Zement ist ein hydraulisches zementartiges Material, das in gewöhnlichen Zement und Ölquellenzement. Gewöhnlicher Zement, auch Bauzement genannt, ist in den ASTM-Standards aufgeführt, während Ölquellenzement in den API-Standards aufgeführt ist. Der grundlegende Unterschied zwischen Ölbohrlochzement und gewöhnlichem Zement besteht darin, dass Ölbohrlochzement eine strenge chemische und mineralische Zusammensetzung hat und keine anderen Materialien außer 3% -6% Dihydrat-Gips während der Produktion hinzugefügt werden dürfen. In diesem Abschnitt werden hauptsächlich die chemische Zusammensetzung, Qualität und Art von Ölquellenzement sowie einige Grundkenntnisse in Produktion und Anwendung vorgestellt.
1. Chemische Zusammensetzung
Die Qualität von Zement wird hauptsächlich durch seine chemische Zusammensetzung bestimmt, und fortschrittliche Analysemethoden haben den Weg geebnet, um die chemische Zusammensetzung von Zement zu erhalten. Tabelle 1.2.1 listet die wichtigsten chemischen Komponenten von HSR-Zement der Klasse G auf. Wie aus den Daten in der Tabelle ersichtlich ist, enthält Portlandzement
Die Hauptbestandteile: Trikalziumaluminat C3A (3CaO A1203) Tetrakalziumeisenaluminat C4AF (4CaO A1203 Fe203) Trikalziumsilikat C3S (3CaO SiO2); Dicalciumsilikat C2S (2CaO SiO2). Bei mikroskopischer Untersuchung jeder Phase enthalten Klinkerpartikel 4 mineralische Komponenten (Klinker macht 95 % des gesamten Zements aus):
(1) Trikalziumsilikat C3S ( 3CaO SiO2 ): Es ist ein polygonaler Kristall, der 50-60 % der Oberfläche ausmacht.
(2) Dikalziumsilikat C2S (2ca0 Sio2 ): Runde Kristalle machen -10-25 % der Oberfläche aus. Die Gesamtmenge der beiden oben genannten Calciumsilikate (Tricalcium und Dicalcium) macht 75 % aus.
(3) Tetracalcium-Ferra-Aluminat, C4AF ( 4CaO Al203 Fe203 ): Die Porenstruktur wird um die obigen zwei Silikate gebildet. (4) C3A (3CaO A1203) nadelförmiges Aluminat, das ebenfalls zur Porenstruktur gehört.
Die beiden Silikate machen 75 % der Gesamtmenge an Zement aus, und die Gesamtmenge an C4AF+C3A macht 25 % der Zementmineralien aus.
2. Ölquellenzementqualität, Klassifizierung und Anwendung
2.1 Zementqualität und -klassifizierung für Ölquellen
Da sich die Bedingungen im Bohrloch von Zementiervorgängen völlig von der Bodenumgebung von Bauprojekten unterscheiden, schreiben chinesische Standards oder API-Spezifikationen eine spezielle Einstufung und Klassifizierung nach chemischer und mineralischer Zusammensetzung vor, um sich an unterschiedliche Bohrlochtiefen und Bohrlochbedingungen anzupassen. Gegenwärtig unterteilen API-Spezifikationen und chinesische Standards Ölbohrlochzement in acht Klassen – A–H, die für unterschiedliche Bohrtiefen, Temperaturen und Drücke geeignet sind.
Das gleiche Niveau von Ölquellenzement wird unterteilt in: gewöhnlich (O) C3A<15% mittlerer Sulfatwiderstand (MSR C3A≤8%, SO2,3% hoher Sulfatwiderstand (HSR C3A≤ 8%, C4AF+2C3A24% um seine Fähigkeit zu zeigen, einem Sulfatangriff zu widerstehen.
Alle Ebenen von Ölbohrlochzement sind für unterschiedliche Bohrlochbedingungen geeignet. Es gibt nur einen gemeinsamen Typ. Die chemische Zusammensetzung und Feinheit sind ähnlich dem Typ ASTMC150 I. Es eignet sich für flache Zementierungsarbeiten ohne besondere Anforderungen. In meinem Land wird es häufiger in den Ölfeldern Daqing, Jilin und Liaoning eingesetzt. Das vorbereitete Zementaufschlämmungssystem ist auch relativ einfach, - im Allgemeinen kann Ölquellenzement der Klasse A mit Wasser vor Ort im Verhältnis gemischt werden, - manchmal kann eine kleine Menge Zusatzstoffe wie Koagulantien je nach Bedarf entsprechend hinzugefügt werden. p>
Klasse B hat eine mittlere Sulfatbeständigkeit (MSR) und eine hohe Sulfatbeständigkeit (HSR). Die chemische Zusammensetzung und Feinheit des Typs B mit mittlerer Beständigkeit sind ähnlich wie bei ASTMC150 Typ II. Der hochbeständige Typ der Klasse B ist ähnlich dem ASTMC150 Typ V. Er ist im Allgemeinen für flache Zementierungsvorgänge geeignet, die eine Sulfatbeständigkeit erfordern, und wurde in meinem Land derzeit nicht verwendet.
