【摘要】：為了提高空心微珠低密度水泥環(huán)的長期封固能力,開展了循環(huán)載荷及高內(nèi)壓工況作用下的水泥環(huán)完整性試驗(yàn)研究。利用三軸巖石力學(xué)測試系統(tǒng),采用軸向循環(huán)加卸載的方法,分析了循環(huán)加卸載過程中水泥石的損傷形變規(guī)律;在試驗(yàn)基礎(chǔ)上,結(jié)合厚壁圓筒理論,分析了高內(nèi)壓工況下水泥環(huán)的封固完整性。試驗(yàn)結(jié)果表明:循環(huán)加卸載與高內(nèi)壓工況均能使空心微珠低密度水泥環(huán)喪失力學(xué)封固完整性。為此,優(yōu)選了可分散性纖維FK對空心微珠低密度水泥漿進(jìn)行增韌改性,改性后的水泥漿性能良好,可滿足固井施工要求;增韌水泥石的抗拉強(qiáng)度、協(xié)調(diào)形變能力和承壓能力均有所提高,彈性模量下降。研究結(jié)果表明,可分散性纖維FK增韌效果較好,為進(jìn)一步提高低密度水泥環(huán)完整性提供了理論依據(jù)和優(yōu)化手段。
[Abstract]:In order to improve the long-term sealing ability of hollow microbead low density cement ring, the integrity test of cement ring under cyclic load and high internal pressure was carried out. By using triaxial rock mechanics test system and axial cyclic loading and unloading method, the damage and deformation laws of cement stone during cyclic loading and unloading are analyzed. The sealing integrity of cement ring under high internal pressure is analyzed. The experimental results show that both cyclic loading and unloading and high internal pressure can make the hollow microbead low density cement ring lose the mechanical seal integrity. Therefore, the dispersed fiber FK was selected to toughen and modify the hollow microbead low density cement slurry. The modified cement slurry has good properties and can meet the requirements of cementing operation, and the tensile strength of toughened cement stone can be improved. The deformation capacity and compression capacity are improved, and the elastic modulus is decreased. The results show that the toughening effect of dispersible fiber FK is better, which provides a theoretical basis and optimization means for further improving the integrity of low density cement ring.
【作者單位】： 油氣藏地質(zhì)及開發(fā)工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(西南石油大學(xué));中國石油塔里木油田分公司庫車油氣開發(fā)部;
【基金】：國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“基于多相滲流理論的環(huán)空氣竄機(jī)理及應(yīng)用基礎(chǔ)研究”(編號:5157041530)資助
【分類號】：TE256

【參考文獻(xiàn)】

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1 李勇;陳瑤;靳建洲;江樂;丁峰;袁雄;;頁巖氣井體積壓裂條件下的水泥環(huán)界面裂縫擴(kuò)展[J];石油學(xué)報(bào);2017年01期

2 李進(jìn);龔寧;李早元;韓耀圖;袁偉偉;;射孔完井工況下固井水泥環(huán)破壞研究進(jìn)展[J];鉆井液與完井液;2016年06期

3 張景富;呂英渤;劉碩瓊;徐明;張強(qiáng);李勇;;水泥環(huán)力學(xué)參數(shù)與載荷間的適應(yīng)性[J];石油鉆采工藝;2016年05期

4 劉仍光;張林海;陶謙;周仕明;丁士東;;循環(huán)應(yīng)力作用下水泥環(huán)密封性實(shí)驗(yàn)研究[J];鉆井液與完井液;2016年04期

5 步玉環(huán);宋文宇;何英君;沈兆超;;低密度水泥漿固井質(zhì)量評價(jià)方法探討[J];石油鉆探技術(shù);2015年05期

6 初緯;沈吉云;楊云飛;李勇;高德利;;連續(xù)變化內(nèi)壓下套管-水泥環(huán)-圍巖組合體微環(huán)隙計(jì)算[J];石油勘探與開發(fā);2015年03期

