海洋高温高压气井固井防气窜水泥浆研究

性能优良的水泥浆是保证固井质量的关键因素,水泥环空气体窜槽对油气田开发将造成非常严重的后果,一旦气窜发生,即使花费大量的人力物力进行挤水泥,也难于修复到未气窜的封固状态。因此,优选有效的防气窜添加剂,研制性能良好的防窜水泥浆就显得十分重要。文中根据海洋高温高压气井的特点,提出了一套综合适用于高温高压固井的防气窜水泥浆设计的方法。设计出了密度2.40 g/cm3,适合循环温度为125℃和163℃的海洋高温高压气井固井的高密度防窜水泥浆体系。     

高温高压法合成块体α″-Fe_(16)N_2

将Fe、Fe3N粉末按比例混合,高温高压合成名义成分的Fe16N2非晶块体材料,然后在不同温度下低温真空退火,制备了α″-Fe16N2相块体材料.结果显示,合成α″-Fe16N2的最佳退火温度为190℃,所得样品为软磁材料,矫顽力约50 A/m,其室温比饱和磁化强度为205 A·m2/kg,超过纯铁的室温比饱和磁化强度200 A·m2/kg.     

沙特高温高压低渗凝析气井全过程欠平衡设计与应用

 沙特B区块属于高温高压低渗凝析气田,储层为致密砂岩地层,在前期的勘探作业中,钻井中显示良好而测试时产量不高,室内实验表明油锁和水锁是引起储层伤害的主要原因.为了解决这个问题,本文采用一种新型全过程欠平衡设计方法,在设计时充分考虑了井控安全、油锁、水锁、井壁稳定对井底负压值的影响、在水力参数计算过程中高温高压对钻井液密度和黏度的影响;在施工过程中考虑了在钻进、接立柱、取心、起下钻等整个作业过程中保持井底负压所需要的设备和工艺.通过现场M-0001井试验表明,该方法能有效释放油气井产能,避免储层伤害,测试后显示该井表皮系数为-3.44,钻井过程中储层没有污染.     

一种新的高温高压流变性分析模型

钻井液流变性的准确分析与流变参数的准确计算一直是钻井水力分析与计算的基础,是提高井底压力计算精度的重要研究内容。基于高温高压流变实验数据,分析了旋转黏度计300 r/min和600 r/min下测量剪切应力随温度、压力的变化规律;进而建立了适用于各转速下高温高压(HTHP)剪切应力的通用预测模型,并给出了HTHP剪切速率预测模型系数的通用求解步骤。最后采用HTHP剪切应力预测模型对墨西哥湾一口实验井的合成基钻井液(屈服假塑性钻井液)进行了分析,同样具有很好的预测效果,表明该模型具有较广泛的适用性,可为高温高压井井底压力计算提供较为准确的HTHP流变参数。     

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。     

海上高温高压井完井管柱安全性设计

东方1-1气田高温高压储层生产管柱在生产过程中存在变形量大、生产初期井口节流压降与温降大,以及特殊的环空密闭憋压等问题,具有安全生产隐患。因此对该类气井开展完井管柱安全性设计研究具有重要的现实意义。通过油管携液、油管防冲蚀、水合物的预防、油管柱强度校核、密闭环空压力变化分析、射孔管柱振动与减震措施研究,开展了海上高温高压井完井管柱安全性设计。该设计方法成功应用到东方1-1高温高压气田,对其他海上高温高压气田的开发还具有良好的指导作用。     

硅掺杂量对柯石英形成条件的影响硅掺杂量对柯石英形成条件的影响

以不同质量比的α\|石英和硅混合粉体作为初始原料, 利用高能机械球磨和高压高温处理相结合的方法, 考察硅元素含量对柯石英形成条件的影响. 用X射线衍射(XRD)和Raman谱表征实验产物. 结果表明, 在高压高温密封条件下, α\|石英晶粒表面的Si与氧原子的吸引力较强, 阻碍了近邻原子位移, 从而制约了从六方α\|石英到单斜柯石英的马氏体型同质异构变化.     

硼化钽（TaB）高温高压烧结体硬度的研究

采用国产DS6×800T铰链式六面顶压机技术,对过渡金属TaB粉末进行了高温高压烧结,并采用金刚石菱形压痕法对TaB维氏硬度进行了测量.在加载负荷为29.4N时,烧结压力为4GPa,烧结温度分别为900和1100℃时,测试得到TaB陶瓷的硬度分别为7.7±0.4和10.5±0.7GPa.说明在同一压力条件下,温度越高致密性越好,通过阿基米德法,计算得到了TaB的相对密度为13.5g/cm3.     

气侵期间岩屑运移规律研究

基于井筒多相流、传热学原理,综合考虑高温高压下天然气和钻井液物性参数变化,建立了环空气液固多相流数学模型,并采用多相流流动和井筒-地层传热耦合方法进行数值求解,着重进行气侵期间岩屑运移规律和敏感性参数分析。计算结果表明:相比泡状流,段塞流携岩能力较差,不利于维持井眼清洁;随着井口回压/循环排量的增加,气相体积分数逐渐减小,岩屑体积分数逐渐增加,而当流型发展为段塞流时,岩屑体积分数随井口回压/循环排量的增加而减小,而气侵量对其的影响正好相反;钻井液塑性黏度、机械钻速、岩屑粒径以及岩屑颗粒球形系数对气相体积分数基本没有影响,而对岩屑体积分数影响较大。     

莺歌海盆地高温高压气井水泥浆研究与应用

南海西部海域的莺歌海盆地蕴含丰富的天然气,但由于层位存在高温高压以及压力窗口狭窄,导致固井质量一直不理想。本文分析了莺歌海盆地固井质量差的原因;并介绍了在应对高温高压固井难点时采取的技术思路;结合这些技术思路和莺歌海盆地的高温高压地层特征而研发的一种新型水泥浆体系。该体系应用于莺歌海盆地的多口高温高压井,发现固井质量有较大程度的提高。这表明该体系适应莺歌海盆地高温高压固井,并为以后该地区超高温高压井的固井技术研究奠定基础。