Klasse C, auch als frühfester Shanjing-Zement bekannt, hat drei Typen: gewöhnlicher (O) Typ, Typ mit mittlerem Sulfatwiderstand (MSR) und Typ mit hohem Sulfatwiderstand (HSR). Die chemische Zusammensetzung und Feinheit des gewöhnlichen (O) Typs Ähnlich wie ASTMC150 Typ III. Im Allgemeinen geeignet für flache Bohrlochzementierungen, die eine frühe Festigkeit und Sulfatbeständigkeit erfordern. Mit seiner geringen Dichte und hohen Festigkeit wird hochwertiger Ölbohrlochzement zum Abdichten von flachen Öl- und Gasbohrlöchern und zur Herstellung von Zementaufschlämmungen mit geringer Dichte verwendet. Beide haben große Vorteile, aber das Zhoujing meines Landes ist daran gewöhnt, Ölbohrzement der Klasse G im Formeldesign zu verwenden, was die Verwendung von Ölbohrzement der Klasse C einschränkt, und es wird in meinem Land kaum verwendet.
Klasse D, Klasse E und Klasse F sind auch als verzögerter Shanjing-Zement bekannt. Mit mittlerem Sulfatwiderstand (MSR) und hohem Sulfatwiderstand (HSR). Allgemein geeignet für Zementierarbeiten in mitteltiefen und tiefen Brunnen. Ölquellenzement der Güteklasse D wird in meinem Land in Nordchina-Ölfeldern und Zhongyuan-Ölfeldern häufig verwendet. Da es notwendig ist, den Zementklinker mit einer spezifischen Mineralzusammensetzung zu kontrollieren, um die Indexanforderungen von Shanjing-Zement der Klasse D zu erfüllen, ist der komplexe Prozess schwierig zu kontrollieren und die Kosten sind hoch. Darüber hinaus kann Ölquellenzement der D-Klasse ersetzt werden, indem dem Ölquellenzement der G-Klasse H ein Verzögerer zugesetzt wird. Das Verfahren ist relativ einfach, so dass in den letzten Jahren auch die Verwendung von Bohrlochzement der Klasse D allmählich zurückgegangen ist. „E-Grade-F-Grade-Ölbohrlochzement wurde in unserem Land nicht gemeldet. Ölbohrlochzemente der Klasse H werden Grundölbohrlochzemente mit mittlerem Sulfatwiderstand (MSR) und hohem Sulfatwiderstand (HSR) genannt. Es kann mit Beimischungen und Beimischungen gemischt werden und ist für die meisten Zementierungsarbeiten geeignet. Auch Zementschlammsysteme sind vielfältig
Ölquellenzement der Klasse G der Klasse H kann mit Materialien niedriger Dichte (Flugasche, Schwimmperlen, Bentonit usw.) kombiniert werden, um ein Zementschlammsystem niedriger Dichte zum Abdichten von leckanfälligen Niederdruckformationen herzustellen ; es kann mit Beimischungen formuliert werden, um ein Zementaufschlämmungssystem herkömmlicher Dichte zu bilden, das zum Abdichten herkömmlicher Bohrlöcher verwendet wird, und kann mit Beimischungen aus gewichteten Materialien (feines Steinpulver, Eisenerzpulver usw.) kombiniert werden, um eine hochdichte Masse zu bilden Zementschlammsystem - wird zum Abdichten von Tiefbrunnen und Hochdruckgasbrunnen verwendet. Unter ihnen - Ölquellenzement der Güteklasse G ist der größte in meinem Land, und die meisten Hersteller verwenden ihn in verschiedenen Ölfeldern in meinem Land. Der Ölquellenzement der H-Klasse ist gröber als der Ölquellenzement der G-Klasse, und das Wasser-Zement-Verhältnis ist kleiner. Die Dichte des Zementschlamms beträgt etwa 1,98. Es ist besser geeignet für das Zementschlammsystem mit hoher Dichte zum Abdichten von Hochdruckgasbrunnen. Im Tarim-Ölfeld meines Landes Mehr verwenden.
2.2 Anwendung von Bohrlochzement
Produktion und Lieferung von Ölquellenzement in Standard- oder Spezifikationsqualitäten und -typen. Dann wählt der Benutzer das Wasser-Zement-Verhältnis oder die Beimischung gemäß den Bohrlochbedingungen aus und mischt sie an Ort und Stelle in die Zementaufschlämmung und führt dann den Zementierungsvorgang durch. Bei der Verwendung von Ölquellenzement, der den API-Spezifikationen oder nationalen Standards entspricht, muss das Rezepturdesign der Zementaufschlämmung gemäß dem API-Simulationstestverfahren oder dem Anwendungstestverfahren durchgeführt werden. Nur eine gute Zementierungsfestigkeit der Verrohrung kann die Sicherheit der Zementierungskonstruktion gewährleisten, die Zementierungsqualität verbessern, die dauerhafte Dichtwirkung aufrechterhalten und die Kanalisierung und Migration von Öl, Gas und Wasser verhindern.
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(1) Der Wasserbedarf, die Zementaufschlämmungsdichte und die Aufschlämmungsproduktionsrate von Ölbohrzement auf allen Ebenen sind ebenfalls erforderlich.
(2) Für Küsten-, Sumpf-, salzhaltige Formationen und korrosive Wasserformationen sollte gegen Schwefelsäure beständiger Zement verwendet werden.
(3) Für Oberflächenverrohrungen oder Flachbrunnen kann zur Verkürzung der Aushärtezeit Klasse A oder B verwendet werden; für tiefe Brunnen können die Klassen DE und F verwendet werden; Für Hochdruck-Gasbohrungen kann Zement der Klasse H mit einem Beschwerungsmittel gemischt werden. Zement mit hoher Dichte; wenn Zement mit geringer Dichte erforderlich ist, wird meist C-Grade- oder G-Grade-Zement verwendet;