7 趙效鋒;管志川;廖華林;吳彥先;;交變壓力下固井界面微間隙產(chǎn)生規(guī)律研究[J];石油機(jī)械;2015年04期

8 劉學(xué)鵬;張明昌;馮明慧;劉偉;丁士東;韓進(jìn)東;;復(fù)合空心微珠低密度水泥漿的研究與應(yīng)用[J];石油鉆采工藝;2014年06期

9 范偉華;符自明;曹權(quán);鮮明;廖長平;范成友;;相國寺儲氣庫低壓易漏失井固井技術(shù)[J];斷塊油氣田;2014年05期

10 劉洋;嚴(yán)海兵;余鑫;馮予淇;范偉華;;井內(nèi)壓力變化對水泥環(huán)密封完整性的影響及對策[J];天然氣工業(yè);2014年04期

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1 關(guān)博文;交變荷載與硫酸鹽腐蝕作用下水泥混凝土疲勞損傷機(jī)制[D];長安大學(xué);2012年

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1 張文瀟;纖維素纖維混凝土耐久性、高溫抗爆裂及徐變特性[D];東南大學(xué);2015年

2 吳健;固井水泥環(huán)密封完整性研究[D];長江大學(xué);2014年

3 張欽;水平井多級壓裂環(huán)空竄流機(jī)理研究[D];東北石油大學(xué);2014年

4 劉達(dá)列;疲勞破壞的連續(xù)性損傷力學(xué)模型的研究[D];浙江大學(xué);2002年

【共引文獻(xiàn)】

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1 李娟;郭辛陽;步玉環(huán);;變內(nèi)壓條件下膨脹水泥與地層機(jī)械性能的匹配[J];當(dāng)代化工;2017年07期

2 劉碩瓊;李德旗;袁進(jìn)平;齊奉忠;沈吉云;郭滿滿;;頁巖氣井水泥環(huán)完整性研究[J];天然氣工業(yè);2017年07期

3 劉奎;高德利;曾靜;房軍;王宴濱;;溫度與壓力作用下頁巖氣井環(huán)空帶壓力學(xué)分析[J];石油鉆探技術(shù);2017年03期

4 李早元;祁凌;劉銳;辜濤;孫勁飛;;空心微珠低密度水泥環(huán)完整性試驗(yàn)研究[J];石油鉆探技術(shù);2017年03期

5 李鵬曉;孫富全;何沛其;夏元博;曾建國;;緊密堆積優(yōu)化固井水泥漿體系堆積密實(shí)度[J];石油鉆采工藝;2017年03期

6 張林海;劉仍光;周仕明;陶謙;;模擬壓裂作用對水泥環(huán)密封性破壞及改善研究[J];科學(xué)技術(shù)與工程;2017年13期

7 沈吉云;石林;李勇;劉碩瓊;江樂;;大壓差條件下水泥環(huán)密封完整性分析及展望[J];天然氣工業(yè);2017年04期

8 汪海閣;葛云華;石林;;深井超深井鉆完井技術(shù)現(xiàn)狀、挑戰(zhàn)和“十三五”發(fā)展方向[J];天然氣工業(yè);2017年04期

9 丁志偉;楊俊龍;汪瑤;紀(jì)宏飛;袁雄;饒開波;;低溫高強(qiáng)韌性水泥漿在致密油水平井的應(yīng)用[J];鉆井液與完井液;2017年02期

10 楊川;石慶;袁吉祥;余綱;龔孝林;廖長平;;塔北地區(qū)超深井低壓易漏長封固段固井技術(shù)[J];天然氣技術(shù)與經(jīng)濟(jì);2017年01期

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1 李文臣;硫酸鹽對膠結(jié)充填體早期性能的影響及其機(jī)理研究[D];中國礦業(yè)大學(xué)(北京);2016年

