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机械充氮泡沫水泥浆固井技术在页岩气井的应用

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石油机械 2022年第7期50卷 26-33页

作者：匡立新刘奎丁士东初永涛周仕明姜政华肖京男中国石油化工股份有限公司华东油气分公司页岩油气富集机理与有效开发国家重点实验室中国石油化工股份有限公司石油工程技术研究院

复杂工况下页岩气井固井存在漏失、顶替效率低和密封效果差等难题,机械充氮泡沫水泥浆固井技术是解决复杂工况下固井难题的重要手段。为此,基于氮气气泡可压缩性,研究了泡沫水泥浆井内密度计算方法和控制方法,建立了泡沫水泥浆解决页岩... 详细信息

复杂工况下页岩气井固井存在漏失、顶替效率低和密封效果差等难题,机械充氮泡沫水泥浆固井技术是解决复杂工况下固井难题的重要手段。为此,基于氮气气泡可压缩性,研究了泡沫水泥浆井内密度计算方法和控制方法,建立了泡沫水泥浆解决页岩气井固井难题的工艺和方法,并投入现场应用。现场应用结果表明:①在浅层漏涌同存的页岩气井中,低密度泡沫水泥浆的自膨胀性能有效防止固井水泥浆漏失及气侵;②在超低密度钻井液漏失井中,泡沫水泥浆固井实现了油基钻井液欠密度固井,防止了固井水泥浆漏失,固井质量更优;③在解决浅表层漏失及井壁垮塌问题井中,泡沫水泥浆以低于清水的密度实现水泥浆上返并固结井壁和堵漏,使浅表层漏失井建井周期缩短50%以上,经济效益显著。该技术对解决页岩气井复杂工况下的固井难题具有指导意义。

关键词：泡沫水泥浆机械充氮固井漏失页岩气井

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泡沫水泥性能与影响机制研究

福建建材 2022年第9期 1-6页

作者：肖京男丁士东周仕明宋鹏司马增辉王琦中石化石油工程技术研究院有限公司北京100101 济南大学材料科学与工程学院山东济南250024

泡沫水泥由于其黏弹性、膨胀性和充填性,在油井水泥应用方面广受关注,通过对不同配比和养护条件下泡沫水泥石的力学性能测试和微观结构表征分析,将二者的测试结果有效的结合在一起,分析了变量对泡沫水泥石力学性能的影响。结果表明,同... 详细信息

泡沫水泥由于其黏弹性、膨胀性和充填性,在油井水泥应用方面广受关注,通过对不同配比和养护条件下泡沫水泥石的力学性能测试和微观结构表征分析,将二者的测试结果有效的结合在一起,分析了变量对泡沫水泥石力学性能的影响。结果表明,同等密度下,加压养护可以有效提升泡沫水泥石的抗压强度,同时通过红外测试发现发泡剂的掺入对氢氧化钙结构造成影响,出现缓凝,导致泡沫水泥的力学性能受到影响。

关键词：泡沫水泥力学性能宏观性能微观结构水化产物气孔

压力负载条件下滑片泵流量损失机理数值模拟研究

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水动力学研究与进展（A辑） 2014年第1期29卷 101-107页

作者：薛亮赵岩龙张立新郝忠献肖京男中国石油大学(北京)石油工程学院北京102249 中国石油勘探开发研究院北京100083 中国石化石油工程技术研究院北京100101

该文基于计算流体力学和有限元数值模拟方法,建立了滑片泵数值模拟模型,对滑片泵在压力负载条件下流量损失机理进行了数值模拟研究。研究结果表明:六滑片泵在三腔吸液三腔排液有压力负载工况时,吸液腔与排液腔之间存在很大的压差,且相... 详细信息

该文基于计算流体力学和有限元数值模拟方法,建立了滑片泵数值模拟模型,对滑片泵在压力负载条件下流量损失机理进行了数值模拟研究。研究结果表明:六滑片泵在三腔吸液三腔排液有压力负载工况时,吸液腔与排液腔之间存在很大的压差,且相邻的吸液腔与排液腔之间只有一个滑片密封,该滑片与定子之间的间隙出现漏液,在排液腔出口出现局部回流,导致流量损失;六滑片泵在二腔吸液与二腔排液有压力负载工况时,相邻的吸液腔与排液腔之间存在一个过渡腔,相当于设置了双滑片密封,没有发生漏液与回流现象;压差对滑片泵流量影响很大,滑片泵流量随压差增大下降明显。数值模拟结果与室内实验结果一致。

