高温高压低弹性模量复合固井材料形成机理研究

基本信息
批准号:51474192
项目类别:面上项目
资助金额:80.00
负责人:杨浩
学科分类:
依托单位:中国地质大学(北京)
批准年份:2014
结题年份:2018
起止时间:2015-01-01 - 2018-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:于培志,郑秀华,单文军,熊承,吕健,张迪,任燕红,邱青锋,袁梦军
关键词:
固井高温高压低弹性模量复合材料
结项摘要

In casing-cement ring-formation coupling system, formation mechanics parameters are generally considered to be constant.The casing mechanical parameters change with the casing steel grade. In theory, the casing strength can be further increased, but the increase is limited. Besides, the relevant study is costly. As the cement sheath is made by cement grouting on the field, the performance can be artificially controlled largely. After studying the current state of the cement sheath and composite material home and abroad, we raised the study of composite materials of high temperature, high pressure, low modulus of elasticity. Using laboratory experiments and theoretical analysis, we studied the mechanism of low elastic modulus composites formed in three ways: high-temperature resin composite, high temperature resin-modified composite and inorganic composite materials composite; the mechanism of cementation of composite materials, casing, formation and cement; the mechanism of anti-allergy and coagulation time control mechanism; the technology of cementing and completion of composite materials. The study reveals the action mechanism of composite materials of high temperature, high pressure, low modulus of elasticity. It can provide guidance for well cementation, well repair and the borehole stability. The study benefits the reduce the losses caused by the borehole instability and the casing damages. It can be used in the exploration of oil shale and geotherm resources,heavy oil steam injection and deep well drilling,and for the cementing cement performance improvement to lay the theoretical and experimental basis.

套管-水泥环-地层耦合系统中,地层力学参数一般认为是不变的。套管力学参数随套管钢级变化,理论上套管强度的提升还有空间,但不会有太大余地,而且研发成本高昂。水泥环由于是现场调配水泥浆灌注而成,性能在很大程度上可以人为控制。通过调研国内外水泥环、复合材料研究现状,提出研究高温、高压、低弹性模量的复合固井材料。采用室内实验研究和理论分析,分别研究:高温树脂复合、高温树脂改性、无机材料复合三种方法形成高温、高压、低弹性模量复合材料的机理;复合材料与套管、地层、水泥石胶结机理;与井下流体的抗敏机理;凝固时间控制机理;复合材料固井、修井工艺。揭示高温、高压、低弹性模量复合固井材料在井下作用机理,为固井、修井和井壁稳定研究提供思路、指导和材料。项目的研究将会减少井壁失稳、套损套变造成的损失,在油页岩、地热勘探开发,稠油注汽、特深井钻探等方面具有广泛的应用前景并为固井水泥性能提升奠定理论与实验基础。

项目摘要

套管-水泥环-地层耦合系统中,地层力学参数一般认为是不变的。套管力学参数随套管钢级变化,理论上套管强度的提升还有空间,但不会有太大余地,而且研发成本高昂。水泥环由于是现场调配水泥浆灌注而成,性能在很大程度上可以人为控制。通过调研国内外水泥环、复合材料研究现状,提出研究高温、高压、低弹性模量的复合固井材料。采用室内验研究和理论分析,分别研究:高温树脂复合、高温树脂改性、无机材料复合三种方法形成高温、高压、低弹性模量复合材料的机理;复合材料与套管、地层、水泥石胶结机理与井下流体的抗敏机理;凝固时间控制机理;复合材料固井、修井工艺。研发了高温、高压、低弹性模量的复合固井水泥浆体系,耐温超过200℃,耐压强度大于30MPa,弹性模量低于10GPa,揭示了高温、高压、低弹性模量复合固井材料在井下作用机理,为固井、修井和井壁稳定研究提供思路、指导和材料。项目的研究将会减少井壁失稳、套损套变造成的损失,在油页岩、地热勘探开发,稠油注汽、特深井钻探等方面具有广泛的应用前景并为固井水泥性能提升奠定理论与实验基础。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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