2 李旭絨;礦山腐蝕環(huán)境中混凝土材料結(jié)構(gòu)性能劣化機(jī)理試驗(yàn)研究[D];北京科技大學(xué);2016年

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1 謝和;固井套管及水泥環(huán)力學(xué)完整性研究[D];西南石油大學(xué);2016年

2 楊非池;光伏組件硅電池的疲勞損傷研究[D];湖南大學(xué);2016年

3 鄢標(biāo);指向式導(dǎo)向工具主軸力學(xué)分析與仿真[D];長江大學(xué);2016年

4 陳杰;基于加速加載試驗(yàn)的瀝青混合料疲勞損傷特性研究[D];長沙理工大學(xué);2015年

5 張歡喜;氯鹽環(huán)境PC結(jié)構(gòu)中鋼絞線的腐蝕疲勞損傷演化規(guī)律[D];中國礦業(yè)大學(xué);2014年

6 孫剛;風(fēng)力發(fā)電起重機(jī)關(guān)鍵技術(shù)研究[D];吉林大學(xué);2013年

7 凌青松;基于荷載譜的橋面連續(xù)簡支梁橋梁端疲勞壽命研究[D];華東交通大學(xué);2013年

8 張航宇;風(fēng)力發(fā)電變壓器連線桿振動疲勞斷裂研究[D];華中科技大學(xué);2013年

9 趙志國;全回轉(zhuǎn)起重機(jī)長桁架起重臂的起重特性研究[D];東北石油大學(xué);2011年

10 劉曉娟;基于累積損傷理論的焊接球節(jié)點(diǎn)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)疲勞壽命估算[D];太原理工大學(xué);2010年

【二級參考文獻(xiàn)】

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1 馬天壽;陳平;王旭東;郭昭學(xué);劉智強(qiáng);;頁巖氣儲層井周孔隙壓力傳遞數(shù)值分析方法[J];石油學(xué)報(bào);2016年05期

2 劉奎;王宴濱;高德利;李星君;張勇;;頁巖氣水平井壓裂對井筒完整性的影響[J];石油學(xué)報(bào);2016年03期

3 才博;趙賢正;沈華;趙安軍;蔡軍;吳剛;王東明;鐘小軍;羅玉財(cái);;束鹿凹陷致密油復(fù)合體積壓裂技術(shù)[J];石油學(xué)報(bào);2015年S1期

4 翟曉鵬;樓一珊;曹硯峰;文敏;;蠕變巖層地層剛度和松弛時(shí)間對套管外擠力的影響[J];石油學(xué)報(bào);2015年10期

5 田中蘭;石林;喬磊;;頁巖氣水平井井筒完整性問題及對策[J];天然氣工業(yè);2015年09期

6 初緯;沈吉云;楊云飛;李勇;高德利;;連續(xù)變化內(nèi)壓下套管-水泥環(huán)-圍巖組合體微環(huán)隙計(jì)算[J];石油勘探與開發(fā);2015年03期

7 趙效鋒;管志川;廖華林;吳彥先;;交變壓力下固井界面微間隙產(chǎn)生規(guī)律研究[J];石油機(jī)械;2015年04期

8 楊碩;李培超;宋付權(quán);盧德唐;;頁巖氣藏體積壓裂技術(shù)概述[J];上海工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào);2015年01期

9 劉望舉;;體積壓裂技術(shù)在石油開發(fā)中的應(yīng)用[J];化工管理;2015年08期

10 劉合;王峰;王毓才;高揚(yáng);成建龍;;現(xiàn)代油氣井射孔技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與展望[J];石油勘探與開發(fā);2014年06期

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1 金祖權(quán);西部地區(qū)嚴(yán)酷環(huán)境下混凝土的耐久性與壽命預(yù)測[D];東南大學(xué);2006年

