井下暂堵工具用可溶镁合金研究
[Abstract]:Of the proven oil and gas reserves in China in recent years, 70% are low permeability unconventional oil and gas resources, and the proportion of low permeability unconventional oil and gas resources in the future oil and gas production in China will further increase. This has an important impact on the steady growth of oil and gas production capacity in China. The development of these unconventional oil and gas resources must rely on hydraulic fracturing and acid fracturing and other reservoir reconstruction techniques, in which casing sliding sleeve, open-hole Packer and multi-layer and multi-section fracturing of bridge plug are commonly used at present. In the process of downhole stratification fracturing, it is necessary to seal off the layer by throwing ball or the lower bridge plug, and then to carry out the next construction. After the completion of the construction, the temporary plugging tool should be removed. By introducing degradable material into downhole temporary plugging tool, the workpiece can dissolve and fail by itself, which can save drilling and recovery process, reduce engineering risk, improve construction efficiency, and avoid damage to reservoir caused by drilling chip and circulating fluid at the same time. Therefore, the research and development of high strength biodegradable materials for underground temporary plugging tools can achieve a win-win mode of promoting efficiency and environmental protection, greatly improve the working efficiency and reduce the operating cost. The high plasticity, stiffness and processability of magnesium alloy are much better than those of degradable polymer, and the degradation rate of magnesium alloy can be effectively controlled by means of composition adjustment, heat treatment, plastic deformation, surface treatment and so on. In this paper, on the basis of Mg-Zn-Ca alloy, Ni and Cu elements are added to prepare Mg-Zn-Ca-Ni-Cu alloy, which can be used to degrade fracturing ball material in downhole temporary plugging tool. The elements and composition of Mg-Zn-Ca-Ni-Cu alloy are analyzed by EDS spectrometer. The distribution of alloying elements in Mg matrix was studied. The mechanical and corrosion properties of as-cast Mg-Zn-Ca-Ni-Cu alloy were tested by heat treatment and hot extrusion deformation. The effects of different working conditions on the mechanical properties and corrosion properties of Mg-Zn-Ca-Ni-Cu alloys were studied. To find suitable Mg-Zn-Ca-Ni-Cu alloy production and processing technology to meet the requirements of downhole temporary plugging tool biodegradable fracturing ball. The results show that the addition of Ni and Cu elements has no significant effect on the mechanical behavior of the alloy, but it can obviously accelerate the degradation rate of the alloy at high temperature / room temperature. Heat treatment can obviously improve the mechanical properties of the alloy, but it still can not meet the technical index of the downhole temporary plugging tool degradable fracturing ball material. The mechanical properties of Mg-Zn-Ca-Ni-Cu alloy were significantly improved by hot extrusion deformation treatment, and the corrosion degradation rate of the alloy was also improved to a certain extent. The treated alloy can meet the technical specifications of fracturing ball material degradable by downhole temporary plugging tool, and the fracturing ball can be trial-produced and entered the stage of practical application.
【学位授予单位】:长安大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TE93;TG146.22
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,本文编号:2363855
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