深井復(fù)雜地層固井理論與實(shí)踐

第一章深井低壓易漏失井固井技術(shù)
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(shù)特點(diǎn)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(yù)測模型29

四、泡沫水泥漿體系32

五、泡沫水泥漿固井設(shè)備47

六、泡沫水泥漿固井工藝與設(shè)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(yīng)用實(shí)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(shù)套管低密度水泥漿固井66

三、焦頁9側(cè)鉆井Φ2445mm技術(shù)套管泡沫水泥漿固井68

參考文獻(xiàn)70

第二章防氣竄固井技術(shù)
71

第一節(jié)環(huán)空氣竄的危害與氣竄機(jī)理71

一、環(huán)空氣竄的條件和途徑72

二、環(huán)空氣竄的機(jī)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(shí)驗方法74

二、靜膠凝強(qiáng)度實(shí)驗方法75

三、實(shí)驗研究與分析76

第三節(jié)環(huán)空氣竄預(yù)測及水泥漿防氣竄性能評價方法82

一、環(huán)空氣竄預(yù)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(yīng)用實(shí)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(xiàn)111

第三章高密度水泥漿固井技術(shù)
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(shè)計方法118

一、設(shè)計理論依據(jù)與模型118

二、高密度水泥漿分級設(shè)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(yīng)用技術(shù)132

一、現(xiàn)場混配技術(shù)132

二、應(yīng)用實(shí)例133

參考文獻(xiàn)137

第四章鹽膏層固井技術(shù)
138

第一節(jié)鹽膏層固井難點(diǎn)分析138

一、鹽膏層地質(zhì)特征139

二、鹽膏層固井難點(diǎn)140

第二節(jié)鹽膏層套管強(qiáng)度設(shè)計與校核方法140

一、鹽膏層套管柱設(shè)計原則與思路141

二、非均勻載荷下套管強(qiáng)度142

三、鹽膏層套管強(qiáng)度設(shè)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(shù)措施及應(yīng)用實(shí)例176

一、鹽膏層固井主要技術(shù)措施176

二、應(yīng)用實(shí)例178

參考文獻(xiàn)138

第五章深井高酸性氣田防腐蝕固井技術(shù)
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(shí)驗方法187

一、酸性氣體腐蝕水泥石實(shí)驗裝置187

二、CO2、H2S腐蝕水泥石評價實(shí)驗方法188

第三節(jié)溫度和壓力條件下CO2腐蝕水泥石機(jī)理189

一、實(shí)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(jī)理分析196

第四節(jié)溫度和壓力條件下H2S腐蝕水泥石機(jī)理196

一、 實(shí)驗材料197

二、 H2S腐蝕水泥石實(shí)驗結(jié)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(jī)理探討204

第五節(jié)CO2與H2S共存條件下水泥石腐蝕機(jī)理204

一、CO2/H2S混合氣體腐蝕實(shí)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(jī)理與腐蝕動力學(xué)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(shè)計225

第七節(jié)酸性油田防腐水泥固井技術(shù)應(yīng)用案例227

一、雅達(dá)(Yadavaram)酸性油田地質(zhì)概況227

二、雅達(dá)油田防腐水泥漿設(shè)計227

三、現(xiàn)場應(yīng)用228

第八節(jié)結(jié)論229

參考文獻(xiàn)230

第六章鉆井液、固井液一體化技術(shù)
235

一、多功能鉆井液技術(shù)235

二、泥漿轉(zhuǎn)化為水泥漿技術(shù)236

三、鉆固一體化工作液技術(shù)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(jī)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(shù)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(shù)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(jié)質(zhì)量的機(jī)理分析287

一、固化界面膠結(jié)模型的建立287

二、固化物之間的動力學(xué)分析291

三、固化數(shù)學(xué)模型驗證300

四、界面作用機(jī)理探索302

第五節(jié)鉆井液固井液一體化技術(shù)應(yīng)用實(shí)例308

參考文獻(xiàn)310
第七章深井高壓油氣井特種固井工具技術(shù)
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(jī)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(yuǎn)程控制水泥頭356

第五節(jié)分級注水泥器358

一、機(jī)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(jié)構(gòu)組成371

二、膨脹密封機(jī)理371

三、封隔器結(jié)構(gòu)的設(shè)計373

四、基本參數(shù)377

五、性能特點(diǎn)378

六、應(yīng)用實(shí)例378


第八章固井工具防腐技術(shù)
379

第一節(jié)金屬材料腐蝕機(jī)理分析379

一、硫化物應(yīng)力腐蝕機(jī)理與條件380

二、硫化物應(yīng)力腐蝕特征381

三、硫化物應(yīng)力腐蝕產(chǎn)生機(jī)理382

四、硫化物應(yīng)力腐蝕影響因素385

五、二氧化碳（CO2）對金屬材料的腐蝕機(jī)理分析388

六、H2S和CO2共存對金屬材料的腐蝕機(jī)理分析390

第二節(jié)金屬材料腐蝕評價實(shí)驗及材料優(yōu)選391

一、金屬材料耐H2S應(yīng)力腐蝕的實(shí)驗方法391

二、金屬材料抗CO2腐蝕實(shí)驗方法394

三、耐腐蝕材料的選擇394

四、金屬材料硫化物應(yīng)力腐蝕實(shí)驗結(jié)果及分析395

五、CO2浸泡實(shí)驗過程及實(shí)驗結(jié)果分析404

六、抗H2S、CO2共存腐蝕合金材料優(yōu)選及性能實(shí)驗407

第三節(jié)防腐蝕固井工具設(shè)計與制造410

一、防腐固井工具設(shè)計要點(diǎn)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(yīng)用415

參考文獻(xiàn)416