時間：2022-04-14 00:47:17
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇鉆采工藝論文，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
關鍵詞：鉆進技術；地震鉆井；工藝；技術
中圖分類號：U674.38+1 文獻標識碼：A
近年來，國內各油田鉆井技術，取得可喜成績，為國內的石油和天然氣的勘探及開發新的活力,起到了應有的作用。近年來，介紹了一種新型的國內外各種模板鉆機山，山模板鉆機的引入，為山區地震勘探增添了活力，解決了山坡地區缺水，復雜表面的固體巖石鉆孔問題，為勘探開發復雜的表面，從堅硬的巖石在石油和天然氣資源提供了希望。目前，國外井技術完成了配套，在天然氣的鉆探設備發展現狀的基礎上，完善天然氣的鉆探技術越來越成熟，成為主流的重要組成部分和鉆井工藝技術。50年的地震勘探工作，地震鉆井工程也經歷了50年的發展過程并逐步完善，從早期的手壓力型人工鉆井發展到現在的水力機械的開采。但是使用良好的管理設備多年來，地震隊鉆井集團在積極探索和解決問題。吐哈油田針對目前氣體鉆井裸眼完井地質適應性差、采用套管閥或非透式可膨脹篩管完井技術成本高、可靠性差的問題,自主研發了凍膠閥完井工藝技術。實踐表明，該鉆機設備良好的運用和勘探成本有著緊密的聯系，是油氣勘探的關鍵成功因素的有效，長期堅持鉆井工人的目標和任務。原理是利用化學方法能夠形成鉆孔封隔作用，具有一定的這些屬性中的聚合物凍膠塞的、膠體不僅能實現井靜態和動態密封，在大壓差不得進入儲層的氣藏所起的作用。
1 關鍵要素
機場在鉆探施工過程中，嚴格按照設計程序來建設的建設工作，必須檢查鉆孔前樁，確保刺激定位準確。未來天然氣的鉆探技術來降低能源消耗，不斷擴展的能量場和可持續發展。氣體反循環鉆探設備、應對更少的地層出水的能力，滿足未來的天然氣的開采的發展趨勢。在遇到特殊情況，需要以抵消移動，連續移動很有效,必須根據計劃執行指定的技術人員。目前，氣舉反循環鉆探已成為一個水井、地熱井、煤礦軸、氣體排放的主要技術方法。每口井的井深達到施工設計要求，并應做好閥體直立，墻壁的平滑重砂沖洗干凈，確保順利抱摻雜，引起深井建設設計與要求。完整地填寫完整的每一個好地震鉆井，填補這個領域。措施不容忽視，第一個從井口應密封在一個500毫米以下，要求準確表達清楚。鉆探鉆隊長必須是100%檢查，確保后期時抱案件光滑，沒有留下障礙。
2 合理選擇鉆井參數
鉆井參數也被稱為鉆井和變量，并表示鉆井技術措施，具體指的壓力的鉆頭、砂輪轉速、水泵的排放，這里指的是旋轉法，除了影響鉆井鉆法。鉆壓直接加點，鉆壓越大進深地層，在旋轉阻力越大，功率消耗也越大，這是一無可駁的擠壓力鉆桿的，也很容易導致鉆桿彎曲變形，因此在鉆井鉆壓不宜太大，應該根據實際情況適當的選擇。鉆井過程中,更規則的巖性、地下完好鉆床、速度和位移可以打開，但不能超過額定壓力，包括鉆壓、轉速、流量和鉆井液的性能。粘土地層鉆頭與塑料、鉆壓不宜太大,轉速適中位移，防止土壤包鉆頭。合理選擇切削參數是提高鉆井效率、降低材料消耗的一個重要因素。較大的巖石鉆頭梯度、鉆壓小轉速適中，位移在案件。鉆一個裂縫的巖性、鉆床、速度、要小，防止合金葉片和卡鉆壞了。在遇到坍塌至卡鉆現象，演練少量可以零增長速度和位移。所以鉆井速度受鉆壓、轉速、排放限制。在鉆井過程中，三者缺一不可。就在鉆具帶下去，直到解決鉆井后保持卡。陷入了砂卡鉆現象，應適當增加洗井液粘度和試圖增加排放的影響，減少鉆壓、轉速適中，沒有繼續鉆井工作。
2.1 轉速
速度的速度直接影響鉆井速度的速度，速度越快，遇到阻力也正在逐漸增加，應力變化相應增加，提供麻纖維板作用，鉆進地上吃以更快的速度，消耗的功率越來越多了。所以，在高速鉆井、鉆桿容易斷裂。
2.2 鉆壓
鉆壓的大小，不僅與設備的重量和功率有關，而且還與巖性有關，再就是與井下是否存在卡阻有關。
2.3 排量
排量的大小，也直接影響鉆進的快慢。可以看出排量越大，說明沖洗井底的能力越強，這樣對鉆頭的冷卻就越快。也導致鉆井液循環就越迅速，提高鉆井速度的重要因素。
3 地震鉆井方法
3.1 選用不同循環液
鉆井不易沖壞巖石，被選中干凈的水可使泥孔壁可增強，更好的保護已經破碎的巖石上帶到表面，從而防止形成涌水、隔離的巖石。在冷凍進入的地區，可以選擇含有鹽溶液。在鉆井過程中，井漏應停止泵水、土泄漏，能夠避免是徒勞的。在鉆井過程中，如果遇到好崩潰,應該套管固井。鉆探松散的不穩定，沖壞的巖層,選擇的泥漿。在空氣沖擊鉆進、遇見黃泥層，可以參加這個循環的堿性液體化合物。
3.2 割取巖芯
沒有特殊情況，最好不要攜帶鉆具，當達到長度和核心的核心筒的長度時，應停止鉆進、鉆井工具將一個小提到了一圈后沉沒在洗砂，可以扔石頭切取下來的核心。切取心之前，在石頭上的正確方法是，沉到水底的沙洗干凈,，首先應該開個鑄造砂器蓋，巖心鉆探、鉆壓要適中，速度慢下來，并將準備在石頭上的沙子里面，覆蓋替沙從小型到大型逐步開放鑄造砂器球閥。發掘能動性和錘子鉆桿，洗井液可使石頭以地下卡為核心。正確的方法以減少取心，石頭出現卡核心抑制泵。泵壓力上升，高壓搖擺不好，這一次帶了管鉗移動鉆桿、阻力增大。證明了快速核心，應立即停泵，緩慢的圓圈，再用管扳手移動鉆桿，如果阻力減小，確認核心已經切斷了，可以開始工作了。
3.3 安全規程
應檢查線夾鉆機下松動，操縱符鉆機的性能、結構、使用和維護熟悉，必須經過嚴格的專業培訓考核，獲得了證書的獨立運營鉆機。方鉆桿是掛在公司、升降電梯系統與性能是否良好，運行可靠。工作前、后和演練鉆機性能，鉆進前，效果良好，就順利進行。把鎖立即工作。在作業時，鉆頭不要離開工作崗位，看各地區鉆機運轉情況，看當泵入的壓力變化、鉆井液循環工作，嚴禁使用高速鉆井作業。在工作過程中，而不是為了維護，更不要碰是手術的一部分，不得隨意扳動手柄，以防意外。該鉆機鉆頭工作人員，應當有明確的分工，工作必須堅守崗位，嚴禁脫崗，串崗，亂崗，合理利用生產工具，要熟悉掌握本崗位的操作規程，施工應穿衣服和頭盔勞動保護。作出正確的選擇，應注意高壓線的空氣，或者地下電纜，輸氣管道，確保安全的距離鉆機和建筑物。
結語
50年的工作經歷一段鉆井地震發展時期，科學鉆探，每一次的成就，展望21世紀地震鉆井技術的發展前景將機械化、自動化、智能化鉆井。鉆井技術有一定的差距，鉆井技術將面臨的挑戰，預測在有條件的地區除了使用汽車的來源、高能聚焦的方法取代傳統的鉆孔地震趨勢。
參考文獻
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論文關鍵詞；新經濟；石油機械；期刊；回顧；展望
1堅持正確的辦刊宗旨和辦刊方針不斷壯大作者和讀者群隊伍
