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泥饼厚度对固井二界面胶结强度的影响

钻井液与完井液 2009年第1期26卷 42-43,46页

作者：杨宝林顾军郑涛秦文政陈雪峰中国地质大学(武汉)资源学院

泥饼夹在水泥浆和地层之间,其质量会直接关系到固井二界面的胶结质量。用现场钻井液在自制的仿制井筒上形成不同厚度的泥饼,然后注入水泥浆养护一定时间,通过测出不同样品的二界面抗压强度,计算出二界面胶结强度。实验结果表明,随着泥... 详细信息

泥饼夹在水泥浆和地层之间,其质量会直接关系到固井二界面的胶结质量。用现场钻井液在自制的仿制井筒上形成不同厚度的泥饼,然后注入水泥浆养护一定时间,通过测出不同样品的二界面抗压强度,计算出二界面胶结强度。实验结果表明,随着泥饼的增厚,二界面胶结强度显著降低,根据拟合趋势线得出二界面胶结强度与泥饼厚度呈指数关系,当泥饼厚度达到5 mm时,固井二界面胶结强度将降为零。分析其根本原因在于,泥饼的内部结构并不是均一的,而是连续变化的,越靠近地层,泥饼越致密,泥饼的强度越大,与地层的胶结也越好,但是越靠近水泥浆,泥饼越疏松,孔隙度和渗透率越大,其强度越弱,二界面的胶结强度也就越小。

关键词：水泥浆泥饼胶结强度固井质量

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深水浅层固井胶结强度影响因素分析

石油钻采工艺 2019年第3期41卷 277-282页

作者：王欢欢杨进刘正礼徐佳俊孟令雨洪佳瑶田波汪文星中国石油大学(北京)安全与海洋工程学院 102249 中海石油(中国)有限公司深圳分公司

深水表层未成岩地层土固结程度低、强度低,浅层固井难度大。为了合理进行浅层固井的设计及施工,分析了固井胶结强度影响因素。结合南海深水海域表层土质特点,利用相似性原理,进行浅层固井模拟实验,分析了水泥强度、候凝时间和套管尺寸... 详细信息

深水表层未成岩地层土固结程度低、强度低,浅层固井难度大。为了合理进行浅层固井的设计及施工,分析了固井胶结强度影响因素。结合南海深水海域表层土质特点,利用相似性原理,进行浅层固井模拟实验,分析了水泥强度、候凝时间和套管尺寸对固井胶结性的影响规律。由实验结果得出:高强度水泥第一、第二胶结面胶结强度高于中强度水泥和低强度水泥,但强度差值不超过20%,且随着时间的延长,高强度水泥胶结强度与中、低强度水泥胶结强度趋于相同;3种强度水泥环的胶结强度均随候凝时间的延长而增加,但是候凝时间达到18 h后,界面胶结强度的增加趋势逐渐递减;使用φ50.8 mm、φ76.2 mm、φ114.3 mm等3种不同尺寸的模拟套管,水泥环的胶结强度变化规律一致。研究表明,中、低强度水泥与高强度水泥在胶结强度方面相差较小,所以可以考虑研发中、低强度水泥替代高强度水泥用于浅层固井作业;浅层固井的候凝时间达到一定时间节点后,胶结强度增加趋势放缓,后期可进行浅层固井最佳候凝时间窗口的研究。利用相似性原理模拟现场施工工况的实验具有可靠性。

关键词：未成岩地层浅层固井胶结强度水泥环

基于偏心式振荡器的井下可移动振动固井系统研制

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石油矿场机械 2024年第2期53卷 48-56页

作者：李进付中石化胜利石油工程有限公司钻井工艺研究院山东东营257000

综合分析了国内外振动固井工艺技术,在下完钻井套管的固井候凝过程中,利用振动固井工具或设备产生振动波,并对套管和固井泥浆产生振动压实效应,可以提高固井完井的质量。现有振动固井工具大多数安放在井口位置,或固定安放在井筒某一处位... 详细信息

