1.Fragen
Bei der Auslegung des Zementschlamms wirkt sich die durch die Instabilität des Zementschlamms verursachte Sedimentation unter den Hochtemperatur- und Hochdruckbedingungen im eigentlichen Bohrloch negativ auf die Zementierqualität aus, insbesondere bei der Entwicklung von Richtungsbohrlöchernund Horizontalbrunnen.Das von der Aufschlämmung während der Aushärte- und Aushärtezeit gebildete "freie Wasser" reicht aus, um einen Kanal an der Oberseite des Ringraums zu bilden, was die Isolierung unwirksam macht und zum Versagen der Zementierung führt.Daher wird die Kontrolle des "freien Wassers" zu einem Schlüsselfaktor bei der Konstruktion von Zementschlamm für horizontale Bohrlöcher.Derzeit gibt es in China kein spezifisches Verfahren zum Testen der Stabilität von Zementschlamm unter Hochtemperatur- und Hochdruckbedingungen.Der Zementschlamm kann nur nach Rühren in den Messzylinder gegossen werden, und die Menge an „freiem Wasser“ oben auf dem Zementschlamm kann gemessen werden, nachdem er einige Zeit bei normaler Temperatur und normalem Druck oder in einem Wasserbad stehen gelassen wurdeMessen Sie seine Stabilität.Obwohl das bei normaler Temperatur und normalem Druck gemessene "freie Wasser" sehr gering ist, kann bei hoher Temperatur und hohem Druck eine große Menge "freies Wasser" produziert werden, was einen ernsthaften Einfluss auf die Qualität des Bohrlochs hat.Daher kann dieses Testverfahren das Bohrloch nicht wirklich widerspiegeln. Die tatsächliche Stabilität des Zementschlamms hat keine maßgebliche Bedeutung für die Auslegung des Zementschlamms.Es ist dringend erforderlich, ein Gerät zu entwickeln, das die Stabilität von Zementschlamm unter hoher Temperatur und hohem Druck widerspiegelt.
Derzeit verwendet die British Petroleum Company (BP) im Ausland ein Einzylinder-Zementschlamm-Sedimentationsrohr_11.Nach einer Nutzungsdauer kann die Abdichtung des geteilten und aneinanderstoßenden Teils des Sedimentationsrohrs dieser Struktur leicht versagen, was zu einem Versickern und Verfestigen von Aufschlämmung führt.Es ist nicht leicht zu entformen, und gleichzeitig ist es leicht, schlechte Phänomene wie eine Fehlausrichtung zu verursachen, wenn die beiden Halbrohre geknickt werden.Außerdem neigt das Gerät dazu, während des Betriebs umzukippen.Außerdem kann diese Einrohrstruktur nur jeweils eine Rezeptur testen, was dazu führt, dass die Testergebnisse gewisse Einschränkungen aufweisen und den Raum des Pökelkessels nicht vollständig nutzen können.Die Testeffizienz ist gering.
2.Gerätestruktur
In Anbetracht der aktuellen Situation von Hochtemperatur- und Hochdruckstabilitätsprüfgeräten für Zementschlamm im In- und Ausland.Um die Anforderungen des Ölfeld-Zementschlammlabors und verwandter wissenschaftlicher Forschungseinheiten zu erfüllen, um Stabilitätstests bei der Entwicklung von Zementschlammformulierungen durchzuführen.Es wurde ein neuer Typ eines kombinierten Mehrzylinder-Zementschlamm-Stabilitätsprüfgeräts entwickelt.Das Gerät kann zusammen mit dem Zementhochtemperatur- und Hochdruckaushärtekessel verwendet werden.Es kann die Stabilität des Zementschlamms unter den Hochtemperatur- und Hochdruckbedingungen im eigentlichen Bohrloch testen.Um die Einschränkungen und Unwägbarkeiten des Einzylindertests zu eliminieren, kann der Stabilitätstest unter gleichen Versuchsbedingungen (Temperatur, Druck) auch gleichzeitig für mehrere Zementschlämme mit optionalen Rezepturen durchgeführt werden.Um die Ergebnisse zuverlässiger zu machen, maximiert das Gerät den Raum des Kesselkörpers zum Pökeln von Stoppeln und steht stabil, ohne umzukippen.Reinigung, das ganze Gerät ist kompakt und praktisch.Gleichzeitig erweitert es auch die Nutzungsfunktion des R-Härtungskessels und verbessert die Nutzungsrate der Ausrüstung.Das Gerät kann je nach Bedarf mit zwei Zylindern oder vier Zylindern kombiniert werden, siehe Abbildungen 1 und 2.