伴隨新世紀的開始和新經濟時代步伐的加快，我國加入WTO的臨近，期刊將面臨著WTO、電子期刊和互聯網的發展所帶來的機遇和挑戰。要繼續辦好期刊，必須堅持正確的辦刊宗旨，始終如一地貫徹執行辦刊方針，做到報道范圍不偏離，切實體現本刊專業性強的特色，才是提高刊物質量的前提。《石油礦場機械》期刊是由蘭州石油機械研究所主辦的全國性科技期刊。創刊于1972年，近30多a來，始終堅持四項基本原則，為兩個文明建設服務。強調社會效益第一，密切配合國家油氣勘探與開發裝備的發展方針、政策和生產任務；及時交流本行業國內外的新技術、新成果、新理論，以提高本學科的科學技術水平，為推動本行業的技術進步服務，為我國的石油勘探開發服務。截止2000年年底共出版29卷，172期。刊登論文近14705篇，各類信息、廣告等3114條。正是堅持正確的辦刊宗旨才使本刊連續三版入選為中文核心期刊，為中國科技論文統計分析刊源，中國學術期刊(光盤版)入編期刊。創刊30a來，主要報道了國內各時期石油勘探開發工程諸如鉆井、完井、采油、井下作業、油氣田地面工程所涉及的工藝裝備及其與之相配套的通用設備、儀器儀表、專用工具、特種車輛等新設備、新技術、新成果、新經驗以及與本相近專業技術的發展動向。
這些論文的創新性、指導性和實用性及其內容的真實性和可讀性是我國石油戰線廣大科技人員智慧的結晶，它代表著我國石油裝備的技術和水平。受到了廣大科技人員和讀者的歡迎和好評，長期被專家們一致譽為行業代表期刊。30多a來得到了廣大作者、讀者們的關愛和支持為此，我們辦刊人員引以自豪和驕傲。在新世紀的到來之際，進入知識經濟和我國即將加入WTO之際，我刊更應該把握機遇，充滿信心，迎接新的挑戰。
2突出重點熱點報道推動行業技術進步
2l世紀是知識經濟的時代，作為知識經濟時代的科技信息產業，必將得到迅速而廣泛的發展瀋}技期刊是科技信息的主要載體，是反映科學技術創新發展水平的重要窗口，它孕育著新學科，新理論的誕生．所報道的新成果、新技術通過交流、傳播，存儲，使之成為人類進步的智慧結晶更為重要的是它不斷推動著科學技術的向前發展。這一點使我們在30多a的辦刊經驗中深有感觸和體會。
改革開放以來，特別是“八五”到“九五”期間隨著新技術、新裝備特別是電子信息技術的高速發展，本刊為石油工業裝備帶來了革命性的發展。期間．《石油礦場機械》圍繞我國重點開發油區西部，穩定東部后期采油，發展淺海灘涂及邊際海洋油田的石油工業開發戰略中所涉及的新裝備以及鉆采設備更新換代技術與裝備。在鉆井方面主要報道了6000m深井鉆井、交流變頻電驅動鉆機、頂部驅動鉆井技術與設備，水平井、叢式井和小井眼鉆井技術與裝備。采油方面重點報道了二次、三次采油設備、注水設備、稠油開采設備、超高強度抽油桿及其井下采油裝備、油氣水分離設備等。同時對海洋鉆采設備的國產化，諸如海洋平臺評估等都進行了較為詳實的報道如，1996年第6期報道的FG20非調質鋼超高強度抽油桿，其生產工藝特點是不淬火，只作低溫回火，其金相組織與美國HS型抽油桿的綜合力學性能相當，它解決了重負荷油井抽油之急需。中原油田1997年訂貨10萬m。還有，新型中高速牙輪鉆頭軸承，它是為配合井下動力鉆具，高速牙輪鉆頭開發的關鍵技術，即滑動軸承，其材料的室內現場試驗效果分析引起了江漢鉆頭廠、成都總機械廠、江西鉆頭廠等單位的關注。并引出了多項研究項目再如，F320—3DH型鉆機的改造，是由5機分離傳動的羅馬尼亞鉆機改造為4機統一驅動的F320-4DHG型鉆機同樣引起了國內同行界的反響。PIP型雙層組合套管注水泥裝置，由于強度高，解決了地層套管被擠壓變形問題。在華北油田大面積推廣后，年平均經濟效益￥2600萬元。該項目曾獲中國石油天然氣總公司1997年鐵人科技成就獎。這些新產品、新材料、瓶技術成果為石油勘探開發提供了一大批新的技術手段。
根據陸上石油工業在“九五瑚間要穩中求進的總體要求，為全面貫徹“穩定東部、發展西部、油氣并舉”的方針，本刊圍繞中國石油天然氣總公司6個戰略展開和8個戰略突破項目的實施。重點報道了油田注水機組振動信號的在線檢測與分析，該項目已在大慶油田6個注水站20余臺大型機組(2000kW以上)上推廣應用，達到每個注水站年經濟效益￥351萬元，該項目在本領域繼續深入研究開發，1997年被列為國家自然科學基金資助項目，項目名稱為“大型旋轉在線智能化狀態維護研究。”關于海上固定平臺構件的疲勞可幫陛計算，立項論證后，參加了“863”項目的子項目研究，并且使它用于渤海邊際油田的開發，達到該新型采油裝置保證服役期間在波浪特別是冬季海冰的作用下安全可靠的日的。對于400GF一31型天然氣發電機組的開發與應用，在我刊1997年第3期刊登以后，新疆油田選購2臺作為采油電站，山西晉城煤礦選用了燃用瓦斯氣作為采礦電站，重慶某公司利用長江水作為冷卻介質在長江兩岸使用，同時還通過山東濰坊柴油機廠，出口到孟加拉國。
針對大慶油田、勝利油田利用聚合物驅(包括三元復合驅技術)進行三次采油的項目和大慶油田油氣水分離設備(包括原油外輸計量站、原油計量等項日)、高含水期穩產技術的研究；針對遼河油田稠油蒸汽吞吐過程中存在的油層縱向上吸汽不均，動用程度差等問題；針對中原油田嚴重腐蝕現狀，分別在1998~2000年連續報道了涉及聚合物驅開采設備的關鍵技術，磁性材料堵水技術，蒸汽驅注等技術，在行業引起了不同程度的反響。同時，本刊著眼于科技攻關和新技術的推廣應用，為推進企業科技進步、科技發展，使先進科技和管理經驗轉化為生產力，產生更大的經濟效益，報道了鉆桿接頭材料及熱處理工藝，摩擦對焊鉆桿質量，鉆鋌失效機理，鉆柱失效分析，鉆桿腐蝕疲勞試驗，塔型井架的結構分析，鉆井技術優化問題，PDC鉆頭及其軟件的開發，抽油桿在線探傷，空心抽油桿采油裝置，防砂配套新技術，射孔綜合配套技術，無彈殼復合壓裂技術，有桿深抽配套技術，油井機械清蠟技術，連續油管技術鋼絲繩連續抽油桿，玻璃鋼抽油桿，試壓裝置(包括油、套管試壓裝置，氣舉壓管柱試壓)及螺桿鉆具試驗、使用、失效分析技術，井下工具的推廣應用等技術。為此，針對中國石油天然氣總公司“九五”科技發展規劃，組織約稿、共196篇。為我國石油鉆井工程、油氣田開發所包括的控水穩油、三次采油等完井技術、舉升技術、修井作業技術、大修側鉆，機械采油系統，堵水調剖等技術的重點推廣與交流起到了積極的促進作用，為我國的鉆井、采油技術執“八五”到“九五”上新臺階做出了貢獻。
回顧過去，著眼未來。我們雖然走過了30a的歷史，但我們還有許多不足之處。對科研項目追蹤報道的力度還不夠，還應繼續、增加信息量，縮短報道周期。新形勢、新機遇、新經濟，對我們提出了更嚴、更高的辦刊要求，面臨著嚴峻的挑戰。
3面向新世紀抓住機遇迎接挑戰
30a來，在主辦單位的大力支持下，經過幾代編輯人員的共同努力和辛勤工作，不斷提高刊物質量，才有了今天的成績。然而，隨著我國加入WTO的臨近、互聯網絡的運行和知識經濟的出現，我們作為新一代的編輯人員將肩負著時代給予的重任，作為石油工業經濟基礎的科技期刊將會受到直接的影響，如何迎接這種挑戰，是我們值得深思的問題。
1)辦刊以來，本刊成立了編委會，建立通訊員、作者、讀者網絡體系。編委會委員是本行業的學術帶頭人，具有代表性和權威性。他們經常會為期刊出謀劃策。今后還需進一步加強與編委們的聯系，及時向編委們匯報或通報本刊工作的進展情況。并建立老、中、青相結合的具有學術權威性的編委會。
2)科技期刊編輯出版過程既是一種業務活動，又是一種社會活動。公共關系能使編輯部與外界環境起到良好的溝通、組織、協調作用。這就是通訊員的橋梁作用，是編輯部不可缺少的支撐。通過發揮通訊員的作用，真正做到提高期刊質量的雙重效益．