综合分析了国内外振动固井工艺技术,在下完钻井套管的固井候凝过程中,利用振动固井工具或设备产生振动波,并对套管和固井泥浆产生振动压实效应,可以提高固井完井的质量。现有振动固井工具大多数安放在井口位置,或固定安放在井筒某一处位置,或固定安放在套管底部,且不可回收,不能提高全井段振动固井效果。以偏心式振荡器力学理论为基础,研制了一种可重复利用、可回收的新型井下可移动式振荡器,形成一套完整的振动固井系统,使得在整个固井候凝过程中全井段任意位置都能发挥作用,同时对于正常固井及其他设备不造成影响。室内和现场试验表明:可移动井下振动固井系统对于已候凝2 h以内的抗压强度可提升4%,胶结强度提升7%,同时可显著提高第二界面固井质量,使用方便,操作简单,具有较强的经济性和广泛的推广应用前景。

关键词：振动固井偏心式振荡器可移动式振动固井工艺水泥浆胶结强度第二界面质量

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一种富水冰碛层隧道加固注浆施工方法

中文科技期刊数据库（全文版）工程技术 2024年第2期 87-92页

作者：储巨球中铁四局集团第四工程有限公司安徽合肥230011

富水段冰碛层隧道因其胶接强度低、自稳能力差的显著特点易诱发隧道塌方、突水涌泥等工程灾害事故。以CZ铁路DMG隧道3#横洞隧道为工程依托,对富水段冰碛层注浆技术进行研究。通过超前周边注浆,富水段冰碛层进行挤压固结。降低堆积体透水... 详细信息

富水段冰碛层隧道因其胶接强度低、自稳能力差的显著特点易诱发隧道塌方、突水涌泥等工程灾害事故。以CZ铁路DMG隧道3#横洞隧道为工程依托,对富水段冰碛层注浆技术进行研究。通过超前周边注浆,富水段冰碛层进行挤压固结。降低堆积体透水性,提高围岩力学性能,从而保证了隧道的安全。经过多循环的摸索与实验,现本隧道对富水段冰碛层注浆加固施工已有系统性流程和经验,也取得了显著的成效,能更安全、更快速的通过富水段冰碛层。

关键词：富水冰碛层超前周边注浆突水涌泥胶结强度

海洋深水表层固井壁面剪切及胶结强度室内试验研究

维普期刊数据库评论

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石油钻探技术 2007年第3期35卷 43-45页

作者：朱江林许明标刘刚长江大学石油工程学院湖北荆州434023 中国地质大学(武汉)工程学院湖北武汉430074 长江大学化学与环境工程学院湖北荆州434023

海洋深水温度低、压力大、地层破裂压力小,对固井作业产生了较为严重的影响。在分析深海环境特点的基础上,利用自行设计的界面剪切胶结强度测定仪,研究了地层岩性及表面性质、套管壁面性质、水泥浆性能等对界面强度的影响,特别详细深入... 详细信息

海洋深水温度低、压力大、地层破裂压力小,对固井作业产生了较为严重的影响。在分析深海环境特点的基础上,利用自行设计的界面剪切胶结强度测定仪,研究了地层岩性及表面性质、套管壁面性质、水泥浆性能等对界面强度的影响,特别详细深入地分析了水泥浆密度、水泥浆滤失性能、水泥石强度对界面强度的影响。并在此基础上,分析了水泥浆体系、钻井液体系、冲洗隔离液体系及注水泥工艺,提出了合理的钻井及固井工艺措施,以全面提高Ⅰ、Ⅱ界面的剪切及胶结强度。

关键词：深海环境海上钻井固井质量剪切强度胶结强度

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岩石力学性能实验与水泥环胶结强度评价

钻采工艺 2011年第1期34卷 101-103,108页

作者：练章华沙磊陈世春林铁军李敏魏臣兴油气藏地质及开发工程国家重点实验室.西南石油大学渤海钻探塔里木钻井工程公司

通过对新庄油田4口井不同并深岩心以及固井水泥石的三轴抗压强度实验研究，获得了该油田区块地层岩石和水泥石的密度、弹性模量、泊松比、抗压强度、内聚力以及内摩擦角等，为该区块地应力场的反演研究提供了必不可少的岩石力学参数数... 详细信息

