韧性自愈合水泥浆体系研究
本文关键词:韧性自愈合水泥浆体系研究 出处:《西南石油大学》2017年硕士论文 论文类型:学位论文
更多相关文章: 韧性水泥浆 自愈合水泥浆 自愈合性能评价方法
【摘要】:套管试压、射孔、后期压裂增产、温度场波动造成的应力变化、地层压实滑移等可能会导致水泥环内部产生裂纹,胶结面产生微环隙,进而导致井下油气水窜、套管环空带压,从而影响井口安全及油气井寿命。要改善此类问题,需要提高水泥环的弹韧性及自愈合能力。因此,本文开展了自愈合效果评价方法实验研究,选取了一种较好的自愈合效果评价方法,同时进行了韧性自愈合水泥浆体系的开发,最终提出了一套同时具有韧性效果和自愈合能力的韧性自愈合水泥浆体系,并在关键性能方面同原浆配方进行了对比。论文开展的工作及研究成果主要如下:(1)论文基于实验可重复性及连续愈合评价效果,进行了自愈合效果评价方法研究。研究结果表明裂缝愈合程度方法误差小,具有良好的实验可重复性,其方法设计合理,表征水泥石自愈合效果更直接。同时,该方法测试简单且对试件无伤害,可以对同一试件进行连续测量。(2)依据研究需要,论文测试了不同混配顺序条件对浆体力学性能的影响,并观察了抗折试件断面纤维分散情况,同时应用"分段称重法"对水泥试件中纤维分散效果进行实际验证。实验研究表明在混配搅拌过程中,先加入水泥再加入纤维的情况下,纤维分散更均匀。(3)论文通过测试水泥石不同养护龄期的自愈合能力,优选了自愈合材料加量和组合。研究结果表明热熔型自愈合剂RHA-1加量为5%时,其裂缝愈合程度好于RHA-1加量为7%的试件。当RHA-1加量为5%时,复配水泥石裂缝愈合效果相对较好。(4)依据常规性能和力学性能,论文开展了纤维、弹性颗粒和胶乳的三元复配增韧水泥浆配方研究。研究得出当纤维、弹性颗粒和胶乳配比为0.35%:3%:9%或0.35%:4%:9%时复配增韧水泥浆的抗折强度、抗冲击韧性、胶结强度较大,同时其水泥石脆度系数较低。(5)论文综合自愈合性能、水泥石变形能力以及抗循环加载的能力三个方面的表现,提出了最终韧性自愈合复配水泥浆配方:G级油井水泥+4%降失水剂+0.8%分散剂+0.35%纤维+3%弹性颗粒+9%胶乳+5%结晶型自愈合剂JHA-2+5%热熔型自愈合剂RHA-1+0.1%消泡剂+水。
[Abstract]:Casing pressure, perforation, later fracturing production, temperature field fluctuations caused by stress changes, formation compaction slip may lead to cracks in the cement ring, cement surface produced microannular gap, and then lead to oil and gas water channeling downhole. In order to improve the wellhead safety and the life of oil and gas wells, it is necessary to improve the elastic toughness and self-healing ability of cement sheath. Therefore, the experimental study of self-healing effect evaluation method has been carried out in this paper. A better evaluation method of self-healing effect was selected, and the ductile self-healing cement slurry system was developed. Finally, a set of ductile self-healing cement slurry system with both toughness effect and self-healing ability was put forward. The key properties are compared with the original pulp formula. The main work and research results are as follows: 1) the paper is based on experimental repeatability and continuous healing evaluation. The evaluation method of self-healing effect is studied. The results show that the method of crack healing degree has less error, has good experimental repeatability, its design is reasonable, and the self-healing effect of cement stone is more direct. At the same time. This method is simple and has no harm to the specimen. It can measure the same specimen continuously. According to the need of the research, the paper tests the influence of different mixing sequence conditions on the mechanical properties of the slurry. At the same time, the effect of fiber dispersion in cement specimens was verified by using "subsection weighing method". The experimental study showed that in the mixing and mixing process, the dispersion of fiber in the cross-section of the specimens was observed. Under the condition of adding cement and then adding fiber, the fiber dispersion is more uniform. 3) the self-healing ability of cement stone at different curing ages is tested in this paper. The addition and combination of self-healing materials were selected. The results showed that the addition of RHA-1 was 5 times. The fracture healing degree is better than that of the specimen with RHA-1 dosage of 7%. When the RHA-1 dosage is 5, the effect of crack healing of the composite cement stone is relatively good. 4) according to the conventional and mechanical properties, the fracture healing effect of the composite cement stone is better than that of the specimen with RHA-1 addition of 7%. In this paper, the formula of ternary toughened cement slurry with fiber, elastic particle and latex was studied. The ratio of elastic particles to latex is 0.35% to 3: 9% or 0.35% to 4: 9%. When the cement slurry is toughened by 9%, it can resist impact toughness and cement strength. At the same time, the cement stone embrittlement coefficient is low. 5) the paper synthesizes the self-healing performance, the cement stone deformation ability and the ability of resisting cyclic loading. The formula of final toughness self-healing compound cement slurry was put forward. The 10 G grade oil well cement 4% reducing water loss agent 0.8% dispersant 0.35% fiber 3% elastic particle 9% latex was put forward. 5% crystallized self-healing agent JHA-2 5% hot melt self-healing agent RHA-1 0.1% defoamer water.
