深井復雜地層固井理論與實踐

第一章深井低壓易漏失井固井技術
1

第一節(jié)固井漏失分類與特征2

一、漏失的分類及原因2

二、典型地區(qū)固井漏失特征3

三、防止固井漏失的基本方法7

第二節(jié)深井常規(guī)低密度水泥漿體系7

一、改性粉煤灰低密度水泥漿體系8

二、高抗擠空心玻璃微珠低密度水泥漿體系14

第三節(jié)泡沫低密度水泥漿體系24

一、泡沫低密度水泥漿技術特點與發(fā)展25

二、泡沫水泥漿的制備與性能測試方法26

三、泡沫水泥漿密度預測模型29

四、泡沫水泥漿體系32

五、泡沫水泥漿固井設備47

六、泡沫水泥漿固井工藝與設計計算53

第四節(jié)堵漏型前置液及堵漏型水泥漿56

一、堵漏型前置液56

二、堵漏型水泥漿62

第五節(jié)深井低密度水泥漿固井應用實例65

一、塔深1井Φ2064mm尾管超低密度水泥漿固井65

二、 順北鷹1井井Φ(2508+2445) mm技術套管低密度水泥漿固井66

三、焦頁9側鉆井Φ2445mm技術套管泡沫水泥漿固井68

參考文獻70

第二章防氣竄固井技術
71

第一節(jié)環(huán)空氣竄的危害與氣竄機理71

一、環(huán)空氣竄的條件和途徑72

二、環(huán)空氣竄的機理73

三、環(huán)空氣竄的危害74

第二節(jié)固井后環(huán)空氣竄規(guī)律研究74

一、氣竄模擬實驗方法74

二、靜膠凝強度實驗方法75

三、實驗研究與分析76

第三節(jié)環(huán)空氣竄預測及水泥漿防氣竄性能評價方法82

一、環(huán)空氣竄預測方法82

二、水泥漿防氣竄評價方法82

三、環(huán)空氣竄綜合評價方法（包括水泥漿性能和井眼條件）86

第四節(jié)防氣竄水泥漿體系88

一、常用的防氣竄水泥漿體系88

二、非滲透水泥漿體系90

三、膠乳防氣竄水泥漿體系94

第五節(jié)防氣竄固井現(xiàn)場應用實例103

一、S83井FSAM防氣竄水泥漿固井103

二、元壩104井膠乳防氣竄水泥漿固井107

參考文獻111

第三章高密度水泥漿固井技術
112

第一節(jié)高密度水泥漿加重材料113

一、油井水泥加重材料基本要求114

二、常用水泥加重材料114

三、水泥加重材料的選擇116

四、水泥特殊加重材料117

第二節(jié)高密度水泥漿設計方法118

一、設計理論依據(jù)與模型118

二、高密度水泥漿分級設計方法123

第三節(jié)高密度水泥漿體系性能125

一、高密度水泥漿體系外加劑選擇126

二、高密度水泥漿體系性能126

三、超高密度水泥漿體系性能127

四、超高密度水泥漿性能優(yōu)化129

五、高密度隔離液研究129

第四節(jié)高密度水泥漿體系現(xiàn)場應用技術132

一、現(xiàn)場混配技術132

二、應用實例133

參考文獻137

第四章鹽膏層固井技術
138

第一節(jié)鹽膏層固井難點分析138

一、鹽膏層地質(zhì)特征139

二、鹽膏層固井難點140

第二節(jié)鹽膏層套管強度設計與校核方法140

一、鹽膏層套管柱設計原則與思路141

二、非均勻載荷下套管強度142

三、鹽膏層套管強度設計與校核方法158

第三節(jié)抗鹽水泥漿體系163

一、抗鹽油井水泥降失水劑164

二、抗鹽水泥漿體系168

三、抗鹽前置液體系174

第四節(jié)鹽膏層固井技術措施及應用實例176

一、鹽膏層固井主要技術措施176

二、應用實例178

參考文獻138

第五章深井高酸性氣田防腐蝕固井技術
184

第一節(jié)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀184

一、油井水泥特征184

二、油井水泥石的腐蝕185

第二節(jié)酸性氣體腐蝕水泥石實驗方法187

一、酸性氣體腐蝕水泥石實驗裝置187

二、CO2、H2S腐蝕水泥石評價實驗方法188

第三節(jié)溫度和壓力條件下CO2腐蝕水泥石機理189

一、實驗材料189

二、 CO2腐蝕水泥石物理性能分析190

三、 水泥石CO2腐蝕前后腐蝕產(chǎn)物分析及變化規(guī)律192

四、 CO2腐蝕水泥石機理分析196

第四節(jié)溫度和壓力條件下H2S腐蝕水泥石機理196

一、 實驗材料197

