石结构致密,且检测到Mg(OH)₂晶体的存在,证实了MgO反应生成Mg(OH)₂的过程。     

深水固井水泥石微观结构研究

随着全球油气需求的不断增长和陆地油气资源的不断减少,石油勘探开发不断向深海深入。国内也开始全面向深水进军,开发深水油气资源。对于深水表层固井,面临着低温、地层疏松、浅层流等技术难题,国内外在这方面做了大量的研究,这些研究主要针对解决深水固井技术难题,针对深水低温水泥石的微观结构的研究较少。本文利用XRD、SEM等仪器对密度1.5g/cm3的水泥石在低温条件下不同养护期的微观结构及成分进行了分析研究。结果表明:加入防窜增强剂PC-GS12L的水泥浆体系的水化产物形状变化不大,只是结构上变的致密许多,并且生成的水化产物更多。