摘要：压缩空气储能技术(CAES)利用压缩空气储能,是一种规模大、灵活、低碳的储能技术。云应储能库注采井普遍具有地层温度低、井眼尺寸大、漏失风险未知、注采周期频繁、井筒长期封隔要求高等固井难点,固井难度大。故开展了湖北应城压缩空气储能固井工艺研究,结合紧密堆积设计理论、晶相结构诱导设计,研发了1套适用于盐穴储能库注采井固井的低温抗盐韧性水泥浆,并形成了相关配套固井工艺。水泥浆密度范围为1.88~1.93 g/cm^(3),稠化时间易调,沉降密度差为0,游离液为0,API失水量不大于50 mL,抗盐达半饱和,7 d弹性模量小于6.13 GPa,低温30℃下起强度时间小于10 h,24 h抗压强度大于14 MPa。该项技术成功应用于湖北云应盆地压缩空气储能项目注采井表层套管及生产套管固井,固井质量合格率为100%,优质率大于95%,同时对盐穴储能库固井提供技术支持和借鉴。

摘要：针对油井水泥常用的AMPS/IA共聚物类缓凝剂在130~150℃区间易出现稠化时间“倒挂”现象,影响固井施工安全和固井质量的问题。通过AMPS和IA单体进行自由基溶液共聚,在共聚过程中与乙二胺四乙酸二钠EDTA-2Na、十六烷基三甲基氯化铵CTAC复配,研制了一种可防止高温稠化时间倒挂的缓凝剂BH-R103L,并对其综合性能进行了评价。评价结果表明:BH-R103L具有可靠的抗温及调凝效果,加有BH-R103L的水泥浆体系在120~150℃范围内稠化时间可调,150℃下加量为2%(BWOC)时,水泥浆的稠化时间大于300 min,稠化时间与加量呈线性关系,稠化时间倒挂现象消除、初始稠度低、温度和加量敏感性小、稠化线形正常、与AMPS类高温降失水剂配伍性良好,能抑制高温浆体“包心”现象,在60℃下养护的水泥石抗压强度发展快,其他综合性能均满足固井施工要求。BH-R103L在四川泸州区块泸203H153平台深井页岩层进行了现场应用,声幅测井检测封固段固井质量合格。

摘要：现有AMPS共聚物类降失水剂高温稀释降黏作用明显,对固井水泥浆的超高温沉降稳定性尤其不利。对此,合成了一种凹凸棒土(ATP)负载杂环两性共聚物型超高温固井降失水剂ATP-FLA以减弱共聚物的高温分散副作用。对负载前后的产品进行了综合性能对比,结果表明,在150~240℃范围内,加有4.0%~6.0%负载型降失水剂ATP-FLA、2.0%~4.0%悬浮剂的水泥浆API失水量不大于40 mL,沉降密度差不大于0.03 g/cm^(3),超高温稳定性良好。在240℃、120 MPa下养护后的水泥浆流性指数达到0.8976,浆体高温稠度高,剪切阻力大。同时,利用超高温固井现场水泥浆对ATPFLA进行了适应性评价,结果表明其能够在有效控制API失水量的同时不影响水泥浆的其他性能。此外,利用分子动力学模拟研究了杂环两性共聚物FLA的作用机理。模拟分析结果表明,杂环两性共聚物FLA相比于常规阴离子型共聚物的优势在于其减弱了自身分子链受环境中金属离子的“去水化”效应干扰,更耐金属离子进攻,使其更加适应水泥浆体系的碱金属离子溶液环境。

摘要：针对水泥浆高温沉降失稳问题,设计开发了一种基于热增黏共聚物的高温高密度水泥浆稳定剂。首先,合成了一种热增黏共聚物,共聚物中引入新型疏水单体,测试了热增黏共聚物溶液不同温度下的流变性能,探索了其热增黏机理。热增黏共聚物溶液表观黏度随着温度的升高逐渐增加,115~125℃时达到最大值,温度持续升高,表观黏度略有降低,但150℃表观黏度仍可维持在初始表观黏度的2~4倍,表现出良好的热增黏效果。基于合成的热增黏共聚物,与助剂复配,制备了高温高密度水泥浆悬浮稳定剂,评价了稳定剂对高密度水泥浆沉降稳定性的影响,和加有稳定剂的高密度水泥浆流变性能、失水量、游离液、稠化性能和抗压强度等综合性能。实验结果显示,2.50 g/cm^(3)高密度水泥浆中加入1%稳定剂后,150℃水泥浆密度差由0.58 g/cm^(3)降低至0.07 g/cm^(3),水泥石密度差降到0.08 g/cm^(3)以下,水泥浆高温变稀现象得到抑制,稳定性显著改善。加入稳定剂后,高密度水泥浆失水量及游离液降低,对水泥浆稠化时间、流变性能及抗压强度影响小,综合性能能够满足现场施工需求。