3)學術期刊審稿是編輯出版工作的中心環節，是保證刊物學術質量的關鍵措施。專家審稿人是本刊論文質量和學術水平的把關人。是論文科學性刨新性、實用性的推薦人。為了真正做到客觀、公正必須充分做到稿件外審。經過多年來的運行，隨著新老編委的交替，多學科、多專業的交叉，對于審稿人隊伍還需不斷地擴大和壯大。對于來稿不論是組稿還是自由來稿，應抓緊時間初審或及時送審。有作者來信，要求我們縮短審稿時間，這—點今后一定能做到，并希望多給我們反饋意見。
4)與兄弟刊物建立友好的關系向他們虛心學習，取長補短，多交流辦刊經驗。同時，還應多參加行業會議、多聽取新經驗、吸收外界新信息、拓展辦刊思路，不斷提高刊物的質量。積極與國際接軌，為刨精品刊物奠定良好的基礎。
4強化內部管理提高自身素質
期刊的質量就是期刊的生命。要辦好高質量的期刊，就應具有高素質的辦刊人員。也就是說，質量的好壞是衡量編輯人員水平的高低。
1)必須將刊物作為自己的產品來愛護，對刊物負責。對產品負責、使刊物不但刨社會效益，而且要創經濟效益。這就對主編提出了更高的要求。第一，依法辦刊，樹立極高的敬業精神，要有強烈的事業心和責任心，全身心地投入到辦刊當中來，要有無私奉獻的精神。第二，要有堅實的基礎知識和較寬的專業知識，熟練掌握編輯規范、編輯標準；及時了解掌握行業新技術新動向及科研項目的跟蹤；隨時適應新形勢的變化對刊物發展要有好的思路、方向、目標，確保期刊的可持續發展。真正成為刊物的設計者、組織者和執行者。
關鍵詞： 降濾失；性能；壓裂液
中圖分類號：TE357 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2014）24-0054-02
0 引言
水力壓裂過程中，壓裂車通過高壓手段把壓裂液擠入底層。然后壓裂液的液相在強大壓差的作用下會濾失在地層當中，長此以往下去壓裂液會大量的濾失，并且造成稠化劑的濃度升高，破膠機的濃度降低。另外，如果在液相濾失形成濾餅的過程中濾餅過厚的話，也會造成上述現象。而要想有效的解決這種現象，必須在壓裂液體系中加入降濾失劑。通過室內研究，優選羧甲基羥丙基瓜膠和鋯硼復合交聯劑，合成粘土穩定劑PDA，改性油溶性降濾失劑，組成防膨降濾失壓裂液的基本體系。下面對該壓裂液的降濾失性能進行研究。
1 壓裂液濾失性的影響因素
壓裂液液相濾失量的高低和是否在壓裂液體系中加入降濾失劑有著直接的關系。如果加入降濾失劑可以有效的降低液相的濾失量，如此不僅可以使壓裂液的利用價值最大化，用最小的量發揮最大的價值，還能夠使稠化劑的濃度得到合理控制，有效的降低成本，同時還能夠增強破膠、返排效果，降低殘渣含量，有效的保護油氣層不受傷害。并且在壓裂液體系中加入降濾失劑，還能夠使裂縫的導流能力得到增強，有效改善壓裂措施效果。
動濾失、瞬時濾失和靜濾失是壓裂液濾失的三種主要類型。通常我們說的加入降濾失劑降低壓裂液的濾失量就是通過降低壓裂液的瞬時濾失和濾失系統實現的。其中影響瞬時濾失的主要因素是壓裂液的基液粘度、地層溫度等，而濾失量的關鍵因素就是濾失系統，需重點研究。
2 油溶性降濾失劑的制備與評價
2.1 實驗試劑及儀器
2.2 油溶性樹脂的改性
通過選用磺化瀝青對油溶性樹脂進行改性，提高整體性能。
首先高溫熔融磺化瀝青和油溶性樹脂，要求其具有不同的軟化點，然后進行多組室內平行實驗，通過優化兩者之間的配比，研制出一種新型抗溫性油溶性樹脂降濾失劑。
2.3 降濾失劑油溶性評價
為了實驗降濾失劑是否溶于原油，是否影響油井的產量，是否影響滲透率的恢復，我們為此進行了以下實驗。
首先應該準備100ml脫脂煤油，并加入2.0g油溶性降濾失劑。
然后準備4組實驗樣品，使之充分的溶解，并分別把其放入不同的恒溫箱內24小時，要求這些恒溫箱處于60℃、80℃、100℃、120℃不同的條件。
最后按照規范步驟稱取油不容物的含量，并且計算油溶率，評價油溶性。實驗結果見表3。
分析上述實驗結果不難發現，溫度對降濾失劑的油溶性有著一定的影響，降濾失劑的油溶率會隨著溫度的升高而不斷的加大，降低油不溶物殘渣的含量。這說明了在脫脂煤油中新型的降濾失劑的溶解度是很高的，固體質量會很快減少。
所以，該降濾失劑能夠溶于原油，不會影響油井的產量，也不會對地層造成傷害。
2.4 降濾失劑軟化點的測定
評價降濾失劑的耐溫性能可以通過降濾失劑軟化點的測定來實現。在實際的施工中，要想使油溶性降濾失劑真正的發揮作用，必須使其略高于地層溫度。
實驗時，首先把適量的油溶性濾失劑顆粒加入到200ml丙三醇溶液中，然后把其放到電爐上進行緩慢加熱，最后觀察并記錄隨著溫度的升高降濾失劑的變化情況。實驗結果見表4。
分析上述實驗結果可以發現，油溶性降濾失劑是在溫度升到110℃時開始軟化、變稀的，所以該降濾失劑的軟化點是110℃，此時抗溫性能最好。
2.5 降濾失劑的分散性能評價
由于油溶性降濾失劑具有溶解性，很容易與壓裂液出現分層，如此不僅影響降濾失效果，也影響壓裂施工效果。但是如果在壓裂液中加入適當的分散劑就能很好解決掉這個問題。為了評價降濾失劑的分散性能進行了以下實驗，配置兩組稠化劑為天然瓜膠的降濾失壓裂液，一組加入適當的分散劑，并使之充分溶解，另一組不做處理，然后觀察并記錄兩組溶液的分層情況。實驗結果如表5所示。
分析上述實驗結果可以知道，分散劑對提高油溶性降濾失劑在壓裂液中的穩定性有著重要的影響，能夠有效的提高其整體性能。
2.6 降濾失劑濾失暫堵模擬實驗
通過降濾失劑濾失暫堵模擬實驗可以評價油溶性降濾失劑的濾失暫堵性能。選取4組天然巖心，使用巖心流動壓力儀，在室溫條件下進行實驗。采取反向煤油驅替，測定相對滲透率Ko1；正向2%KCl溶液水驅，測得相對滲透率Kw1。將天然巖心浸泡在5%油溶性降濾失劑中，置于恒溫箱內在60℃下進行養護。數小時后取出巖心，正向2%KCl溶液水驅，測得相對滲透率Kw2；反向煤油驅替，測定相對滲透率Ko2。根據Kw1、Kw2，計算降濾失劑濾失暫堵率ηw；評價油溶性降濾失劑的濾失暫堵性能。根據Ko1、Ko2，計算巖心滲透率恢復值ηo，評價降濾失劑的解堵性能。如表6所示。
分析上述實驗結果可以知道，油溶性降濾失劑具有明顯的親油憎水特征，不僅可以有效的堵水，還由于其能夠遇油解堵，最大限度的恢復巖心滲透率，真正的實現了其屏蔽暫堵的作用，并且不會對油氣儲層造成傷害。
3 總結
①通過選用磺化瀝青對油溶性樹脂進行改性，首先高溫熔融磺化瀝青和油溶性樹脂，然后優化兩者之間的關系，研制出了一種新型的抗溫型油溶性降濾失劑。
②通過室內研究發現，溫度對降濾失劑的油溶性有著一定的影響，降濾失劑的油溶率會隨著溫度的升高而不斷的加大，降低油不溶物殘渣的含量。另外，分散劑對提高油溶性降濾失劑在壓裂液中的穩定性有著重要的影響，能夠有效提高其整體性能。
③油溶性降濾失劑有很強的濾失暫堵性能，從濾失暫堵模擬實驗中得出，油溶性降濾失劑具有明顯的親油憎水特征，能夠最大程度的恢復滲透率。
參考文獻：
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[3]張學鋒，毆天雄，趙延平.暫堵酸化工藝技術實驗研究及應用[J].大慶石油地質與開發，2000-02-09.
