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含双温敏单体的耐220℃高温降失水剂

油田化学 2024年第1期41卷 1-9页

作者：李早元陈建黄盛杜培伟蒋卓颖罗龙油气藏地质及开发工程全国重点实验室(西南石油大学) 四川成都610500 中石化西南石油工程有限公司固井分公司四川德阳618000

针对目前油井水泥降失水剂高温条件下耐温性差的问题,通过分子结构设计,以丙烯酰胺(AM)、对苯乙烯磺酸钠(SSS)、双温敏单体N,N-二甲基丙烯酰胺(DMAA)与N,N-二乙基丙烯酰胺(DEAA)为原料,通过水溶液自由基聚合法制备了一种耐高温降失水剂(... 详细信息

针对目前油井水泥降失水剂高温条件下耐温性差的问题,通过分子结构设计,以丙烯酰胺(AM)、对苯乙烯磺酸钠(SSS)、双温敏单体N,N-二甲基丙烯酰胺(DMAA)与N,N-二乙基丙烯酰胺(DEAA)为原料,通过水溶液自由基聚合法制备了一种耐高温降失水剂(LHF-1L)。以失水量为评价指标,对合成条件进行了优选,同时对LHF-1L进行了结构表征和性能评价。结果表明,在AM、SSS、DMAA、DEAA物质的量比为4∶6∶2∶0.5,引发剂为单体总质量0.75%的过硫酸钾(KPS)溶液,反应物溶液pH值为7,反应温度为65℃,反应时间为4 h的条件下制得的LHF-1L的降滤失性能最佳。在220℃、7%加量下的失水量为42 mL。FT-IR、TG和GPC测试结果表明,4个单体均成功参与聚合并生成目标产物。当温度达到273℃后,LHF-1L才出现明显的热损失,其多分散系数为1.396,数均分子量为171 351 g/mol。此外,LHF-1L对水泥浆流动度和水泥石抗压强度发展的影响较小。在220℃下,在水泥浆中加入7%LHF-1L后的失水量仍能控制在50 mL以内。在150℃、94.4 MPa下,LHF-1L不会使水泥浆急剧增稠和超缓凝,稠化曲线正常,未发生异常胶凝现象。采用双温敏单体制备LHF-1L,增强了其在高温下的温敏疏水缔合作用,从而提高了高温降滤失性能,可以满足高温条件下的固井技术需求。

关键词：降失水剂双温敏单体自由基共聚高温油井水泥固井

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裸眼分段工具高温高压性能稳定性评价实验

油气井测试 2024年第1期33卷 43-48页

作者：夏富国米光勇李成全陆小锋朱波王洋中国石油西南油气田分公司开发事业部四川成都610011 广汉川油井控装备有限公司四川广汉618300 中国石油西南油气田分公司工程技术研究院四川成都610017

针对现有的井下工具测试系统不能模拟高温高压泥浆条件下工具稳定性测试的问题,研制了高温高压井下工具性能稳定性评价装置。该装置具备温度200℃、压力105 MPa,在多种流体介质中开展工具性能测试的能力。利用该装置,模拟井下工具在油... 详细信息

针对现有的井下工具测试系统不能模拟高温高压泥浆条件下工具稳定性测试的问题,研制了高温高压井下工具性能稳定性评价装置。该装置具备温度200℃、压力105 MPa,在多种流体介质中开展工具性能测试的能力。利用该装置,模拟井下工具在油基泥浆里的下入过程,设计开展了胶筒在油基泥浆中的高温高压老化腐蚀和分段工具的密封稳定性两个实验。结果显示胶筒在高温高压下发生膨胀,但整体膨胀的尺寸相对较小,不影响工具下入;实验后胶皮表面光滑、无开裂无鼓包;分段工具保压10 d,无压降。经XX001-H6井裸眼多段酸化施工应用,温度176℃,压力97.32 MPa,封隔器密封可靠、滑套性能稳定。本实验方案的顺利实施为高温高压工具稳定性实验提供了新的技术思路。