关键词：滑片泵流量损失数值模拟

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川渝地区浅表层破碎带漏垮塌治理技术及应用

科技和产业 2023年第9期23卷 204-209页

作者：肖京男初永涛丁士东周仕明张晋凯中石化石油工程技术研究院有限公司北京102200

川渝地区浅表层破碎带溶洞发育,漏垮塌并存导致无法正常钻进,严重影响机械钻速,成为区域拦路虎。针对传统水泥塞密度高、滞留性差与溶洞漏失量大、难以填充的难题,利用泡沫密度低与压缩膨胀特性,开发超低密度泡沫水泥浆快干封堵体系,密... 详细信息

川渝地区浅表层破碎带溶洞发育,漏垮塌并存导致无法正常钻进,严重影响机械钻速,成为区域拦路虎。针对传统水泥塞密度高、滞留性差与溶洞漏失量大、难以填充的难题,利用泡沫密度低与压缩膨胀特性,开发超低密度泡沫水泥浆快干封堵体系,密度范围为0.7~1.0 g/cm~3,候凝时间短,24 h封堵强度高于2 MPa。建立氮气泡沫挤注封堵溶洞工艺方法,不仅提高了溶洞填充效果,而且起到了固结井壁的作用。现场应用5口井,封堵成功率为100%,一次性解决了漏、垮、塌并存的重大技术难题,一开钻完井周期缩短了72%,保证了后续优快钻进,为浅表层破碎带漏垮塌治理及同平台随钻堵漏提供了技术借鉴。

关键词：喀斯特漏失钻井堵漏泡沫水泥浆

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水平井变质量流动压降规律实验研究

实验流体力学 2011年第5期25卷 26-29页

作者：汪志明肖京男王小秋魏建光中国石油大学(北京)教育部石油工程重点实验室北京昌平102249

水平井由于壁面孔眼流体的流入,造成沿水平井筒为流量不断增加的变质量流动。通过室内模拟实验,采用螺旋射孔钢管为实验管材,对壁面孔眼入流对主流压降的影响进行了研究。研究结果表明:随着注入比的增加,管中压降增大;由于入流与主流的... 详细信息

水平井由于壁面孔眼流体的流入,造成沿水平井筒为流量不断增加的变质量流动。通过室内模拟实验,采用螺旋射孔钢管为实验管材,对壁面孔眼入流对主流压降的影响进行了研究。研究结果表明:随着注入比的增加,管中压降增大;由于入流与主流的掺混,将会造成一定附加压降,该值的大小与加速度压降和注入比两者间的比值成线性关系。考虑不同注入比条件,建立了井筒流动压降新模型,井筒中流动总压降为射孔管摩阻压降与附加压降两者之和,模型计算结果平均相对误差仅为7.5%,精度高于其他理论模型,从而为井筒流动和油藏流动耦合计算提供理论支持。

关键词：水平井射孔完井变质量流动压力梯度

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充气泡沫水泥浆固井技术在焦页9井的应用

断块油气田 2016年第6期23卷 835-837页

作者：肖京男刘建桑来玉周仕明中国石化石油工程技术研究院北京100101

针对涪陵区块外围探井固井过程中普遍面临的水泥失返、固井胶结差等问题,对焦页9侧钻井准244.50 mm技术套管固井难点进行了分析。采用低密度泡沫水泥浆体系,利用高压气体混合发泡方法,在掺有发泡剂、稳泡剂的嘉华G级水泥浆中直接产生泡... 详细信息