【關鍵詞】思想政治理論課；實踐教學；現有資源
思想政治理論課的教學手段主要有課堂理論性講授和實踐教學兩種形式。實踐教學是思想政治理論課教學體系的重要組成部分。重視教學的實踐性，在實踐中培養學生的實踐能力，是高職專業課教學“一線化”的一個顯著特征，也是高職院校思想政治理論課應該遵循的一個重要教學原則。下面結合實際談談我院在實踐課教學中存在的問題和改進措施。
1.我院思想政治理論課實踐課教學中存在的問題
在思想政治理論課教學中，我們對實踐課教學進行了有益的探索，但由于學院成立較晚，經驗欠缺等諸多因素的影響，還存在著一些問題。
1.1對思想政治課實踐教學的必要性認識不夠
部分教師教學基本沿襲應試教育的模式，局限于課堂教學的“灌輸”形式，不注重理論和實踐的結合，影響了思想政治理論課的教學效果。思想政治課的實踐教學有著理論教學所無法替代的作用，富有實效性的思想政治理論課教學應該是嚴謹的課堂理論教學和生動活潑的社會實踐教學的有機統一。
1.2實踐教學組織較難、效果不理想
課內教學實踐活動主要是在課堂講授的基礎上，采取課堂討論、演講、案例分析等形式。但由于班級人數多、課時量少、師資力量及教學設施不足的影響，組織實踐活動具有一定的難度，即使組織也難以達到應有的教學效果。
課外教學實踐活動是課堂教學的延續，學生通過參與課外教學實踐活動，可以很好地體驗到知與行的統一。以社會為課堂的思想政治理論課實踐教學，涉及校內、校外各個方面，僅靠任課教師組織安排難度很大。要使每一個學生都能走出校門、走進社會，進行社會實踐，在現有的教學模式下很難實現。
1.3實踐教學相應的教學實踐基地較少
思想政治理論課實踐教學是在教師的指導下有目的、有計劃地開展與社會交往的各種實踐活動，建立思想政治理論課的實踐教學基地，為實踐教學提供必要的，相應的活動平臺有著重大的意義，實踐教學只能在社會這個廣闊的大課堂里進行。目前我們學院已將遼河油田科技館和院內實習實訓基地做為教學實踐基地。
1.4實踐教學考核評價體系不完備
思想政治理論課實踐教學的考核評價應當注重全面性和系統性。對實踐教學效果的評價應該是多元的、全方位的，而不能是單方面的。過去我們考核評價的主要的、甚至是唯一的依據就是學生提交的論文和假期社會調查報告。學生提交的調查報告，只有少數學生能真正做到調查研究，而更多的學生只是從網上下載現成的論文。
2.加強我院思想政治理論課實踐教學環節的措施
2.1充分認識社會實踐在思想政治理論課教學中的地位與作用，加大對實踐教學的投入
思想政治理論課的實踐教學既是課程的內在要求，也是提高學生能力的必由之路。現在學院黨委和相關部門非常重視實踐教學，已將實踐教學納入了思想政治理論課教學計劃之中，提供了專項經費，規定了學時，教務處、學生處、團委共同參與，為思想政治理論課實踐教學的順利開展提供了物質和組織保障。
2.2繼續創建以課堂教學為主的模擬實踐教學模式，努力實現課堂教學實踐化
由于我院建校時間短，社會實踐教學體系不健全、不可能在短時間內得到較大的改觀，這就決定了思想政治理論課實踐教學活動還必須以課堂教學為主要途徑。通過課堂教學實踐化的方式，改變傳統教學模式的弊端，滲透實踐教學的精髓和方法，努力實現實踐教學的目標。
課堂教學中主要采用討論式、案例式和模擬式等實踐教學方法，使思想政治理論課更貼近學生思想、貼近社會現實，努力提高教學效果。利用多媒體教學播放與教學內容相關的錄像，激發學生對思想政治理論課的學習興趣，最終完成思想政治理論課的教學內容和教育目的。同時還結合教學內容通過一事一議、時事講評、知識競賽等活動，以增強思想政治課教學的趣味性和時效性。
2.3拓寬實踐教學，加強實踐教學基地建設
要使思想政治理論課實踐教學規范化、制度化，必須建立與思想政治理論課的性質及特點相符合、與本地教育資源相聯系的實踐教學基地。作為石油院校，我們培養的學生畢業后多數留在油田工作，石油人的職業特點決定其必須具備艱苦奮斗、吃苦耐勞、紀律嚴明等精神。為了培養學生石油人的精神，我們把遼河油田科技館作為社會實踐教學基地。遼河油田科技館是“遼寧省愛國主義教育示范基地”，也是“集團公司企業精神教育基地”。它是展示遼河油田依靠科技進步、不斷發展壯大的綜合性展館。在這里學生可以了解遼河人30多年的艱苦創業史、發展史，了解勘探、開發、鉆采工藝、地面建設等先進科學技術與實力，了解遼河人為祖國無私奉獻的成就和榮譽。學生能在最短時間內了解了油田發展歷程、石油科技知識，同時領略到石油會戰的壯烈場景，領略到昔日的“南大荒”如何在遼河人手里變成今日石油城。
此外我們與專業課實習實訓相結合，開展了“雙基地”建設。“雙基地”，就是將專業實訓實習基地同時作為思想政治教育基地來建設。我院在校內外就有很多學生實訓實習基地，完全可以作為思想政治理論課社會實踐的教學資源。我們把校內的“井控中心”和“采集輸基地”作為社會實踐基地。“雙基地”的建立，就是要充分整合學校、社會的教育力量和教學資源，形成思想政治理論課的實踐教學的有效合力。
2.4建立了更全面、客觀的思想政治理論課和實踐課教學的考核機制
關鍵詞：微生物驅油；原油粘度；高含水
中圖分類號：TQ460.38 文獻標識碼：A
朝陽溝油田是一個典型的低滲透油田，目前面臨采出程度高，綜合含水較高的問題。為探索低滲透油田一類區塊中、高含水階段進一步提高采收率的新技術，朝陽溝油田朝50區塊進行了微生物驅油先導試驗，本論文通過監測資料對朝陽溝油田朝50區塊的微生物驅油試驗效果及微生物驅油的受效特點進行了分析評價。
2009年10月～2010年4月，完成第一周期的微生物菌液注入。2010年5月～2010年9月，為提高微生物利用率，對裂縫較發育的4口水井進行聚合物調剖。2010年10月-2011年4月完成第二周期的微生物菌液注入。2012年3月開始進行第三周期的微生物菌液注入，目前仍在進行微生物的注入。
1朝50區塊朝62-122井組分析
朝62-122井組連通圖
以朝62-122井為例進行分析：
朝62-122井在2009年4月份措施前產液剖面結果顯示出：產液層為4個，日產液2.6t，含水26.9%，主產液層為FI72層，產油量為0.6t，產水為0.3 t。次產液層為FI32層，產油量為0.5t，產水為0.1t。
在第一周期微生物注入后，2010年3月份的產液剖面結果顯示出：產液層為4個，日產液2.7t，含水為18.5%，日產油上升、含水下降。產液層FI52及FII1層增油效果明顯。從連通圖上我們可以看出，與FII1層連通的水井為朝61-楊123井，井距210米。