关键词：裸眼封隔器滑套胶筒密封性高温高压老化腐蚀实验装置

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川渝地区深井注水泥环空流体掺混规律研究

西南石油大学学报（自然科学版） 2024年第4期46卷 178-188页

作者：杨涪杰孙劲飞胥珂维罗涵临李早元油气藏地质及开发工程全国重点实验室西南石油大学四川成都610500 西南石油大学理学院四川成都610500 西南石油大学人工智能研究院四川成都610500 中国石油西南油气田公司工程技术研究院四川成都610000

深井固井注水泥过程中,由于长封固段,窄间隙,高偏心等复杂井眼条件的影响,环空流体易发生掺混,混浆可能导致掺混段摩阻增大,造成固井漏失。针对川东高磨区块油层套管固井作业中高偏心环空的循环当量密度(ECD)预测不准确的问题,开展了固... 详细信息

深井固井注水泥过程中,由于长封固段,窄间隙,高偏心等复杂井眼条件的影响,环空流体易发生掺混,混浆可能导致掺混段摩阻增大,造成固井漏失。针对川东高磨区块油层套管固井作业中高偏心环空的循环当量密度(ECD)预测不准确的问题,开展了固井注水泥流体掺混模拟及混浆流变性实验研究,研究基于计算流体力学(CFD)软件实时计算混浆段各流体占比变化,通过流变实验拟合流变性方程计算井筒ECD,结果证明了偏心度是影响混浆比例变化的主要影响因素,低偏心度时,钻井液、隔离液和水泥浆比例主要为5:1:4,而高偏心度时,比例主要为7:1:2;考虑混浆的ECD较常规ECD在上部混浆段高出0.2~0.8 g/cm^(3),在下部纯水泥段要高出0.2~0.5 g/cm^(3)。本研究揭示了深井复杂井况对流体间掺混比例及混浆对井筒当量密度的影响,对保障川渝地区深井固井注水泥安全作业和提高固井质量具有重要意义。

关键词：深井偏心度掺混流变性循环当量密度

固井水泥浆共聚物类耐高温降失水剂的制备及其机理探究

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石油化工 2024年第7期53卷 1012-1019页

作者：唐雷乔东宇王新东代红邓程文石伟中国石油西部钻探工程有限公司工程技术研究院新疆乌鲁木齐831400 西南石油大学化学化工学院四川成都610500

以2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)、丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)、N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)为单体,通过自由基共聚制备了降失水剂FLA。考察了适宜的合成条件,利用FTIR,1H NMR,GPC,TG-DTG对FLA的结构等进行了表征,并研究了含FLA的水泥浆性能... 详细信息

以2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)、丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)、N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)为单体,通过自由基共聚制备了降失水剂FLA。考察了适宜的合成条件,利用FTIR,1H NMR,GPC,TG-DTG对FLA的结构等进行了表征,并研究了含FLA的水泥浆性能。实验结果表明,合成FLA适宜的条件为:m(AMPS)∶m(AM)∶m(AA)∶m(NVP)=4∶3∶2∶1,反应温度50℃,pH=8,引发剂加量0.3%(w),反应时间4 h。FLA的添加降低了水泥浆的流变性能,但搭配分散剂时水泥浆的流变性能满足要求。FLA对水泥石的抗压强度无显著影响。含FLA的水泥浆具有较好的稠化性能。FLA加量为6%(w)的水泥浆在淡水中210℃下失水量小于60 mL,在18%(w)和36%(w)盐水中失水量小于100 mL。FLA各项性能均满足高温下固井技术要求。FLA可吸附在水泥颗粒表面,形成致密的吸附层,降低材料孔隙度,从而控制水泥浆过滤能力,有望应用于超深层油田固井工作中。