Hinweis: 1 ist der Fuß;2 ist die untere Abdeckung;3 ist die Dichtung;4 ist die Basis;5 ist der Testzylinder;6 ist die Pleuelstange;7 ist der Kehlring;l8 ist der Zylinderdeckel der Aufschlämmung;9 ist die obere Abdeckung;l0 ist Befestigungsmutter l11 ist ein Spezialgriff
Der Prüfzylinder besteht aus zwei zusammengesteckten Halbrohren.Das Klammerteil verwendet ein spezielles Versiegelungsverfahren, so dass, wenn die beiden Halbrohre zusammengeknickt sind, sie einen vollständigen Zylinder bilden und jeweils eine Hauptversiegelungsfläche und zwei Hilfsversiegelungsflächen bilden.Wenn der Kehlbügel festgeklemmt wird, werden die drei Dichtflächen gleichzeitig zusammengedrückt, um eine zuverlässige Abdichtung zu gewährleisten, und der verfestigte Zementstein kann leicht herausgenommen werden, um keine schlechte Abdichtung zu verursachen und die Verbindung der beiden Halbrohre zu verursachenversickern und kondensieren, so dass die beiden Halbrohre Haftungs- und Entformungsfehler erschweren.Diese Art von Schnallenteil ist auch zum Positionieren und Entformen geeignet.Wenn der Tisch geknickt ist, kann dies verhindern, dass die beiden Halbrohre zueinander falsch ausgerichtet werden.Bewegen Sie beim Entformen einfach die beiden Halbrohre seitlich, um die Entformung zu erleichtern + und die Unversehrtheit des Testblocks sicherzustellen.und genau getestet.Zwischen dem Prüfzylinder und der Basis wird eine Dichtung hinzugefügt, um zu verhindern, dass die Zementaufschlämmung entlang des Gewindes austritt und am Gewinde haftet.Die Aufschlämmungszylinderkappe und der Testzylinder befinden sich in Gleitpassung, die eine gute Abdichtung aufweist und herausgenommen werden kann, und die Aufschlämmungszylinderkappe kann durch die Verbindungsnut geführt werden, die nicht nur den Druck im Aushärtekessel auf die Zementaufschlämmung übertragen kannim Zylinder.Es wird nicht das Phänomen des Mischens zwischen der Aushärtungsflüssigkeit und der Zementaufschlämmung im Zylinder verursacht, und es ist auch bequem, die verbleibenden Zementpartikel im Tank nach dem Experiment zu entfernen.Die Testformen werden jeweils in die obere und untere Abdeckplatte mit Nuten eingebettet und mit Befestigungsmuttern durch Verbindungsschrauben befestigt.Die Form der oberen und unteren Abdeckplatte berücksichtigt umfassend die Kühlschlange im Pökelkessel und die Position der Thermoelementsonde am Boden.Der Bogenabschnitt wird mit der Innenwand des Kessels beschriftet, um sicherzustellen, dass die Testform in der Mitte platziert wird.In der Mitte des Testmodus befindet sich ein Hohlraum, in den das Thermoelement von der Mitte der Oberseite des Kesseldeckels in den Kesselkörper eingeführt wird.Der Zweizylindertyp nimmt eine hohle Pleuelstange an, damit das Thermoelement darin eingesetzt werden kann;Das galvanische Paar wird in das runde Loch eingeführt und das Gerät wird mit einem speziellen Griff in die Testform eingesetzt oder daraus entnommen.Entfernen Sie nach dem Einsetzen den Griff, um die Wasserkocherabdeckung abzudecken.Nehmen Sie nach der Wartung die Testform heraus und entfernen Sie die Befestigungsmutter und den Halsbügel, um sie zu trennen. Entfernen Sie die Form, das gesamte Gerät ist einfach zu bedienen, zu montieren und zu demontieren und leicht zu reinigen.