在第二周期微生物注入后，2011年4月份的產液剖面結果顯示出：產液層為4個，日產液為3.9t，含水30.8%。日產油量上升，含水上升。主要產液層改變， FI32及FII72層增油效果明顯。從連通圖上我們可以看出，與FI32、FI72層連通的水井為朝64-120、朝64-122井，井距分別為300米、420米。
通過對比分析朝62-122井不同測試時期的三次產液剖面資料，我們得到：不同井距條件下的油層受效狀況有所差異。隨著微生物的注入，距離近的連通層先受效，隨著注入時間的推移，遠距離的連通層才會受效。主力油層雖然動用程度高，含水高，但由于地質儲量大，剩余油仍比較多，并且連通關系好，所以微生物主要作用于Ⅰ類、二類油層。
2 朝62-122相連通的水井分析
2.1朝61-楊123測試資料分析
朝61-楊123井聚合物調剖和微生物注入措施前后吸水剖面測試資料，資料上都明顯反映出措施后兩口井吸水厚度比例均有所提高，單井層內吸水狀況變化明顯。分析原因為：在一個厚油層的內部，巖性仍存在變化，通過微生物解堵，厚油層內部巖性相對較差的地層及薄層均能得到改善。
2.2朝64-122測試資料分析
微生物措施前，通過水井朝64-122在2010年9月份吸水剖面測試結果看出該井只有一類油層FI32吸水，二、三類儲層不吸水，動用效果差。2011年5月份吸水剖面測試結果可以看出增加了一個吸水層位FI51層，二類油層得到動用，微生物的注入改善了油層流動系數，進而改善油層的吸水能力，使吸水層數增加。結合聚合物調剖，微生物菌液繼續注入，2011年9月份吸水剖面測試結果可以看出又增加了一個吸水層位FII21層，進一步動用二類油層，驅油效果顯著。2012年3月份吸水剖面測試結果可以看出各吸水能力均衡，改善各層層間矛盾。
3 油水井壓力分析
測試前后對比發現，見下表，水井加注微生物營養液，地層條件得到了改善，因此該井探測范圍變大，曲線形態發生了變化。微生物驅油措施見效。
朝61-楊123措施前后試井解釋結果
朝61-楊123 探測半徑（m） 流動系數（um^2.m/mpa.s）
措施前 199.5 0.071846
措施后 256.5 0.102061
實驗區壓力統計表中，我們可以分析得到：目前地層壓力8.57MPa，與試驗前對比上升0.25MPa，注采壓差11.45MPa，與試驗前對比下降0.74MPa，所以地層壓力地層壓力略有上升。微生物驅油措施見效。
結語
微生物驅油驅油受不同井距影響，近距離的連通層先受效，隨著注入時間的推移，遠距離的連通層逐漸受效。
微生物驅油可以有效的動用各類油層，一類油層顯著，二類油層得到改善。
微生物驅油實驗區的地層壓力略有上升，壓力恢復曲線表明地層條件得到改善，驅油措施見效。
參考文獻
[1] 張毅，汪廬山，馬洪興.采油工程技術新進展[M].北京：中國石化出版社.2005.
關鍵詞：長白坳陷 長白組 氮氣鉆井 火成巖 空氣錘 機械鉆速
一、前言
臨參1井構造位置位于鴨綠江盆地長白坳陷，地理位置為吉林省長白縣新房子鎮北崗參場東北。該地區春季干旱多風、晝夜溫差大；夏季短，溫熱多雨；秋季涼爽、溫差大、多睛朗天氣；災害性地理地質現象時常發生，夏季多發生泥石流等；冬季漫長、干燥寒冷；本井位于人工林覆蓋區的旱田內，公路欠發達，交通不便，可施工時間為4月中旬～10月。該井設計目的層埋藏深，巖性致密，非均質性極強，研磨性強，可鉆性差并伴有裂隙，鉆進時鉆時慢，易發生地層漏失，鉆井施工難度大。
該井設計井深4500m，于2012年10月9日開鉆，當年僅鉆進尺164m就因大雪封山而停鉆，2013年4月初開始恢復鉆進，截至7月，完成了二開鉆進任務（2282m），7月16日，開始三開鉆進，截至9月18日，鉆進井深2770m，鉆井周期64天、進尺488m、機械鉆速1.39 m/h；為提高該井的鉆井速度，在進行可行性分析的基礎上，提出了采用氮氣鉆井施工方案，實施后，截至11月5日，在大雪封山前，完成了三開鉆進任務，鉆進井段2770～4021m、鉆井周期42天、進尺1251 m、平均機械鉆速3.14m/h，實施氮氣鉆井，見到較好效果。
二、臨參1井氮氣鉆井可行性分析
由于氮氣鉆井技術受到井壁穩定、地層油、氣、水和鹽膏層等諸多條件的限制，同時該井為參數井，地質資料不詳，給氮氣鉆井帶來諸多不確定因素。本井三開下部井段通過對已取得的物探地震資料和上部常規鉆井資料進行了綜合分析和判斷：
1.井壁穩定
上部已鉆開的侏羅系長白組巖性為角礫巖和凝灰巖互層，巖性硬度大、致密，機械鉆速慢，所鉆巖性與地震資料分析相近，在常規鉆進中井壁穩定性良好，未出現坍塌和掉塊等情況；下部擬采用氮氣鉆井層位主要為長白組和三疊系小河口組，巖性為灰巖及石英巖，出現坍塌和掉塊等情況的可能性較小，適合采用氮氣鉆井技術。
2.地層出水
地層是否出水是氮氣鉆井能否成功的重要因素之一。分析上部施工數據，該井從800m開始就出現火成巖凝灰巖地層；二開井段341～2282m，地層不含水層；三開2282～2770m鉆進時未見水層，預測三開2770以下地層出水可能性小，可以進行氮氣鉆井施工，同時準備了霧化鉆井和液相鉆井兩套替代鉆井技術方案。
3.天然氣
所鉆層位預測天然氣產層，氮氣鉆井設計中，設置了保障安全鉆進鉆遇天然氣為5×104/d的高限值，吉林油田給出了2×104/d即可轉換為液相鉆井的底線，為氮氣鉆井鉆遇天然氣提供了更加安全的保障。
三、臨參1井氮氣鉆井技術的現場應用
該井為該地區首口參數井，不確定因素較多，為應對可能產生的風險，制定了相關的技術措施：
1.井控措施
如鉆遇天然氣，井筒內天然氣聚集，易發生井下燃爆，造成斷鉆具、卡鉆和井裂等事故，特別是天然氣中若伴有H2S氣體，處置不當將會造成嚴重后果。因此，該井設計循環介質為全氮氣鉆進，在此基礎上井口采用全套防噴器組合加XK25-17.5/35高壓旋轉控制頭（額定動密封壓力為17.5Mpa、靜密封壓力為35Mpa）組合，在鉆柱組合上，增加雙套強制式止回閥，同時在地面儲備了井筒容積1.5倍的鉆井液保障隨時可進行壓井作業。
2.軌跡控制
由于地質的不確定性，在氣體鉆井條件下，沒有鉆井液的壓持作用，井底巖石處于拉伸狀態，地層各向異性突出，巖石應力差異大，井底巖石不再是三向壓應力狀態，局部轉變為拉應力狀態，在有利于巖石的破碎、提高機械鉆速的同時，井眼軸線更容易向局部拉應力集中的方向發展，從而更容易導致井斜[1]。同時，當鉆進時地層少量出水，地層水會導致巖屑粘結成團，部分離開鉆頭的巖屑團會因為重力和鉆柱旋轉、壓實作用而留在下井壁，另一部分巖屑團可能會粘附于鉆柱上，形成增加下部鉆具組合外徑的作用；當地層出水量很小，鉆頭已經安全鉆過出水地層時，不斷滲出的地層水會繼續“發揮作用”，在原下部鉆具與井壁支撐點與鉆頭之間形成足以影響鉆頭側向力發生明顯改變的巖屑團[2]。