关键词：固井水泥浆四元共聚耐高温降失水剂机理研究

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深井固井水泥浆凝固阶段的传压效率时变规律

天然气工业 2024年第8期44卷 125-132页

作者：刘开强郑友志冯予淇师伟刘洋蒋平屈中文龚泽相张兴国西南石油大学中国石油西南油气田公司工程技术研究院中国石油集团川庆钻探工程有限公司井下作业公司中国石油集团工程材料研究院有限公司中国石油集团西部钻探工程有限公司固井公司

随着油气井向深层超深层发展,地质条件愈加复杂,开采难度越来越大,尤其是高温高压、窄压力窗口地层是固井工程面临的突出难题。深层超深层压力敏感地层固井过程中,精确控制水泥浆柱压力是保障固井安全与水泥环层间封隔质量的关键。为探... 详细信息

随着油气井向深层超深层发展,地质条件愈加复杂,开采难度越来越大,尤其是高温高压、窄压力窗口地层是固井工程面临的突出难题。深层超深层压力敏感地层固井过程中,精确控制水泥浆柱压力是保障固井安全与水泥环层间封隔质量的关键。为探究凝固阶段水泥浆的失重规律和传压能力,建立了固井水泥浆静液柱压力评价装置和水泥浆传压效率评价方法,结合微量热仪和超声波静胶凝强度仪,测试了水泥浆水化过程不同厚度水泥浆的水化速率和静胶凝强度,最后分析了水泥浆失重和传压效率的时变规律。研究结果表明:①沉降稳定性良好的水泥浆体系,凝固阶段可根据其水化进程将失重分为水化诱导期的平稳阶段和水化加速期的快速降低阶段;②在水化诱导期内,悬浮分散结构的水泥浆静胶凝强度缓慢发展,其失重速率随厚度降低而加快,遵循胶凝悬挂理论,且该阶段液态水泥浆可高效、快速传递顶部压力,传压效率超过95%;③在水化加速期内,水泥浆变为凝胶网架结构,水化产物增强凝胶网架的强度及其与外界面胶结强度,转移固相重力和上部加压值至外界面,降低水泥浆静液柱压力和传压效率,最终使水泥浆丧失传压能力。结论认为,该规律认识可为压力敏感地层固井憋压候凝工艺的高效实施提供实验和理论支撑,为深层超深层油气的高效开发奠定坚实基础。

关键词：固井憋压候凝失重压力传递早期水化微观结构

悬空定向侧钻技术在页岩气水平井的研究和应用

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中国科技期刊数据库工业A 2024年第3期 0021-0024页

作者：王建昌中原石油工程有限公司西南钻井分公司四川成都841000

页岩气水平井逐渐成为国内外页岩气开发的主力井型,部署在川东高陡褶皱带万县复向斜江东带的一口页岩气水平井,在钻至井深5525m,水平段长1419m,发生螺杆落井事故,被迫裸眼侧钻。面对水平段注水泥浆风险高、水泥塞质量难保证、井底温度... 详细信息

页岩气水平井逐渐成为国内外页岩气开发的主力井型,部署在川东高陡褶皱带万县复向斜江东带的一口页岩气水平井,在钻至井深5525m,水平段长1419m,发生螺杆落井事故,被迫裸眼侧钻。面对水平段注水泥浆风险高、水泥塞质量难保证、井底温度高等难点,充分调研类似井处理方案,优选悬空定向侧钻技术,主要依靠钻具组合自然下降的趋势,具有施工周期短、成本低的特点。通过对轨迹设计、侧钻点的选择、工具优化、施工工序和后期作业等方面分析论证。在该井中运用双扶正器和1.25°弯螺杆钻具组合,配合LWD测量系统,从侧钻点5430m进行控时钻进,达到降斜和摆方位的目的,两趟钻钻至完钻井深6118m,并顺利完成通井下套管作业,为今后悬空定向侧钻技术运用提供了宝贵经验。

