宋建建
- 作品数：26 被引量：137H指数：7
- 供职机构：长江大学石油工程学院更多>>
- 发文基金：国家科技重大专项国家自然科学基金油气藏地质及开发工程国家重点实验室开放基金更多>>
- 相关领域：石油与天然气工程动力工程及工程热物理更多>>
- 碳纤维与胶乳液协同作用对固井水泥浆力学性能的影响被引量：6
- 2019年
- 为提高水泥石在井下抵抗外部载荷破坏的能力,需要对油井水泥材料增强增韧,碳纤维和胶乳液是油井水泥常用的改性材料。为研究碳纤维与胶乳液协同作用对水泥浆力学性能的影响,通过在水泥浆中加入不同配比的碳纤维和胶乳液,测试了水泥浆常规性能和力学性能,并使用扫描电镜对水泥石的微观结构进行观察。试验表明,相比较单掺碳纤维和单掺胶乳液的水泥石,两种材料协同作用水泥石力学性能提高。在0. 2%碳纤维和1%胶乳液加量协同作用下的水泥石抗压强度、抗折强度、抗冲击强度分别为35. 44 MPa、11. 15 MPa、2. 08 k J/m2,弹性模量达到5. 8 GPa。通过扫描电镜观察可以发现,胶乳的网状结构和碳纤维的桥接作用综合提高水泥石性能,有效的控制了水泥石微裂隙的发展,从而提高水泥石的力学性能。
- 吴宇萌许明标宋建建王晓亮周俊
- 关键词：水泥石碳纤维力学性能
- 新型相变材料对低热水泥浆性能的影响被引量：7
- 2019年
- 深水低温天然气水合物地层固井,需要水泥浆体系在水化过程中少发热,尽量降低水合物地层温度上升的程度。因此,针对深水天然气水合物地层固井,研究了一种用于低热水泥浆体系设计的新型相变材料,并研究了相变材料的热存储性能及其对水泥浆体系性能的影响。实验结果表明,新型相变材料相变峰值温度为15.5℃,相变温度在井下低温与常温之间,且相变潜热较大。当相变材料在77.8℃以下时,具有良好的热稳定性,且在0℃～60℃之间经历多次升降温后,相变材料化学结构没有发生变化。随着相变材料加量的增加,水泥浆的流变数据呈现增大的趋势,但加量达到8%时流变性依然满足固井施工要求。此外,新型相变材料可以改善水泥浆体系的稳定性。相变材料对低热水泥浆体系的抗压强度影响不大,加入8%相变材料的水泥石抗压强度也达到8.9 MPa,抗压强度最大下降幅度小于5%。当加入2%、4%、6%、8%相变材料后,水泥浆体系稠化时间比无相变材料水泥浆体系最大缩短约15 min,水泥浆体系72 h水化热较空白水泥浆体系分别下降5.2%、29.1%、35.6%、47.6%。研究结果为天然气水合物层低热水泥浆体系的设计提供了支持与参考。
- 宋建建许明标王晓亮黄峰秦国川
- 关键词：低热水泥固井相变材料水化热
- 超低摩阻水基钻井液在页岩气水平井的应用被引量：2
- 2022年
- 油基钻井液具有优异的抑制性、封堵性、润滑性,是目前页岩气井作业的主要钻井液类型,但其对生态环境造成严重影响、过高的成本及废弃钻井液和钻屑处理压力限制了其在钻井中的应用。涪陵焦石部署4口水平井,钻探目的层为龙马溪组-五峰组,目的层含大段泥页岩,裂缝发育,易水化分散、垮塌漏失风险大。针对涪陵水平井要求低摩阻及地层泥页岩易发生井壁失稳的特点,研究了一套超低摩阻水基钻井液体系。该体系具有较好的流变和抑制性能,同时具有和油基钻井液相当的润滑性能。现场应用表明,超低摩阻水基钻井液实现了页岩气井水平段全流程高效安全作业,与同区块油基钻井液相比机械钻速提高了24.7%,每米钻时降低了6.2%,水平段起下钻1~2次,而油基钻井液需要2~3次,其中涪陵X4井水平段长2235 m,创完钻时国内页岩气水平井水基作业记录。该超低摩阻水基钻井液在涪陵页岩气的成功应用有望实现页岩气水基钻井液替代油基钻井液作业。
- 周姗姗钟成兵刘杰代一钦许明标许明标宋建建
- 关键词：页岩气水基钻井液油基钻井液机械钻速