针对涪陵区块外围探井固井过程中普遍面临的水泥失返、固井胶结差等问题,对焦页9侧钻井准244.50 mm技术套管固井难点进行了分析。采用低密度泡沫水泥浆体系,利用高压气体混合发泡方法,在掺有发泡剂、稳泡剂的嘉华G级水泥浆中直接产生泡沫,通过合理设计注气量,形成了充气泡沫水泥浆固井工艺技术。该项技术在焦页9侧钻井固井中得以应用,一次性注水泥浆成功实现全井封固,泡沫水泥浆裸眼封固段长达1 200 m,井下平均密度1.55 g/cm3,固井胶结质量明显优于漂珠水泥体系。实践结果表明,充气泡沫水泥近平衡固井技术,对解决固井恶性漏失、防止浅层气窜和提高固井顶替效率等具有好的效果。

关键词：页岩气泡沫固井近平衡固井泡沫发生器

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新型油井水泥消泡剂的研制

钻井液与完井液 2018年第5期35卷 94-97,102页

作者：刘建肖京男王其春曾敏刘伟中国石化石油工程技术研究院北京100101

针对油井水泥浆,特别是胶乳水泥浆体系,在配水时和混配时产生大量的气泡,且气泡难以消除导致水泥浆密度降低、下灰和泵送困难的现状。研制出一种新型油井水泥消泡剂,该消泡剂可抑制配浆水泡沫和消除油井水泥混配时的泡沫,针对胶乳水泥... 详细信息

针对油井水泥浆,特别是胶乳水泥浆体系,在配水时和混配时产生大量的气泡,且气泡难以消除导致水泥浆密度降低、下灰和泵送困难的现状。研制出一种新型油井水泥消泡剂,该消泡剂可抑制配浆水泡沫和消除油井水泥混配时的泡沫,针对胶乳水泥浆体系有很好的消泡和抑泡作用。在4 000 r/min的搅拌下,配浆水和油井水泥浆体系的消泡时间小于10 s,发泡高度小于10 mm;而且对其流变、强度及稠化实验没有负面影响。合成工艺简单,开展了吨级中试,中试产品已经用于现场的固井技术服务,具有推广应用前景。

关键词：消泡剂油井水泥胶乳水泥浆化学合成

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水平井中心管完井生产段流动耦合模型

油气井测试 2011年第2期20卷 13-15,75页

作者：肖京男汪志明赵姗姗中国石油大学(北京)石油工程学院北京102249

水平井生产井段存在压降导致井筒压力和流量分布不均。考虑中心管完井对水平生产井段流动的影响,根据等效井径、势的叠加原理,建立了中心管完井3维条件下油藏渗流和井筒复杂流动耦合模型。通过模型求解,给出了井筒入流分布和压力分布。... 详细信息

水平井生产井段存在压降导致井筒压力和流量分布不均。考虑中心管完井对水平生产井段流动的影响,根据等效井径、势的叠加原理,建立了中心管完井3维条件下油藏渗流和井筒复杂流动耦合模型。通过模型求解,给出了井筒入流分布和压力分布。实例结果表明,当中心管长度约为水平生产井段长度的1/3时,中心管完井能够降低跟端处的大压差,有效改善入流剖面和压力剖面。

关键词：水平井中心管完井耦合入流剖面压力剖面

突破国外技术壁垒——中国石化泡沫水泥浆固井装备与技术研发应用纪实

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国企管理（石油经理人） 2018年第5X期 58-61页

作者：周仕明肖京男不详

“核心技术、关键技术,化缘是化不来的,要靠自己拼搏”,这是4月24日下午,习近平总书记在三峡大坝考察调研时,对全国科学技术人员发出的指示.“液氮泡沫水泥浆固井高压装备”在国内低压易漏井和页岩气区块应用获得成功,标志着中国石化石... 详细信息

“核心技术、关键技术,化缘是化不来的,要靠自己拼搏”,这是4月24日下午,习近平总书记在三峡大坝考察调研时,对全国科学技术人员发出的指示.“液氮泡沫水泥浆固井高压装备”在国内低压易漏井和页岩气区块应用获得成功,标志着中国石化石油工程技术研究院短短十年时间的攻关,即走完了国外40多年的研发历程.零的突破背后,正验证了总书记的话--靠自己拼搏!

关键词：技术研发中国石化技术壁垒应用装备固井泥浆泡沫