在目前國內還沒有氣體測量儀器的情況下，空氣錘鉆井技術是目前公認最為有效的防斜打快技術之一[3]。所以本井采用了空氣錘鉆井+每鉆進200m采用有線隨鉆儀器進行測斜的方式來實現對井眼軌跡的控制。
在鉆具組合上，采用了防斜性能較好的塔式鉆具組合，即：φ215.9mm空氣錘（牙輪鉆頭）+φ168mm強制式止回閥2個+φ178mm鉆鋌3根+φ165mm鉆鋌3根+φ127mm加重鉆桿5柱+φ127mm鉆桿+φ165mm強制式止回閥1個+ φ165mm下旋塞。
3.扭矩及磨阻
氣體鉆井由于井筒內無鉆井液作為緩沖和劑，鉆具和井眼、技術套管之間形成干摩擦（氣體鉆井時套管內的摩擦系數在0.45～0.55，裸眼段的摩擦系數在0.55～0.65；常規鉆井液鉆井的摩擦系數為0.20～0.35[4]），因此其摩阻相對常規鉆井要大很多，氣體鉆井隨著所鉆新地層的增加，扭矩與磨阻將逐步增大。長城鉆探之前施工的查深1井最終結束氣體鉆井的原因就是由于扭矩過大導致鉆井難以繼續進行而終止。
該井中設計采用不帶扶正器的光鉆鋌塔式鉆具組合，每鉆進一個立柱，停鉆大排量循環10分鐘以上并配合上提下放活動鉆柱，保障井筒清潔，降低扭矩和磨阻。若扭矩和磨阻不斷增大，超過正常值30%時，及時停鉆充分循環，并進行短起下鉆來減少和消除非正常產生的扭矩和磨阻。
4.鉆井參數設計及工藝流程
按照環空最低返速進行設計，即最小動能法進行計算。最小氮氣注氣量是80 m3/min，因此設計該井氮氣鉆井氣量為80～120 m3/min。其鉆井參數設計見表1
氮氣鉆井參數
表1
鉆頭類型 鉆頭尺寸
mm 噴嘴面積
mm2 氣排量
m3/min 泵壓
Mpa 鉆壓
kn 轉速
r/min
牙輪 215.9 不裝噴嘴 80～120 1.5～2 50 70
空氣錘 215.9 80～120 2～2.5 30 35
工藝流程如下圖所示：
圖1 臨參1井氮氣鉆井工藝流程
四、氮氣鉆井施工及效果
1.氮氣鉆井施工
1.1氣舉
氮氣鉆井準備完成后，下入鉆具至預定的井深，開始進行分段氣舉，每400m氣舉一次，氣舉氮氣排量為60m3/min，通過節流管匯及回收管線將井內鉆井液排放到1#泥漿罐，氣舉過程中最大立管壓力為8.5Mpa。
1.2干燥井眼
氣舉排液完成后，打開半封閘板防噴器，通過旋轉控制頭密封井口，氣體通過排砂管線返出繼續循環干燥井眼，直至排砂管線返出干灰為止。在干燥井眼過程中，上下活動鉆具，并配合轉盤慢慢旋轉，干燥井眼時氣體排量為80～120m3/min。該井在干燥井眼的過程中，應用120m3氮氣進行干燥井眼作業28h，但未見粉塵，分析井下有出水點。試鉆進11m，進行了大排量循環等措施，井口仍不見干燥粉塵。起鉆檢查，發現第10～18柱鉆桿下臺肩粘附濕泥餅，對粘附濕泥餅的PH值進行監測，PH值為10～11，與原鉆井液PH值相同，由此判斷是前期裸眼段2282～2770m井段井漏后反排出的鉆井液，并不是由于地層出水造成的，因此決定下鉆繼續氮氣鉆進作業。
1.3氮氣鉆井施工
臨參1井在三開2282～2770m采用常規鉆井液進行鉆進，進尺488m，純鉆時間351.1h，平均機械鉆速1.39m/h。2770～4021m井段采用氮氣鉆井技術進行鉆進，累計進尺1251m，純鉆時間358.42h，平均機械鉆速3.14m/h。氮氣鉆井共下入牙輪鉆頭7只、空氣錘3只。其中牙輪進尺892.38m，純鉆時間為315.82h，平均機械鉆速為2.83m/h；空氣錘進尺358.62m，純鉆時間為82.6h，平均機械鉆速為4.34m/h。機械鉆速對比如圖2所示：
圖2 臨參1井三開機械鉆速對比
阿特拉斯QL80型空氣錘鉆進主要參數如表1所示：
表1 QL80空氣錘主要參數表
名稱及描述 常規使用范圍 最大 單位
錘體上扣扭矩（大扣） 10 13 13 KN.m
錘體4-1/2 API REG 16 22 22 KN.m
沖擊器頻率 無 無 1400 spm
轉速 20 30 90 Rpm
鉆壓 1 2 6 T
空氣排量 70 80 140 m3/min
最大抗拉 48 T
最大抗溫 150 ℃
油使用 1 3 無 L/h
三只空氣錘使用效果：第一只空氣錘進尺為351.48m，純鉆時間為77.26h，平均機械鉆速為4.55m/h，該只空氣錘起出后，地面測試錘體正常，錘頭磨損嚴重，錘頭主齒24個，掉18個，底部崩掉一塊，長7cm，寬5cm，厚1cm，如圖3所示。第二只空氣錘下井后，由于井底不干凈，鉆進6.94m，發現鉆時明顯變慢起出，牙齒掉16個，保徑齒全掉，且磨損嚴重，如圖4所示。由于前兩只空氣錘錘頭損壞，且備用錘頭不足，第三只空氣錘選用國產錘頭、阿特拉斯錘體，該空氣錘下井后，空氣錘不能正常工作，起出檢查，發現空氣錘上部氣缸被止回閥碎片損壞。
1.4施工效果
通過應用氮氣鉆井，機械鉆速得到了較大提高，與上部鉆井液所鉆井段2282～2770m井段平均機械鉆速1.39 m/h相比，氮氣+牙輪鉆頭的機械鉆速是常規鉆井的2.03倍，氮氣+空氣錘的機械鉆速是常規鉆井的3.12倍。整體鉆井周期與常規鉆井周期相比，預計鉆井周期可縮短60天以上，提速效果較為明顯。
使用空氣錘氮氣鉆進，井斜從3160m的5.6°降至3437m的3.7°，空氣錘鉆井技術的防斜打直優勢在本井得到了較好體現。
五、結論和建議
1.臨參1井在長白組火成巖井段進行的氮氣鉆井試驗，是國內首次在火成巖中進行的氮氣鉆井，鉆井提速效果較好，為火成巖氮氣鉆井積累了經驗。
2.氣體鉆井中，空氣錘匹配塔式鉆具組合保直效果較好，體現了空氣錘在鉆井中的防斜打直、打快的優勢。
3.在火成巖等高研磨地層中進行氮氣鉆井，應進行空氣錘的優選以提高機械鉆速。
4.上部井段發生井漏，對氣體干燥井眼影響較大，氣體鉆井應盡量選擇在鉆穿水泥塞后實施。
5.空氣錘使用對井底清潔要求較高，井底不清潔時要慎用。
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6.在火成巖中進行氣體鉆井時，氣體攜帶的巖屑顆粒對井口及地面設備、管線拐彎處沖蝕嚴重，應采用專用管線并定時更換。
參考文獻：
