摘要：深井高温高压环境对流体密度和流体流变参数影响较大,忽略其作用使得井筒压力认识不准确,制约着钻完井作业安全。基于能量守恒原理,建立了井筒温度计算模型,考虑流体流态对温度压力影响,建立了温压耦合条件下井筒压力计算方法,结合现场实测数据验证了温度压力模型计算可靠性。研究表明:温度对流体密度和流变参数影响程度大于压力,随着井深增加,环空流体密度和动切力逐渐增大。随着循环时间增加,井底温度逐渐降低,环空流体密度、动切力及流性指数逐渐增大,而稠度系数逐渐降低;温压耦合条件下环空ECD低于未考虑工况,两者相差0.067 g/cm3。因此,若不考虑耦合对流体密度和流变参数影响时,使得设计流体密度偏低,易诱发溢流或井喷事故发生。该研究成果与认识为深层超深井井筒温度压力精细评价奠定了关键理论基础,降低了钻完井井下作业风险。

摘要：针对狮70井三开钻遇高压盐水层和漏失层,钻井液不能压稳高压水层,同时井底存在内循环,环空压力系统紊乱,固井期间易发生漏失,高压盐水层不易封固,固井质量难以保证的难题,通过水泥浆性能实验及固井工艺研究,设计了抗高温高密度堵漏水泥浆体系,该体系密度1.88~2.40 g/cm~3,沉降稳定性小于0.03 g/cm~3,SPN值小于3,稠化时间可调,24 h抗压强度大于18 MPa。现场采用正注反挤固井施工工艺,根据施工参数预测出施工需要的水泥浆稠化时间,通过缩短尾浆稠化时间,并在替浆后期降低施工排量的方法,使水泥浆在小排量顶替过程中逐渐稠化凝固,从而达到快速封固高压水层的目的,再通过反挤施工封固漏层以上井段,顺利完成了该井?273.05 mm尾管固井施工,套管鞋及漏层处固井质量优质,盐水层处固井质量合格,为该区块尾管固井积累了成功经验。

摘要：在200℃以上超高温下,加砂水泥石强度发生衰退,导致超高温深井固井水泥环层间封隔失效,无法满足高温油气井长期开采的需求。对加砂水泥石的强度衰退机理进行探索,研究发现超高温下加砂水泥水化生成平行疏松的硬硅钙石,孔隙率增大,是其力学性能衰退的根本原因。通过高温水化产物优化设计,优选晶体层间距为纳米尺寸的含铝矿物和纳米管材料,开发了一种新型超高温水泥石抗强度衰退材料DRB-4S。在240℃下,DRB-4S加量为10%~20%时,水泥石28 d强度不衰退且大于50 MPa。通过X射线衍射分析、扫描电镜测试、孔结构测试等方法进一步对DRB-4S抗强度衰退机理进行了分析,晶体层间距为纳米尺寸的含铝矿物促进了高温稳定水化产物铝硅钙石的生成,纳米管的加入抑制了雪硅钙石向硬硅钙石转化,并且在水泥石中起到桥联填充作用,降低了水泥石的孔隙率。掺有DRB-4S的固井水泥浆失水量小于50 mL,稠化时间易调,稳定性良好,总体施工性能良好,为高温油气井长期开采提供了有力的技术支持。

摘要：冷探1井五开Ø190.5 mm钻头钻至井深5708.5 m,下入Ø139.7 mm尾管,尾管悬挂器经验证不能丢手,固井失败风险加大。同时,固井施工还面临尾管一次封固段长2506 m、上下温差65℃、水泥浆综合性能要求高、水泥浆侵害有机盐钻井液严重、地层存在高压气层、油气上窜速度高难压稳、井控风险高等难题。通过控制过提50 kN、200 kN、300 kN、350 kN、400 kN,上提静停2~3 min,然后下放至原悬重1150 kN,每次动作重复操作3~4次反复丢手验证的方法,顺利拔出了中心管,悬挂器最终丢手成功。采用抗高温防气窜水泥浆体系及先导保护钻井液和抗污染冲洗加重隔离液,确保固井安全,提高固井质量。高温防气窜水泥浆体系浆体流动度大于21 cm,稠化时间在设计范围内且可调,滤失量小于50 mL,游离液为0,沉降稳定性不大于0.02 g/cm3,水泥石抗压强度发展迅速,48 h顶部抗压强度达14 MPa以上,满足深探井油层尾管固井技术要求,确保了冷探1井Ø139.7 mm尾管固井的成功施工。

摘要：磴探1井尾管固井一次封固段长2235 m,地层承压能力低,漏失风险大,井眼大且不规则,顶替效率难以保证;裸眼段下部油层段长、上部水层多、层间间断短,压稳难度大;疏松砂岩地层井壁与水泥浆胶结质量差,层间封隔易失效。通过提高地层承压能力、清洁井眼、降低固井施工漏失风险,优化浆柱结构、合理加放扶正器提高固井顶替效率;采用双密三凝水泥浆体系和环空加压工艺压稳油气水层;采用界面增强型冲洗隔离液和微膨胀韧性水泥浆体系提高二界面胶结质量。微膨胀韧性水泥浆体系浆体流动度22 cm,稠化时间在设计范围内且可调,滤失量小于50 mL,游离液为0,沉降稳定性0.01 g/cm^(3),膨胀率大于0.4%,弹性模量小于6.0 GPa,水泥石抗压强度发展迅速,24 h抗压强度达30 MPa以上,满足深探井油层尾管固井技术要求,确保了磴探1井Ø139.7 mm尾管固井质量,为后续该区块深探井固井提供了技术借鉴。