- 含CO_(2)气体油气井防腐固井水泥浆体系研究被引量：1
- 2023年
- 在含CO_(2)气体油藏中,CO_(2)对油井固井水泥石的腐蚀给石油开采带来了严重的安全问题。基于CO_(2)对水泥石的腐蚀机理、水泥浆各种外加剂的作用机理,通过实验来遴选水泥浆体系中防腐剂及其比例,并确定其他外加剂添加量,最终构建出能有效防止CO_(2)腐蚀的水泥浆体系。此体系下的水泥浆需要的稠化时间能控制在3~5 h范围内,失水量小于50 mL,无自由液,水泥石在24 h内抗压强度大于14 MPa。所得的水泥浆和水泥石的其他各项性能也均符合室内实验和实际固井的要求。
- 刘洋李一帆龙震宇宋建建龙远杜素琼杜磊曾海洋
- 关键词：水泥浆外加剂
- 一种碳纤维分散液的制备及其在固井水泥浆中的应用被引量：6
- 2019年
- 碳纤维是一种高性能纤维,能有效改善水泥石的力学性能。为了克服碳纤维在使用过程中不易分散的缺点,对碳纤维分散剂种类、分散剂加量及碳纤维加量进行优选,制备出一种碳纤维分散液,并对该碳纤维分散液在固井水泥浆中的应用效果进行评价,最后对加入碳纤维分散液的水泥石微观形貌进行观察。结果表明:碳纤维分散剂CDA-2能改善碳纤维在水溶液中的分散效果,当加量为0. 6%时,形成的碳纤维分散液较稳定;当碳纤维分散液中碳纤维的加量为4%,此时形成的碳纤维分散液稳定性最好且碳纤维加量最优。使用碳纤维分散液配制的固井水泥浆体系与将碳纤维直接加入的固井水泥浆中相比,水泥浆体系常规性能相差不大,但力学性能明显提高,养护3 d后碳纤维分散液水泥石的抗压强度、抗冲击强度、抗折强度比直接加碳纤维水泥石分别提高6. 8%、7. 6%、10. 1%。碳纤维分散液能使碳纤维更好的分散在水泥石中,形成网状结构,通过桥联阻裂、拔出耗能作用增强增韧水泥石。
- 黄峰许明标宋建建王晓亮吴宇萌
- 关键词：碳纤维分散性水泥浆固井
- 纳米材料在油井水泥中的应用进展被引量：14
- 2018年
- 纳米材料具有粒径小、表面能大、比表面积大的特点,将其添加到油井水泥中制备成性能优异的固井水泥浆是国内外研究的热点。介绍了纳米材料在油井水泥中的作用,包括促进水泥水化、改善油井水泥石力学性能、降低水泥石渗透率和孔隙度、提高水泥石耐温性、提高浆体稳定性等;并对目前在油井水泥中应用的纳米碳材料、纳米矿粉、纳米金属氧化物三类纳米材料进行了详细分析,重点阐述了纳米二氧化硅、纳米重晶石粉、纳米沸石粉、埃洛石纳米管、纳米黏土、纳米氧化铝、纳米氧化镁、纳米氧化铁、碳纳米管/碳纳米纤维、石墨烯纳米片在油井水泥中的应用进展及作用机理。最后指出了纳米材料在油井水泥应用中存在的问题,提出未来需要在纳米材料分散性、对油井水泥性能的双重影响及应用成本方面进一步探索和研究。
- 宋建建许明标王晓亮周俊吴宇萌
- 关键词：纳米材料油井水泥固井纳米二氧化硅
- 针状硅灰石微粉改善固井水泥浆性能研究被引量：18
- 2018年
- 油井水泥是一种脆性材料,其抵抗外力破坏的能力较差,不利于油气井开发。为解决这一问题,研究了一种兼有矿物微粉和纤维特性的硅灰石微粉对油井水泥性能的影响,评价了不同加量的针状硅灰石微粉水泥浆的常规性能、抗压强度、抗折强度、抗冲击强度,并测试了水泥石应力-应变曲线,最后使用扫描电镜对针状硅灰石微粉水泥石微观形貌进行观察。研究结果表明,与纯水泥浆相比,硅灰石微粉加量在0.5%~4%时,流变影响最大时流变仪300转读数大于300,稠化时间最大缩短18 min,失水量最大下降13 mL,养护1 d水泥石气体渗透率最大下降38.3%。养护28 d后,加入4%硅灰石微粉的水泥石较空白水泥石的抗压强度、抗折强度、抗冲击强度分别提高了17.6%、20.9%、21.1%。加入3%硅灰石微粉的水泥石弹性模量比空白试样降低约26.9%。针状硅灰石微粉在水泥石中分散,在水泥石内部形成"搭桥"作用,可在一定程度上阻止水泥石裂纹发生和扩展,起到增强水泥石力学性能的作用。
