油基钻井液滤饼对二界面胶结强度的影响研究

发布时间：2017-07-03 10:08

  本文关键词：油基钻井液滤饼对二界面胶结强度的影响研究

  更多相关文章： 固井 滤饼强度测试仪 分层结构 胶结强度 表面活性剂

【摘要】：油基钻井液固井过程中,在井壁表面形成的滤饼为不可固化层,它的存在使水泥浆与井壁无法良好胶结,严重影响油基钻井液固井质量。研究油基钻井液滤饼性能对二界面胶结强度的影响,有效的清洗及润湿反转滤饼是提高油基钻井液固井质量的关键。而现有的研究大多从钻井角度考虑滤饼的形成、滤饼性能的测试,未能很好的从界面胶结质量出发,研究油基钻井液滤饼性能、结构及解决措施。因此,在现有研究的基础上,针对塔里木天然气井油基钻井液固井难题,以油基钻井液滤饼为核心,从油基钻井液滤饼的厚度、强度、微观结构及分层结构等方面入手分析,开展了油基钻井液滤饼对第二界面胶结强度影响的研究,滤饼性能对界面胶结质量的影响程度、影响机理及解决措施,对提高油基钻井液固井质量具有重要意义。本文在实验方法研究,理论研究和室内实验测试分析的基础上,形成的结论如下：(1)在现有研究的基础上,结合研究需要,探索研发了滤饼强度测试仪。其具备的技术优势为：装置可实现对岩心滤饼(曲面)和滤纸滤饼(平面)进行强度测试；可对滤饼强度进行逐层测试,用于滤饼分层结构研究；测试后的岩心可进行胶结强度实验,从固井角度建立滤饼强度与胶结强度的关系。(2)结合滤饼强度测试仪及Micro-CT分析,从宏观及微观角度对油基钻井液滤饼层状结构进行研究。宏观实验发现：从外至内滤饼强度呈增大趋势,可分为三个强度区间；CT微观分析也表明滤饼整体致密性存在差异,因不同的致密性呈现三种颜色层,证明了滤饼分层结构。(3)对油基钻井液滤饼性能及化学组成进行研究,研究发现滤饼中主要含有BaSO4(重晶石)和高岭石(有机土),即固相颗粒和胶联物质；且实验发现加重剂和有机土对滤饼强度影响较大。(4)在滤饼研究的基础上,探究滤饼厚度、强度、润湿性等对二界面胶结强度的影响。研究发现滤饼厚度与强度共同作用下影响胶结强度,滤饼自身的强度高,会补偿滤饼对胶结强度产生的不良影响,即低强度滤饼层对胶结强度影响较大；同时胶结强度也随滤饼表面亲水性增强而增大。(5)在上述研究的基础上,明确了表面活性剂在滤饼清洗及润湿反转中的作用。针对目前使用的表面活性剂性能存在不足,根据表面活性剂特性建立高效表面活性剂的优选方法,并优选出高性能的表面活性剂体系。
【关键词】：固井 滤饼强度测试仪 分层结构 胶结强度 表面活性剂
【学位授予单位】：西南石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TE254
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 绪论8-16
• 1.1 研究目的和意义8-9
• 1.2 国内外研究现状分析9-12
• 1.2.1 国外研究现状9-11
• 1.2.2 国内研究现状11-12
• 1.3 目前研究存在的问题12-13
• 1.4 研究目标、研究内容与思路13-15
• 1.4.1 研究目标13
• 1.4.2 研究内容与思路13-15
• 1.5 主要创新点15-16
• 第2章 油基钻井液滤饼性能及结构表征研究16-45
• 2.1 实验材料和仪器16-17
• 2.2 油基钻井液滤饼主要物性参数的提出17-18
• 2.3 油基钻井液滤饼厚度的影响因素分析18-23
• 2.3.1 油基钻井液加重剂对滤饼厚度的影响18-21
• 2.3.2 油基钻井液密度对滤饼厚度的影响21-22
• 2.3.3 油基钻井液中有机土含量对滤饼厚度的影响22-23
• 2.4 油基钻井液滤饼强度的影响因素分析23-39
• 2.4.1 油基钻井液滤饼强度测试方法23-32
• 2.4.2 油基钻井液加重剂对滤饼强度的影响32-34
• 2.4.3 油基钻井液密度对滤饼强度的影响34-36
• 2.4.4 油基钻井液中有机土加量对滤饼强度的影响36-39
• 2.5 滤饼微观结构及化学组成分析39-42
• 2.5.1 油基钻井液滤饼SEM分析40-41
• 2.5.2 油基钻井液滤饼XRD分析41-42
• 2.6 油基钻井液滤饼层状结构分析42-43
• 2.6.1 油基钻井液滤饼强度分布42
• 2.6.2 油基钻井液滤饼Micro-CT分析42-43
• 2.7 本章小结43-45
• 第3章 油基钻井液滤饼性能对胶结强度的影响研究45-59
• 3.1 实验材料和仪器45-46
• 3.2 油基钻井液滤饼对界面胶结强度影响研究46-55
• 3.2.1 滤饼厚度对第二界面胶结强度的影响46-47
• 3.2.2 滤饼强度对第二界面胶结强度的影响47-49
• 3.2.3 滤饼清洗效率对第二界面胶结强度的影响49-53
• 3.2.4 滤饼润湿性对第二界面胶结强度的影响53-55
• 3.3 滤饼对胶结强度影响机理分析55-57
• 3.3.1 润湿反转机理分析55-56
• 3.3.2 油基钻井液滤饼清洗机理分析56-57
• 3.4 本章小结57-59
• 第4章 滤饼清洗及润湿反转表面活性剂体系研究59-71
• 4.1 实验材料和仪器59-60
• 4.2 表面活性剂体系优选方法研究60-63
• 4.3 表面活性剂体系优选及性能评价63-70
• 4.3.1 表面活性剂体系优选63-65
• 4.3.2 表面活性剂体系性能评价65-70
• 4.4 本章小结70-71
• 第5章 结论与建议71-73
• 5.1 结论71-72
• 5.2 建议72-73
• 致谢73-74
• 参考文献74-80
• 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果80

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 李韶利;姚志翔;李志民;黄永鑫;;基于油基钻井液下固井前置液的研究及应用[J];钻井液与完井液;2014年03期

2 李健;李早元;辜涛;袁中涛;张昌铎;李晓春;郭小阳;;塔里木山前构造高密度油基钻井液固井技术[J];钻井液与完井液;2014年02期

3 任冠龙;吕开河;刘玉霞;张崇;刘乐，

本文编号：513224