摘要：为解决目前常用促凝剂对AMPS类水泥浆体系低温促凝效果差的难题,通过对不同促凝材料的促凝效果对比,优选开发了一种由NaAlO2、特种促凝材料与有机盐组成的新型低温促凝剂BH-A401S,采用IR、TGA及DSC对该新型促凝剂的结构和耐温性能进行了表征考察,结果表明复配的促凝剂达到了预期设计目标。室内研究表明,该促凝剂在低温条件下对AMPS类水泥浆体系具有良好的促凝效果,温度高于50℃时,稠化时间可缩短到90 min以下,稠化线形整体平稳,过渡时间短,可满足40℃～70℃循环温度范围内的固井施工要求;同时,加有促凝剂的AMPS类水泥浆体系浆体性能稳定,初始稠度低、流变性能良好、稠化时间可调,40℃、加量为1.5%,6 h抗压强度大于4 MPa,低温早强、防窜效果明显,是一种非常适合AMPS类水泥浆体系的低温促凝剂。

摘要：制备了未经紧密堆积设计的常规低密度水泥石和经过紧密堆积设计的高强度低密度水泥石,并对比了二者的力学性能。通过微观力学参数和微观结构,探索紧密堆积提高低密度水泥石力学性能的微观机理。结果表明,在相同的养护条件下,和常规低密度水泥石相比,紧密堆积设计后得到的高强度低密度水泥石不同龄期的抗压强度显著增强。纳米压痕结果表明,相比于常规低密度水泥石,高强度低密度水泥石含有更多的高密度C-S-H和超高密度C-S-H。SEM和MIP(压汞测试)结果显示,高强度低密度水泥石结构更为致密,外掺料和胶凝材料结合更好,平均孔径减小了33.8%,总孔隙率减小了7.28%。

摘要：在我国油田开采工作中,由于近年来科技水平及需求的日益发展,传统固井水泥车已逐渐不能满足深井和超深井开采的固井作业,新型具有混浆功能的固井水泥车成为相关作业的有力支撑。而对于固井水泥车来说,液压传动无论在设备体积还是动力需求上都能满足新型固井水泥车的需求,对固井水泥车十分重要,因此针对固井水泥车液压系统故障的研究具有十分重要的工程实际意义。本文重点研究固井水泥车液压系统方案设计,对液压泵和马达的参数设计;然后从故障诊断分类以及严重度判别两方面着重对固井水泥车液压系统故障检测进行了研究,并最终给出了固井水泥车液压系统故障排除对策,为相关行业发展提供帮助。

摘要：机械设备的运行环境要求其具有更高的精度和可靠性,为了确保机械质量符合标准,应加强对机械管理及维护的重视。介绍机械设备管理及维护方法及制度,分析其中存在的问题,针对机械设备质量检验中的CAD数据检验,阐述规则库构建与系统架构设计,从机械设备层面对设备质量检验工作提供指导。

摘要：不规则井眼顶替效率低是导致固井质量差的重要原因。基于水平集法建立两相顶替时的数学模型,借助ANSYS/FLUENT软件的二次开发功能,建立不规则井眼注水泥顶替过程的数值模拟方法,并以规则的"扩容腔"模型为例,分析影响不规则井眼顶替效率的因素和规律,为不规则井眼注水泥设计提供一种理论指导方法。研究结果表明,井径扩大段内不仅存在着"顶替死角",而且使下游产生不稳定顶替,从而导致注水泥顶替效率降低,且井径扩大率越大、扩大段长度越短,顶替效率越低;降低顶替速率、水泥浆稠度系数、流性指数,提高注水泥顶替时间,有助于提高不规则井段的注水泥顶替效率。

摘要：基于三向主应力影响的水泥环弹塑性模型和界面裂缝的应力场模型,综合考虑水泥环拉伸破坏、塑性屈服、界面裂缝沿界面扩展以及界面裂缝曲折扩展等失效形式,建立了满足压裂井筒密封要求的水泥环力学性能设计方法,同时据此方法构建了水泥环弹性模量、泊松比量化设计图版,明确了井筒安全和风险区域,量化了水泥环屈服强度和抗拉强度指标。研究表明:降低水泥环弹性模量、提高水泥环屈服强度和泊松比可避免水泥环发生塑性变形;提高水泥环抗拉强度可防止其拉伸破坏;提高水泥环弹性模量和泊松比对缩短界面裂缝长度有利,但会增加界面裂缝曲折扩展进入水泥环的风险。模型验证与实例检验证实该模型计算结果较准确,更便于现场应用。