振动对水泥浆/水泥石性能影响规律研究

发布时间：2021-02-11 13:12

　　振动固井是提高固井质量的有效技术手段之一,振动波作用于套管柱和环空内流体,可调节水泥浆性能,改善水泥环与一、二界面的胶结状况。然而,国内外科研机构大多专注于固井工艺和装置的研发设计与应用上,对于振动固井实验评价方面的研究尚有许多空白,振动波在套管柱中的传播规律尚不明确,制约了该项技术的进一步发展。为此,本文开展振动对水泥浆/水泥石性能影响规律研究,并取得了如下成果:（1）通过调研国内外振动固井相关文献,设计研制一套机械振动水泥浆实验平台。通过正交实验发现振动对常规密度水泥石强度有较好的提升效果,且水泥石性能对振动频率和振幅的变化更加敏感,优选得到最佳振动参数组合,并借助微观分析手段验证了振动对于改善水泥石微观结构有积极效果。（2）采用控制变量法测定不同频率的振动对水泥浆常规性能的影响规律,结果显示:振动可以加快水泥浆凝结硬化进程,并显著缩短静胶凝强度发展的过渡时间,极大程度的改善水泥浆流变性和可泵送性。发明一套新型水泥石试件制备模具,探索发现了振动波作用的最佳位置在激振处与远端之间某一特定范围内。（3）通过离散元数值模拟得到振动对水泥颗粒堆积效果的影响规律,结果显示:各振动参数对颗粒充... 

【文章来源】：中国石油大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：106 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

顶部水泥浆脉冲作业流程图

流体的新柱塞流公式，并构建出用于计算脉冲压力传播及振幅学模型。同年，美国 W&T 公司 Aslakson 等[13]利用脉冲技术成海油井环空气窜问题，这是振动固井技术首次应用于海上油田 年，中石化勘探院的研究人员[14]分析了发生环空气窜的原因，机理，推导得到水泥浆失重压力与静胶凝强度之间的数学关系 年，王恩合等[15]通过数值模拟得到套管柱共振响应特征，设计振胶塞。同年，薛亮等[16-17]总结了现有水力振动工具的优缺点力波的发生原理，发明了双喷嘴水击波发生器，分析了振动波机理，认为振动波可以剪切去除部分泥饼，提高第二界面胶结 年，郑章义等[18]根据井下涡轮钻具设计原理，通过模块化设计型井下涡轮式振动固井装置。同时，推导建立了井下压力脉冲脉冲压力传播规律。 年，东北石油大学周彬[19]提出井下剪切旋流振动固井技术，通动速度和壁面剪应力来强化紊流顶替效果，从而提高顶替效率

中国石油大学（北京）硕士专业学位论文井实验模拟研究现状，国内外科研机构开展过大量的振动固井现场试验果鲜有报道，整理现有文献得到振动固井实验相关埃克森美孚开发研究院 Cooke 等人[23]为提高一次固相应的地面试验装置，见图 1.3。实验证明振动可外，研究人员还在一口 200ft 的试验井中进行模拟实有助于改善固井质量，且在低频条件下效果更显


本文编号：3029164