2 黃鵬飛;鋼筋混凝土在環(huán)境腐蝕與彎曲荷載協(xié)同作用下的損傷失效研究[D];中國建筑材料科學(xué)研究院;2004年

3 陳拴發(fā);高性能混凝土應(yīng)力腐蝕與腐蝕疲勞特性研究[D];長安大學(xué);2004年

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1 賀巨龍;纖維素纖維水工混凝土耐久性性能試驗(yàn)研究[D];青海大學(xué);2014年

2 秦偉;高水壓山嶺隧道襯砌損傷機(jī)理與模型研究[D];重慶交通大學(xué);2014年

3 于俊超;工程纖維對混凝土徐變性能的影響[D];燕山大學(xué);2013年

4 李樂;高壓油氣井套管磨損對抗內(nèi)壓強(qiáng)度的影響分析研究[D];蘭州理工大學(xué);2012年

5 羅玉財(cái);固井頂替效率數(shù)學(xué)模型與應(yīng)用[D];東北石油大學(xué);2012年

6 侯卓識;水平井固井頂替鉆井液滯留模型研究[D];東北石油大學(xué);2012年

7 李東海;磨損套管抗內(nèi)壓強(qiáng)度彈塑性研究及其風(fēng)險(xiǎn)評估[D];長江大學(xué);2012年

8 胡國強(qiáng);中低強(qiáng)度混凝土抗凍性的試驗(yàn)研究[D];浙江工業(yè)大學(xué);2011年

9 劉青松;寶力格巴19區(qū)塊水平井分段壓裂工藝研究[D];中國石油大學(xué);2011年

10 林波;水泥石力學(xué)性能與井下工況條件適應(yīng)性研究[D];東北石油大學(xué);2011年

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1 安策;抗腐蝕水泥的研究和應(yīng)用[J];石油鉆采工藝;1989年01期

2 王群;;我國低密度水泥研究與應(yīng)用概況[J];鉆采工藝;1991年02期

3 楊遠(yuǎn)光,郭小陽,張玉隆,廖剛;抗腐蝕低密度水泥體系的研究與應(yīng)用[J];天然氣工業(yè);2001年02期

4 陳英;舒秋貴;;低溫微細(xì)低密度水泥的實(shí)驗(yàn)研究[J];天然氣工業(yè);2005年12期

5 趙凱民,倪榮富;低密度水泥的應(yīng)用[J];石油鉆采工藝;1989年03期

6 雷鑫宇;陳爽;陳大鈞;齊志剛;李卉;楊武;;新型實(shí)心低密度水泥研究[J];應(yīng)用化工;2014年04期

7 王群;;漂珠低密度水泥應(yīng)用研究與效果評價(jià)[J];鉆采工藝;1992年01期

8 楊振科;郭小陽;李早元;丁玉杰;;提高粉煤灰低密度水泥體系早期強(qiáng)度的研究[J];西南石油大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2008年03期

9 周仕明;微硅漂珠復(fù)合低密度水泥體系的探討[J];鉆井液與完井液;1999年06期

10 何樹山;程榮超;王瑞和;步玉環(huán);;養(yǎng)護(hù)環(huán)境對漂珠微硅類低密度水泥石抗壓強(qiáng)度的影響[J];石油鉆采工藝;2008年01期

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1 柳世杰;微硅水泥體系的開發(fā)及其現(xiàn)場應(yīng)用研究[D];西南石油大學(xué);2012年

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1 王美潔;低密度水泥石聲學(xué)特性與強(qiáng)度性能的室內(nèi)實(shí)驗(yàn)研究[D];中國石油大學(xué)(華東);2014年

2 韋庭叢;漂珠低密度水泥石外摻料及孔結(jié)構(gòu)分形特征研究[D];西南石油大學(xué);2016年

3 林鑾;漂珠低密度水泥石力學(xué)性能分析和材料改性研究[D];西南石油大學(xué);2016年

4 馮建月;高溫地?zé)峋⒅槌兔芏人嗟难芯縖D];中國地質(zhì)大學(xué)（北京）;2014年

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本文編號：2206317