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論文摘要：腐蝕是現代工業中一種重要的破壞因素，是三大失效形式之一，在目前的油田生產過程中，腐蝕所造成的損失也十分巨大。油田開采過程中存在的腐蝕有很多種，其中CO2腐蝕是世界石油工業中一種常見的腐蝕類型，也是困擾油氣工業發展的一個極為突出的問題。本文針對油氣井鉆采過程中的CO2腐蝕問題及其相應井下防腐工藝和措施展開深入的調研和分析，分析了CO2在不同環境條件下對油氣井管柱的腐蝕機理，進行了CO2腐蝕的影響因素和影響規律的討論。
二氧化碳（CO2）常作為天然氣或石油伴生氣的組分存在于油氣中。CO2溶入水后對鋼鐵及水泥環都有極強的腐蝕性。在井下適宜的濕度及壓力環境條件下，CO2會對水泥和油套管產生嚴重的腐蝕，使得管道和設備發生早期腐蝕失效，甚至造成生產油、套管的腐蝕斷裂。從而縮短油氣井的生產壽命，造成巨大的經濟損失。
本文針對油氣井鉆采過程中的CO2腐蝕問題展開深入的調研和分析，分析了不同環境條件下對油氣井管柱的腐蝕機理，進行了CO2腐蝕的影響因素和影響規律的討論。
1 油氣井井下油套管
1.1 CO2基本特性
二氧化碳是無色、無臭的氣體，分子式為CO2，分子量為44，比重約為空氣的1.5倍。二氧化碳在不同溫度和壓力條件下分別以氣、液、固三種狀態存在。當溫度高于臨界溫度（31.1℃）時，純CO2為氣相；當溫度與壓力低于臨界溫度與臨界壓力（7.383MPa）時，CO2為液相或汽相；當溫度低于-56.6℃、壓力低于0.535MPa時，CO2呈現固態，固體二氧化碳也叫干冰，其密度可達1512.4kg/m3，隨著外界溫度的升高，固態（干冰）又升華轉變為汽相。
二氧化碳的化學性質不活潑，既不可燃，也不助燃。二氧化碳可在水中溶解，其水溶液顯弱酸性，可使石蕊試紙變紅。由此可知，二氧化碳在水中有一部分變為碳酸。碳酸可以看作二氧化碳的一水化合物，或直接寫成H2CO3。碳酸在水中可離解為離子：
H2CO3 H+ + HCO3-
HCO3- H+ + CO32-
二氧化碳的臨界狀態是純物質的一種特殊狀態，在臨界狀態時，氣相和液相的性質非常接近，兩相之間不存在分界面。臨界點的參數叫做臨界常數，包括臨界溫度、臨界壓力、臨界體積等。其臨界溫度和臨界壓力為氣液兩相共存的最高溫度和壓力。在臨界溫度以上，不管施加多大壓力，都不能使氣體液化[2]。
1.2 金屬腐蝕機理
1.2.1 化學腐蝕
化學腐蝕是指金屬表面與非電解質直接發生化學作用而引起的破壞。其反應歷程的特點是在一定的條件下，金屬表面的原子與非電解質中的氧化劑直接發生氧化還原反應，形成腐蝕產物。腐蝕過程中，電子的傳遞是在金屬與氧化劑之間直接進行的，因而沒有電流產生。
1.2.2 電化學腐蝕
電化學腐蝕是指金屬表面與離子導電的介質發生電化學作用而產生的破壞。任何以電化學機理進行的腐蝕反應至少包含一個陽極反應和一個陰極反應，并以流過金屬內部的電子流和介質中的離子流形成回路。陽極反應是金屬離子從金屬轉移到介質中并放出電子，即陽極氧化過程；陰極反應是介質中的氧化劑組分吸收來自陽極的電子的還原過程，例如，碳鋼在酸溶液中腐蝕時，在陽極區鐵被氧化為Fe2+離子，所放出的電子由陽極鐵（Fe）流至鋼中的陰極（Fe3C）上，被擴散離子吸收而還原成氫氣。
1.3 金屬腐蝕形態
1.3.1 均勻腐蝕
腐蝕分布在整個或大部分金屬表面上（包括較均勻的和不均勻的）。在全面腐蝕過程中，進行金屬陽極溶解反應和物質還原反應的區域都很小（甚至是超顯微的），陰陽極區域的位置不固定，在腐蝕過程中隨機變化，結果使腐蝕分布非常均勻，危害也相對小些。
1.3.2 局部腐蝕
金屬表面只有一部分遭受腐蝕而其它部分基本上不腐蝕的稱為局部腐蝕。局部腐蝕又可分為：點蝕，縫隙腐蝕，晶間腐蝕，絲狀腐蝕，電偶腐蝕，選擇性腐蝕，磨耗腐蝕，應力腐蝕，氫損傷[3]。
1.4 CO2對油套管腐蝕破壞形態
CO2對鋼鐵設備的腐蝕的形態可分為全面腐蝕（也稱均勻腐蝕）和局部腐蝕兩大類。形成全面腐蝕時，金屬的全部或大部分表面積上均勻地受到破壞。形成局部腐蝕時，鋼鐵表面某些局部發生嚴重的腐蝕而其它部分沒有腐蝕或只發生輕微的腐蝕。點蝕屬局部腐蝕，點蝕出現凹孔并且四周光滑；臺地侵蝕屬均勻腐蝕，會出現較大面積的凹臺，底部平整，周邊垂直凹底；但在流動條件下，流動會誘使臺地侵蝕出現局部腐蝕形成凹溝，形狀呈平行于物流方向的刀線槽溝[4]。
a 內壁
b 外壁
圖2-1 華北油田餾58井N80油管使用18個月后的腐蝕形貌
圖2-2 CO2對四通的局部腐蝕
以華北油田餾58井的N-80油管為例，該井油管使用18個月后的腐蝕形貌如圖2-1所示。整個油管腐蝕得千窗百孔，形同篩網。從內側表面可明顯看出有平行于油流方向的槽溝和凹孔，充分表明了存在嚴重的流動誘使局部腐蝕和點蝕的現象，說明了油管在發生全面腐蝕的同時，又產生了嚴重的局部腐蝕。此外，該井四通及閥門等在生產過程中接觸CO2介質的工作部件，表面上存在大量的凹孔或凹臺，表明了也存在點蝕和臺地侵蝕的現象（如圖2-2）。
1.5 CO2腐蝕機理
干燥的CO2氣體本身是沒有腐蝕性的。CO2較易溶解在水中，而在碳氫化合物（如原油）中的溶解度則更高，氣體CO2與碳氫化合物的體積比可達3比1。當CO2溶解在水中時，會促進鋼鐵發生電化學腐蝕。并在不同的溫度等條件下產生不同形式的腐蝕破壞。因此，根據腐蝕破壞形態，可以提出不同的腐蝕機理[4]。
下面以碳鋼和含鉻鋼的CO2腐蝕為例來進一步闡述鋼鐵在CO2介質中發生腐蝕的基本原理。前述分析說明，從大體上來說，CO2腐蝕可以分為全面腐蝕和局部腐蝕兩大類，且隨著溫度、金屬材質等不同有不同的腐蝕形態。根據金屬表面產生的腐蝕破壞形態，可以按介質溫度范圍將腐蝕分為三類（如圖2-3、2-4、2-5）。
圖2-5 高溫時碳鋼和含鉻鋼腐蝕類型（類型3）
在溫度較低時，主要發生金屬的活性溶解，為全面腐蝕，而對于含鉻鋼可以形成腐蝕產物膜（圖2-4）。在中溫區，兩種金屬由于腐蝕產物在金屬表面的不均勻分布，主要發生局部腐蝕，如點蝕等（圖2-5）。在高溫時，無論碳鋼還是含鉻鋼，腐蝕產物可較好地沉積在金屬表面，從而抑制金屬的腐蝕。
在沒有電解質存在的條件下，CO2本身并不腐蝕金屬，這說明CO2腐蝕主要表現為電化學腐蝕，即由于天然氣中的CO2溶于水生成碳酸后引起的電化學腐蝕，CO2電化學腐蝕原理及其總體基本化學反應可描述為[4]：
CO2 + H2O + Fe FeCO3 + H2
事實上，CO2腐蝕常常表現為全面腐蝕與典型沉積物下方的局部腐蝕共存。然而，對于局部腐蝕機理的研究目前尚不夠深入和詳盡。大體上來說，在含有CO2介質中，腐蝕產物FeCO3及結垢物CaCO3或不同的生成物膜在鋼鐵表面不同區域的覆蓋度不同，不同覆蓋度的區域之間形成了具有很強自催化特性的腐蝕電偶，CO2的局部腐蝕正是這種腐蝕電偶作用的結果[4]。