二、 H2S腐蝕水泥石實驗結果分析197

三、 溫度對H2S腐蝕水泥石的影響203

四、H2S腐蝕水泥石機理探討204

第五節(jié)CO2與H2S共存條件下水泥石腐蝕機理204

一、CO2/H2S混合氣體腐蝕實驗參數(shù)與水泥漿組成205

二、混合氣體腐蝕后物理性能變化205

三、H2S/CO2混合氣體腐蝕產(chǎn)物及微觀分析207

四、CO2/H2S混合氣體腐蝕水泥石機理與腐蝕動力學模型210

第六節(jié)抗酸性氣體腐蝕水泥漿體系215

一、抗CO2腐蝕水泥漿體系215

二、抗H2S腐蝕水泥漿體系的研究219

三、抗CO2/H2S腐蝕水泥漿體系優(yōu)化設計225

第七節(jié)酸性油田防腐水泥固井技術應用案例227

一、雅達(Yadavaram)酸性油田地質(zhì)概況227

二、雅達油田防腐水泥漿設計227

三、現(xiàn)場應用228

第八節(jié)結論229

參考文獻230

第六章鉆井液、固井液一體化技術
235

一、多功能鉆井液技術235

二、泥漿轉(zhuǎn)化為水泥漿技術236

三、鉆固一體化工作液技術237

第一節(jié)潛活性材料及活性控制238

一、潛活性材料的分類238

二、潛活性材料的改性239

三、潛活性材料的物理性能要求245

四、潛活性材料的作用機理248

五、潛活性材料的活性控制249

第二節(jié)一體化工作液鉆井液技術256

一、一體化工作液鉆井液流型控制256

二、一體化工作液鉆井液失水性能控制257

三、一體化工作液鉆井液中潛活性材料加量控制258

四、一體化工作液鉆井液的固相容限260

第三節(jié)一體化工作液固井液技術262

一、一體化工作液固井液性能控制262

二、一體化工作液固井液綜合性能研究274

三、一體化工作液對固井液的影響279

四、固化物微觀產(chǎn)物分析282

第四節(jié)改善膠結質(zhì)量的機理分析287

一、固化界面膠結模型的建立287

二、固化物之間的動力學分析291

三、固化數(shù)學模型驗證300

四、界面作用機理探索302

第五節(jié)鉆井液固井液一體化技術應用實例308

參考文獻310
第七章深井高壓油氣井特種固井工具技術
312

第一節(jié)深井尾管懸掛器313

一、雙錐雙液缸尾管懸掛器314

二、液壓-機械雙作用尾管懸掛器319

三、內(nèi)嵌式尾管懸掛器320

第二節(jié)特種尾管懸掛器324

一、封隔式尾管懸掛器324

二、旋轉(zhuǎn)式尾管懸掛器333

三、多功能尾管懸掛器339

四、膨脹式尾管懸掛器343

第三節(jié)尾管回接裝置348

一、常規(guī)回接裝置348

二、超高壓回接插頭350

三、封隔式回接插頭351

第四節(jié)特種水泥頭353

一、轉(zhuǎn)盤式旋轉(zhuǎn)水泥頭353

二、頂驅(qū)水泥頭355

三、遠程控制水泥頭356

第五節(jié)分級注水泥器358

一、機械式分級注水泥器358

二、液壓式分級注水泥器362

三、免鉆式分級注水泥器365

四、封隔式分級注水泥器368

第六節(jié)遇油遇水自膨脹封隔器370

一、結構組成371

二、膨脹密封機理371

三、封隔器結構的設計373

四、基本參數(shù)377

五、性能特點378

六、應用實例378


第八章固井工具防腐技術
379

第一節(jié)金屬材料腐蝕機理分析379

一、硫化物應力腐蝕機理與條件380

二、硫化物應力腐蝕特征381

三、硫化物應力腐蝕產(chǎn)生機理382

四、硫化物應力腐蝕影響因素385

五、二氧化碳（CO2）對金屬材料的腐蝕機理分析388

六、H2S和CO2共存對金屬材料的腐蝕機理分析390

第二節(jié)金屬材料腐蝕評價實驗及材料優(yōu)選391

一、金屬材料耐H2S應力腐蝕的實驗方法391

二、金屬材料抗CO2腐蝕實驗方法394

三、耐腐蝕材料的選擇394

四、金屬材料硫化物應力腐蝕實驗結果及分析395

五、CO2浸泡實驗過程及實驗結果分析404

六、抗H2S、CO2共存腐蝕合金材料優(yōu)選及性能實驗407

第三節(jié)防腐蝕固井工具設計與制造410

一、防腐固井工具設計要點410

二、防腐固井工具主要規(guī)格參數(shù)412

三、防腐材料加工工藝413

四、現(xiàn)場應用415

參考文獻416