摘要：依据自由基水溶液聚合原理,以2–丙烯酰胺基–2甲基丙磺酸钠(AMPS)、苯乙烯磺酸钠(SSS)和3-二甲胺基烯丙基膦酸(DMAAPA)三种单体合成了含膦聚合物缓凝剂OPR-1。经正交试验考察了OPR-1对水泥浆缓凝性能及早其抗压强度的影响,进而得出最佳合成条件:单体的质量比mAMPS∶mSSS∶mDMAAPA为4∶3∶3,引发剂加量0.3%,反应温度50℃,pH值6~7,反应时间4 h。经红外光谱测试聚合物OPR-1即为分子结构设计目标产物。在不同的温度压力下分别测试了不同加量OPR-1缓凝剂的水泥浆稠化时间,结果表明OPR-1缓凝剂具有较高的抗温性能,在160℃、101 MPa条件下,水泥浆的稠化时间均可延长至334 min。测试了不同加量OPR-1缓凝剂的水泥浆水泥石的早期抗压强度,未出现超缓凝现象。通过扫描电子显微镜表征结合现有的水泥浆缓凝理论,讨论了OPR-1缓凝机理,认为缓凝现象的发生,是由于OPR-1与水泥中的Ca^(2+)、Al^(3+)等形成在高温下不易破坏的强螯合结构,形成复杂的“晶核毒化”作用,阻碍了晶核的生长发育。

摘要：长庆油田华H50-7井完钻井深6266 m,水平段长4088 m,是目前亚洲陆上水平段最长的致密油井,针对该井套管居中难以保证和下入难度大等难题,结合井内实际工况,基于居中度分析计算模型,采用4种安放方式开展了套管居中分析研究。分析结果推荐水平井段1根套管安放1个210 mm刚性扶正器,可确保套管下入过程居中效果较好;基于套管下入模拟分析模型,开展了考虑漂浮接箍的套管下入模拟分析研究,并与国外PVI Drilling SoftWare进行对比分析,结果均推荐该井漂浮接箍的最佳安放位置在2700 m,可确保套管下入摩阻较小且管柱发生屈曲的风险较低。该井现场施工选取该深度作为漂浮接箍的安放位置,最终套管顺利下入井底,下入时长仅26.5 h,验证了分析结果的正确性,为后续超长水平段水平井套管安全下入奠定了技术基础。

摘要：针对目前钻井气动卡瓦在稳定性、冲击性、传递力量等方面存在的问题,基于气动卡瓦的主要结构和工作原理,设计了液压动力卡瓦控制回路与结构。系统以液压油作为动力传输介质,采用双作用增压缸的增压手段连续输出高压油,增设过载保护回路和远程控制功能,对动力卡瓦的结构进行优化设计,整体取代原有的气动卡瓦系统,新设计的动力卡瓦工作更为平稳、反应更快、冲击力更小,并能够传递较大的扭矩。系统综合评价表明,液压动力卡瓦与气动卡瓦相比,稳定性明显提高,传递的动力明显增大,且易于实现过载保护,安全性能更高,可更好地满足油田钻井现场实际需要。

摘要：合成聚合物由于抗高温、耐盐、功能多样化等特点,成为固井外加剂的主导材料,但由于其分子量大易导致体系黏稠度大,流变性难以调节,采用传统减阻剂作用较弱。针对此问题,根据微观结构设计,通过研选和合理复配,开发出了一种新型弱酸性减阻降黏剂,并对其进行了实验评价。评价结果表明,该减阻降黏剂可明显降低以合成聚合物为主剂的水泥浆体系的黏度,表观黏度降低率可达40%以上,显著改善水泥浆的流变性能,且对水泥浆稠化、强度等性能无不良影响,稠化时间之比为1.0~2.0,抗压强度之比不小于0.9,综合性能良好。

摘要：为提高鄂尔多斯盆地伊陕斜坡构造单通道井完井固井水泥环的封固质量及界面胶结强度,选用剪切稀释性良好的隔离液体系,有效隔离钻井液与水泥浆;采用微珠低密度水泥浆封固非产层,降低薄弱地层发生漏失的风险;采用胶乳水泥浆封固产层,保证产层水泥环具有良好的抗高温、防气窜性能;通过选择合适的固井工具,设计合理的完井管串,制定固井技术措施,有效解决了管内水泥塞长、替空、顶替效率差等问题,形成了单通道井完井固井技术。伊陕斜坡构造15口单通道井应用了该技术,固井质量优良率100%,优质率达到66.7%。这表明,单通道井完井固井技术能有效提高伊陕斜坡构造单通道井的固井质量。