通过对新庄油田4口井不同并深岩心以及固井水泥石的三轴抗压强度实验研究，获得了该油田区块地层岩石和水泥石的密度、弹性模量、泊松比、抗压强度、内聚力以及内摩擦角等，为该区块地应力场的反演研究提供了必不可少的岩石力学参数数据，根据大量实验结果的岩心差应力-应变曲线，把三轴抗压实验曲线划分为了3个典型的区域阶段，根据这3个阶段可以直观地得到岩心的弹性模量和抗压强度数值：提出了水泥环与地层岩石第二界面胶结强度评价标准，地层岩石抗压强度小于等于20MPa时，对水泥环第二界面的胶结强度属于“不稳定区”；地层岩石的抗压强度为20～30MPa时，水泥环第二界面的胶结强度为“次稳定区”；地层岩石的抗压强度在小于等于30MPa时，水泥环第二界面的胶结强度为“稳定区”。并对所研究的4口井不同井深地层岩石与水泥环第二界面胶结强度进行了评价，其评价结果为该区块套管柱强度设计提供了可靠的依据.

关键词：水泥石岩石力学抗压强度水泥环胶结强度第二界面

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变温条件下泥饼对二界面胶结强度的影响

钻井液与完井液 2010年第1期27卷 55-57页

作者：郭辛阳步玉环李娟沈忠厚李广国安平中国石油大学(华东)石油工程学院中国石油化工集团公司胜利油田川东北工委

研究变温条件下泥饼对二界面封固系统的影响有助于改善二界面封隔性能。利用自行设计的二界面胶结强度实验装置测定了不同温度变化条件下,岩心表面水湿、岩心表面涂有泥饼等情况的二界面胶结强度。分析发现:温度变化时会使界面胶结强度... 详细信息

研究变温条件下泥饼对二界面封固系统的影响有助于改善二界面封隔性能。利用自行设计的二界面胶结强度实验装置测定了不同温度变化条件下,岩心表面水湿、岩心表面涂有泥饼等情况的二界面胶结强度。分析发现:温度变化时会使界面胶结强度降低,且温度变化幅度越大,界面胶结强度降低幅度越大,温度循环变化时比单次温度变化时的界面胶结强度降低的幅度更大;与岩心表面水湿时相比,岩心表面有泥饼时二界面胶结强度对温度变化更加敏感,降低幅度更大。研究结果可用于指导设计和施工,以降低温度变化对界面封隔性能的不良影响。

关键词：固井质量二界面胶结强度温度变化泥饼实验研究

油基钻井液泥饼解除液对固井界面胶结强度的影响

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油基钻井液泥饼解除液对固井界面胶结强度的影响

作者：苏鸿鹏东北石油大学

学位级别：硕士

使用油基钻井液钻井时,在井壁和套管壁上会产生油基泥饼,该泥饼的存在不利于井壁和套管壁与水泥浆之间的胶结,最终会导致水泥环界面胶结性能变差,从而严重影响固井工程的质量。因此,有效去除井壁和套管壁上的油基泥饼,是提高固井质量的... 详细信息