1.6 油套管CO2腐蝕影響因素
CO2的腐蝕過程是一種錯綜復雜的電化學過程，影響腐蝕的因素很多，概括起來主要可劃分為環境因素和油套管材料組成兩大類。環境因素主要包括介質溫度（T）、CO2分壓（PCO2）、水介質礦化度、pH值、水溶液中Cl-、HCO3-、Ca2+、Mg2+、微量H2S和O2、細菌含量、油氣混合介質中的蠟含量、介質載荷、流速及流動狀態等。材料組成及種類因素主要包括材料中合金元素等的含量、材料表面膜等[4]。
2 油氣井井下水泥環CO2腐蝕機理
CO2對水泥石的腐蝕作用機理與水泥石水化產物的關系十分密切，CO2的腐蝕作用機理主要體現在濕相CO2滲入到水泥石中與水泥石水化產物發生不同的化學反應，產生不同的化學物質，最終導致水泥石的成分發生變化，嚴重的破壞了油井水泥石的孔隙度、滲透率、強度。為此，以下在了解和分析不同養護條件下油井水泥水化產物組成特征的基礎上，從腐蝕產物的形貌及微觀結構、主要腐蝕作用形式和腐蝕作用過程等方面深入研究分析了CO2對油井水泥產生腐蝕作用機理[6]。
2.1 油井水泥石腐蝕機理
由油井水泥石的主要水化產物的物理化學性質可以得出，CO2對水泥石的腐蝕作用方式大致可分為：淋濾作用、溶蝕作用、碳化收縮作用、高礦化度地層水的協同作用等四種主要形式[6]。
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（1） 淋濾作用：CO2溶于水后滲入油井水泥石時，可以與水化產物發生系列化學反應： CO2 + H2O H2CO3 H+ + HCO3-
Ca（OH）2 + H+ + HCO3- CaCO3 + 2H2O
CSH + H+ + HCO3- CaCO3 + SiO2（無定型）+ H2O
水泥石表面初始碳化后即生成CaCO3。碳化結果是水泥石的孔隙度降低、抗壓強度增大。隨著與富含CO2地層水的不斷作用，會持續發生下列反應：
CO2 + H2O + CaCO3 Ca（HCO3）2
Ca（HCO3） + Ca（OH）2 2CaCO3 + H2O
從CO2腐蝕水泥環實驗后的掃描電鏡圖中可以看出（見圖3-1），油井水泥石的孔隙度和滲透性增大，水泥石的致密性明顯降低，導致抗壓強度降低。
（2） 溶蝕作用：當Ca（OH）2被消耗完之后，CO2又與CSH反應生成非膠結性的無定形SiO2，破壞水泥石的整體膠結狀態，水泥石被CO2溶蝕后溶蝕孔隨處可見（見圖3-2），并造成水泥石體系pH值降低，為腐蝕性氣體繼續滲入水泥環提供了便利條件，造成水泥石的進一步腐蝕，最終導致水泥環失去對鋼套管的保護作用。
（3） 碳化收縮作用：在水化溫度低于80℃時，純水泥水化時可生成膨脹性組分鈣釩石（AFt），其反應式如下：
C3A + Ca（OH）2 + CaSO4·2H2O AFt
當CO2存在時，CO2與上述反應爭奪Ca（OH）2，抑制了AFt的生成，因而造成水泥石體積收縮，從而可能誘發環空微間隙（見圖3-3），為富含CO2的地層水打開通道，加劇了CO2對水泥石和套管的腐蝕。
圖3-1 淋濾作用對水泥石的腐蝕形貌
（4） 地層水的協同作用：高礦化度的地層水使CaCO3的溶解度增大，淋濾作用增強。地層水中含有多種腐蝕性離子，如Mg2+、SO42-和Cl-，以及腐蝕性組分H2S，這些組分的協同作用也會加劇CO2對水泥環和套管的腐蝕（如圖3-4）。
圖3-2 溶蝕作用對水泥石的腐蝕形貌
圖3-3 碳化收縮作用對水泥石的腐蝕形貌
圖3-4 協同作用對水泥石的腐蝕形貌（150℃）
由上述幾種CO2在低溫下的腐蝕作用對水泥石腐蝕的機理和腐蝕形貌可以看出，地層水中的CO2侵入水泥環并與其水化產物產生多種作用，嚴重破壞了水泥環的強度、滲透率等，對水泥環保護油管的作用產生一系列的不良影響，從而會影響油井的正常生產和使用壽命。
2.2 水泥環CO2腐蝕影響因素
CO2對水泥石的腐蝕機理主要體現在CO2與水泥石不同水化產物的化學作用上，可見水泥石所處的地質環境對于CO2腐蝕水泥石起著至關重要的作用；當然水泥本身的材料組成也不容忽視；現場施工情況對與水泥環的性能也有很大影響。因此可以得出CO2對油井水泥環腐蝕的三大影響因素，雖然CO2對水泥石的腐蝕過程是一種錯綜復雜的物理、化學過程，影響其腐蝕過程的因素很多，但是，歸納起來，影響CO2腐蝕油井水泥環的因素可以大致分為：周圍地質環境因素、施工因素和水泥材料等三大類[7]。
周圍地質環境因素主要指水泥石周圍介質的相對濕度、溫度、壓力及CO2分壓、濃度對水泥石碳化的影響。環境介質的相對濕度直接影響水泥環的潤濕狀態和抗碳化性能。在環境的相對濕度比較大的情況下，水泥石的毛細管處于相對的飽和狀態，使其氣體滲透性大大降低，水泥石的碳化速度則大大降低，但是，當周圍介質的相對濕度達到某個范圍時，水泥石的碳化速度達到最快，這個范圍值隨不同的地質條件而各不相同。
至于施工因素對水泥石的影響主要指的是固井施工時對水泥的配制、攪拌和注入等條件的影響。顯然，這些因素對油井水泥環的密實性的影響是很大的。所以，保證在固井施工時的規范操作是十分重要的。
水泥材料主要是指水泥石的品種，外加劑及外摻料的加入、現場水泥漿的配制等都對水泥石的碳化有一定的影響。因此明確這些影響因素對腐蝕產生的影響規律，對于合理制定腐蝕防護措施具有重要意義。
3 結論
本文針對油氣井油套管、水泥環CO2腐蝕機理，及腐蝕影響因素進行分析研究，所取得的主要結論如下：
（1） 根據CO2和金屬腐蝕特性，分析給出了油套管CO2腐蝕機理。機理分析表明，在電解質存在的條件下，CO2促使井下油套管發生電化學腐蝕，腐蝕主要與環境因素和油套管材料組成有關，其腐蝕破壞產生形式隨所處條件不同而不同，主要表現為全面腐蝕與典型沉積物下方的局部腐蝕，但破壞主要由局部腐蝕造成。
（2） 油氣井井下水泥石CO2腐蝕機理分析表明，CO2對水泥石的腐蝕與水泥石水化產物有關，其機理為濕相CO2滲入到水泥石中與水泥石水化產物發生不同的化學反應，產生不同的化學物質，最終導致水泥石的成分發生變化，嚴重的破壞了油井水泥石的孔隙度、滲透率、強度由于國內各油氣田的油氣組分、開采年限、腐蝕介質、地質狀況、土壤成分等都不盡相同，所以在選擇油氣管的防腐措施時，要綜合考慮各種實際情況，針對不同油氣井的實際情況，應采用最經濟最簡單的防腐技術。
參考文獻
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