关键词：悬空定向侧钻页岩气水平井技术钻井井眼轨迹

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页岩气井固井分级式环空憋压技术研究与应用

复杂油气藏 2024年第3期17卷 253-258页

作者：焦利宾汪瑶代锋郑友志胡锡辉唐雪媛胡小强孙坤中国石油西南油气田分公司工程技术研究院四川成都610017 国家能源高含硫气藏开采研发中心工程技术研究所四川成都610017 中国石油西南油气田分公司四川成都610056 四川长宁天然气开发有限责任公司四川成都610056 中国石油西南油气田分公司开发事业部四川成都610056 中国石油川庆钻探井下作业公司四川成都610052

防止环空异常带压以提高固井水泥环密封完整性是页岩气井安全高效开发的有力保障。固井候凝期间,水泥浆因失重导致环空液柱压力下降,地层流体窜入环空发生窜流,通常严重影响固井质量。针对页岩气井固井难点,研究了现场用水泥浆的失重过... 详细信息

防止环空异常带压以提高固井水泥环密封完整性是页岩气井安全高效开发的有力保障。固井候凝期间,水泥浆因失重导致环空液柱压力下降,地层流体窜入环空发生窜流,通常严重影响固井质量。针对页岩气井固井难点,研究了现场用水泥浆的失重过程与静胶凝强度发展过程。结果表明:三种水泥浆中快干浆的静胶凝强度发展最快,过渡时间最短(30 min);在静胶凝强度达到48 Pa时,缓凝浆失重率为1.04%,快干浆失重率达到85.2%,在过渡时间段内(48~240 Pa之间),中凝浆的失重速率最快,缓凝浆和快干浆的失重速率较慢;基于模拟计算环空憋压过程,在Z201井进行了现场试验,结果显示固井质量得以改善,第一界面合格率为97%,第二界面合格率为95.9%,气层段水泥胶结良好。分级式环空憋压技术具有良好的应用前景。

关键词：水泥浆气窜环空憋压失重静胶凝强度固井质量

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顺北油气田超深井尾管固井技术研究

中国石油和化工标准与质量 2024年第4期44卷 171-173页

作者：钟文力覃勇张凯敏万胜向柏林中石化西南石油工程有限公司固井分公司四川德阳618000

针对顺北油气田三开钻遇地层承压能力低、固井一次性封固段长、尾管固井质量不理想等难点。通过套管下入技术、窄压力窗口固井工艺、优选水泥浆体系等技术措施,形成顺北油气田超深井尾管固井技术,在该区3口井177.8mm油层尾管固井中进行... 详细信息

针对顺北油气田三开钻遇地层承压能力低、固井一次性封固段长、尾管固井质量不理想等难点。通过套管下入技术、窄压力窗口固井工艺、优选水泥浆体系等技术措施,形成顺北油气田超深井尾管固井技术,在该区3口井177.8mm油层尾管固井中进行应用,全部实现了水泥浆完全封固环空,较好地解决了固井质量差问题。研究与应用结果表明,顺北油气田超深井尾管固井技术效果显著,为该区固井提供了技术保障。

关键词：顺北油气田尾管固井长封固窄压力窗口

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含油钻屑处置技术研究进展

当代化工研究 2024年第13期 9-11页

作者：肖平王强杨文帅朱冬昌中国石油西南油气田分公司开发事业部四川610066

含油钻屑又称油基钻井液废弃物,是石油钻井中常见的乳化废物和污染物。近年来,随着我国深井、超深井钻进技术的不断精进,油基泥浆的使用量也不断增加,导致以高黏度和毒性为特征的含油钻屑数量增加。本综述旨在强调含油钻屑处理、回收和... 详细信息

含油钻屑又称油基钻井液废弃物,是石油钻井中常见的乳化废物和污染物。近年来,随着我国深井、超深井钻进技术的不断精进,油基泥浆的使用量也不断增加,导致以高黏度和毒性为特征的含油钻屑数量增加。本综述旨在强调含油钻屑处理、回收和处置中的各种常规和不断发展的技术,评价它们在各种条件下的适用性及发展愿景。

关键词：含油钻屑处置技术研究进展