【学位授予单位】:西南石油大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TE256.7
【相似文献】
相关期刊论文 前10条
1 张兴国,刘崇建,杨远光,刘效良;水泥浆体系稳定性对水泥浆失重的重要影响[J];西南石油学院学报;2004年03期
2 王琴,申峰,李新春;一种新型水泥浆体系的研究与应用[J];钻采工艺;2002年03期
3 Effendhy ,付晓燕;应用纤维水泥浆解决循环漏失问题[J];国外油田工程;2004年10期
4 杨海华;吴方惠;;高温高强度-微硅水泥浆体系的研究与应用[J];内蒙古石油化工;2008年10期
5 宗孝生;许明标;何保生;张凡;李滨;;一种柔性水泥浆体系的室内评价[J];石油天然气学报;2010年06期
6 马淑梅;林荣壮;宋艳涛;;一种低温浅层多功能抗窜水泥浆体系[J];钻井液与完井液;2010年01期
7 于永金;刘硕琼;袁进平;靳建洲;齐奉忠;李明;;高温条件下水泥浆沉降稳定性的评价方法[J];钻井液与完井液;2011年06期
8 张兴国,郭昭学,许树谦,杨远光,郭小阳;对水泥浆有效浆柱压力降至水柱压力时间的新认识[J];天然气工业;2004年07期
9 张兴国;刘晓明;李跃明;王秀霞;;微硅对水泥浆、水泥石的改善作用[J];西部探矿工程;2006年12期
10 丁士东;高德利;王崎;余才q;钟水清;;脉冲振动处理对水泥石早期性能的影响[J];钻采工艺;2007年06期
相关会议论文 前2条
1 刁胜贤;秦伟堂;;伊朗南部油田新型防窜水泥浆体系的研究[A];黑鲁石油学会钻井新技术研讨会论文集[C];2008年
2 陶谦;丁士东;刘伟;谭春勤;;页岩气井固井水泥浆体系研究[A];非常规油气资源勘探开发装备及应用技术研讨会论文集[C];2011年
相关重要报纸文章 前6条
1 记者 宗钢 通讯员 江山红;工程院新型水泥浆体系成功应用[N];中国石化报;2011年
2 刘明辉 刘永胜;华北井下成功应用胶乳水泥浆体系固井[N];中国石化报;2010年
3 章天文;大港钻井高强度水泥浆体系研制成功[N];中国石油报;2004年
4 杨振梅邋岳新庆;大港固井推广应用胶乳水泥浆体系[N];中国石油报;2007年
5 李兵;打造拓宽市场的坚盾利矛[N];中国石油报;2004年
6 张贵志 通讯员 姜淑美;拉近科研与市场的距离[N];中国石油报;2004年
相关博士学位论文 前1条
1 冯水山;吉林高含CO_2深层天然气田水泥浆体系设计与应用研究[D];东北石油大学;2013年
相关硕士学位论文 前10条
1 孟鑫;长封固井段大温差固井水泥浆体系研究[D];东北石油大学;2015年
2 崔晓光;低摩阻高稳定性水泥浆体系研究与应用[D];东北石油大学;2015年
3 刘青贺;辽河油田深井固井水泥浆体系研究[D];东北石油大学;2015年
4 雷鑫宇;水平井环空自修复水泥浆体系研究[D];西南石油大学;2014年
5 张红丹;水溶性树脂水泥浆体系的抗腐蚀性能研究[D];西南石油大学;2016年
6 嵇井明;韧性自愈合水泥浆体系研究[D];西南石油大学;2017年
7 尤军;触变性水泥浆体系与应用研究[D];中国石油大学;2010年
8 张克坚;防腐水泥浆体系技术研究及应用[D];中国石油大学;2011年
9 付颖;基于颗粒级配技术的防腐水泥浆体系配方设计及施工工艺研究[D];西南石油大学;2014年
10 常连玉;抗盐抗高温高密度水泥浆体系应用研究[D];西南石油大学;2013年
,本文编号:1422638
本文链接:https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/boshibiyelunwen/1422638.html