- 宋建建许明标周俊王晓亮吴宇萌
- 关键词：水泥石力学性能油气井固井
- 胶乳粉固井水泥浆体系研究与应用被引量：15
- 2021年
- 为开发性能稳定且优异的胶乳水泥浆体系,研究了胶乳粉水泥浆体系关键材料,构建了胶乳粉水泥浆体系,研究其性能和微观形貌,并完成了现场应用。研究结果表明,胶乳粉能显著提高水泥石的弹韧性,分散剂DIP-S、降失水剂FLO-S、缓凝剂REM和消泡剂CX66L能有效调节水泥浆的性能。使用这些关键材料构建的胶乳粉水泥浆体系在60℃和90℃条件下流性指数大于0.5,稠度系数小于0.7,稠化时间在3~5 h之间,无自由液形成,且失水量均小于50 mL,抗压强度都在24 MPa以上,常规性能优异。此外,两种温度下胶乳粉水泥浆的弹性模量最低达到5.7 GPa,抗冲击强度和抗窜强度最高分别达到2.09 kJ/m2和7.7 MPa/m2,水泥浆封固能力强。微观形貌表明胶乳粉水泥石内部形成了聚合物膜结构,有助于提高水泥浆的性能。胶乳粉水泥浆体系在页岩气固井现场应用效果好,具有推广价值。
- 宋建建许明标许明标张敏胡顺杜佳琪
- 关键词：水泥浆固井页岩气
- 耐高温高密度防腐固井水泥浆被引量：3
- 2022年
- 深层含酸性气体油气井中,高温、高压含CO_(2)气体环境易腐蚀水泥石,破坏水泥环密封完整性。为开发具有防腐能力的高温高密度固井水泥浆体系,对水泥浆关键材料进行研究,构建了抗高温高密度防腐水泥浆体系,分析了水泥浆性能和微观形貌。实验结果表明,锰矿粉加重剂能显著提高水泥浆密度,制备的水泥浆体系高温下抗腐蚀能力较好;研究的降失水剂JS18L、缓凝剂H16L在高温下能降低水泥浆失水量,调节稠化时间。将无机复合防腐剂NAM-H、聚合物防腐剂SZ-M2结合使用,作为防腐材料可增强水泥石防腐性能。使用研究的添加剂材料构建密度为1.90~2.20 g/cm^(3)的抗高温高密度防腐水泥浆,水泥浆体系流变性好,稳定性高,失水量小于50 mL,稠化时间在3~5 h可调,满足固井作业要求。高密度水泥石高温下力学性能稳定,防腐能力强,水泥石腐蚀30 d的抗压强度衰退率在25%以内,腐蚀深度小于1.5 mm。该研究成果可为高温高压酸性气井以及二氧化碳地质封存井固井作业提供技术支持。
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- 关键词：固井水泥浆防腐蚀
- 用于提高水泥浆封固能力的树脂体系性能评价被引量：6
- 2020年
- 为获得较好的封固效果,室内制备了一种带有特殊亲水基团的环氧树脂,并与相应的固化剂混合制备了树脂体系,分析了该树脂体系的固化温度、热稳定性等物理性能,研究了该树脂体系对水泥浆封固能力的影响,并使用扫描电镜和能谱分析仪研究了树脂水泥浆的微观结构。研究表明,所合成的环氧树脂与相应的固化剂混合后的固化效果好,固化温度在39.9℃至164.6℃之间,在243.9℃以下固化物热稳定性较好。将树脂体系掺入油井水泥浆中,能显著提高水泥石的封固能力。与空白水泥浆相比,含15%树脂体系的水泥浆所形成的水泥石,渗透率由空白组的0.037×10^(-3)μm^2降至0.023×10^(-3)μm^2,降低了37.8%;胶结强度由1.8 MPa增至3.2 MPa,提高了77.8%;弹性模量由9.86 GPa降至4.08 GPa,降低了58.6%。水泥石的微观结构表明,树脂与水泥浆固化后,树脂的固化产物与水化产物混合形成整体,未反应的树脂聚合物颗粒填充在水泥石内部形成柔性结构中心,两种作用共同提高水泥浆封隔能力。图10参17。
- 郭远曜许明标宋建建宋建建张敏倪超武
- 关键词：树脂固井水泥浆