使用油基钻井液钻井时,在井壁和套管壁上会产生油基泥饼,该泥饼的存在不利于井壁和套管壁与水泥浆之间的胶结,最终会导致水泥环界面胶结性能变差,从而严重影响固井工程的质量。因此,有效去除井壁和套管壁上的油基泥饼,是提高固井质量的有效手段之一。以在井壁和套管壁上形成薄的油基泥饼为目的,从有效清除井壁和套管上粘附的油基钻井液为出发点,依据表面活性作用,对油基泥饼解除液和清洗液进行了筛选设计,并对有效去除油基泥饼的工艺进行了探讨。为减少泥饼形成的厚度,首先选取JCS、OME、YWQ、JCN-1、JCN-2、JCN-3、JCN-4、JCO-1、JCO-2、JCO-3、JCO-4等多种解除剂,将它们以一定的比例加入到油基钻井液中,进行挂片实验,以泥饼解除率为评价指标,筛选出JCN-3为泥饼去除作用最好的解除剂单剂。然后根据分子中官能团的协同作用,将JCN-3与/C2H5OH进行复配,通过挂片实验,考察了复配比例及总添加量对泥饼解除率的影响。实验结果表明,当JCN-3与C2H5OH按1:1进行复配,且总添加量为钻井液质量的2.2%时,泥饼解除率达到90%,实现了较好的泥饼解除效果。另外,通过对钻井液流变特性、密度、电阻率、漏斗粘度等性质的测定,发现JCN-3、JCN-3/C2H5OH复配物的加入并不会显著影响钻井液的主要性能。为了进一步提高泥饼去除效果,以上述实验结果为研究基础,研制了油基钻井液清洗液,用于清洗井壁和套管壁上已经形成的泥饼,进一步减少泥饼的厚度。分别选取QXJ-1、QXJ-2、QXJ-3、QXJ-4四种清洗剂与水配成清洗液,然后将经JCN-3和JCN-3/C2H5OH复配物处理后的泥饼浸泡在上述清洗液中进行清洗实验,结果表明清洗剂QXJ-2的清洗效果最好,对应的清洗液最佳浓度为1%(泥饼经JCN-3处理后)和0.6%(泥饼经JCN-3/C2H5OH处理后)。在确定了油基泥饼解除剂和清洗剂的基础上,通过挂片实验和清洗实验考察了二者的使用条件,确定了有效去除油基泥饼的工艺。结果表明,将JCN-3/C2H5OH复配物以2.2%比例加入到55℃的油基钻井液中作用40 min后,会降低挂片上钻井液的粘附量,再用浓度为0.6%、温度为45℃的QXJ-2清洗液清洗上述挂片上粘附的钻井液20 min,泥饼解除率可达到90%。说明泥饼解除剂和清洗剂的联合使用可显著降低钻井液在挂片上的粘附量,从而有利于薄泥饼的形成。为进一步考察泥饼解除剂JCN-3/C2H5OH复配物和清洗剂QXJ-2对界面胶结强度的影响,进行了界面模拟实验。结果表明,在钻井液中加入2.2%的JCN-3/C2H5OH复配物,然后用QXJ-2对泥饼进行清洗,可使固井一面的胶结强度提高到原强度的10.3倍,固井界面增强效果显著。

关键词：油基钻井液泥饼胶结强度解除率固井

硫铝酸盐固井水泥石-套管界面胶结强度增强机理

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石油钻采工艺 2019年第1期41卷 43-47,62页

作者：宋梅梅窦益华杨振杰张勇程凯凯西安石油大学机械工程学院西安石油大学石油工程学院

硫铝酸盐水泥是一种潜在固井材料,其固井界面胶结强度及微观结构尚不明确,为此进行硫铝酸盐水泥浆胶结界面胶结强度增强机理实验研究。采用X射线衍射仪研究硫铝酸盐水泥浆的水化机理,利用胶结强度测试装置测定硫铝酸盐水泥浆固井界面胶... 详细信息

硫铝酸盐水泥是一种潜在固井材料,其固井界面胶结强度及微观结构尚不明确,为此进行硫铝酸盐水泥浆胶结界面胶结强度增强机理实验研究。采用X射线衍射仪研究硫铝酸盐水泥浆的水化机理,利用胶结强度测试装置测定硫铝酸盐水泥浆固井界面胶结强度,利用扫描电子显微镜和X射线能谱分析表征固井界面的微观结构及化学组分。研究结果表明:龄期为1 d、3 d、7 d时,硫铝酸盐水泥与套管的胶结强度比同龄期G级水泥分别提高了24.3%、20.1%和25.3%;微观分析结果表明,套管表面聚集着大量Al元素(AH3凝胶),其高聚合度可以降低界面处的孔隙率,从而提高硫铝酸盐水泥石的界面封固性能。

关键词：硫铝酸盐水泥固井胶结界面胶结强度微结构固井质量