3.Experimentelle Methode
Das Gerät wird in den Zementschlamm eingebaut und dann zum Aushärten unter simulierten unterirdischen Hochtemperatur- und Hochdruckbedingungen in den Aushärtekessel gegeben.Während der Aushärtezeit ist aufgrund der unterschiedlichen Absetzeffekte des Zementschlamms der Unterschied zwischen der Höhe des an der Oberseite des Prüfzylinders erzeugten freien Wassers und dem Dichtewert des Zementsteins entlang der Höhenrichtung ebenfalls groß oderklein.Freie Wasserflüssigkeit und Dichteunterschied zur Messung der Stabilität von Zementschlamm.
Die Testmethode lautet wie folgt:
1_ Dichtfläche der beiden Rohrhälften des Reagenzglases zuerst mit Dichtungsfett bestreichen, dann die beiden Hälften knicken und von außen mit Edelstahl-Schlauchschellen am Rohr befestigen und anschließend gleichmäßig einfettenauf der Innenfläche des Rohres.Tragen Sie dann Dichtungsfett auf das Gewinde der Basis und das Gewinde des Prüfzylinders auf, fügen Sie eine Dichtung in die Basis ein und tragen Sie eine dünne Fettschicht gleichmäßig auf die obere Oberfläche der Dichtung auf.und schrauben Sie die Testkartusche in die Basis.
2.Gießen Sie den vorbereiteten Mörtel gemäß den Anforderungen zum Mischen des Mörtels in den Testzylinder, um ihn bündig mit der oberen Oberfläche des Testzylinders zu machen, bedecken Sie die Kappe des Mörtelzylinders mit Fett auf der Innenfläche und betten Sie die Basen jeweils in die untere Abdeckung ein.Decken Sie an der oberen Nut die obere Abdeckplatte ab, sodass die Aufschlämmungszylinderkappe in der Nut eingebettet ist, und verbinden Sie die obere und untere Abdeckplatte und den Testzylinder mit Schrauben.
3.Spezialgriff aufschrauben, Prüfaufbau in den Pökelkessel stellen, glatt aufsetzen, Griff abnehmen, Kesseldeckel abdecken, Thermoelement einsetzen und Schrauben anziehen.Ausgehärtet bei gegebener Temperatur und Druck gemäß API-Testspezifikationen.
4.Stoppen Sie nach 24 Stunden (oder erforderlicher) Aushärtung den Aushärtungstest, nehmen Sie die Testanordnung heraus und nehmen Sie den verfestigten Zementstein nach dem Entformen heraus.
5.Beim Messen der Länge der Zementsteinsäule beträgt die Differenz zwischen der tatsächlich gemessenen Länge und der Länge des Schlammzylinders .Freie Wasserhöhe Je weniger freies Wasser, desto besser die Stabilität.
6.Schneiden Sie die Zementsäule von oben nach unten, um mehrere gleiche Testblöcke vorzubereiten, nummerieren Sie sie der Reihe nach, messen Sie ihre Masse und ihr Volumen und berechnen Sie den entsprechenden Dichtewert.Je kleiner die oberen und unteren Dichteänderungen sind, desto besser ist die Stabilität.
7.Analysieren und verarbeiten Sie die experimentellen Ergebnisse, passen Sie die Zementschlammformel nach Bedarf an und wiederholen Sie den obigen Test, bis die erforderliche stabile Zementschlammformel erhalten wird.
4.Schlussfolgerungen und Empfehlungen
1.Die Verwendung zeigt, dass das Mehrzylinder-Stabilitätstestgerät für Zementschlamm unter hoher Temperatur und hohem Druck (Simulation von Bohrlochbedingungen) einen vernünftigen Aufbau hat und einfach zu bedienen ist.
2.Der Stabilitätstest muss für die Auslegung des Zementschlamms für Horizontalbohrungen durchgeführt werden, um die Zementschlammformulierung mit wenig freiem Wasser und gleichmäßiger Dichte für die Zementierung vor Ort zu optimieren.Der Test stellt klare spezifische Anforderungen.
3.Es muss weiterentwickelt werden, um die Stabilität der Zementaufschlämmung zu verbessern und die freie Wasserflüssigkeit der Ölbohrlochzementbeimischung für das horizontale Bohrlochzementieren und den Betrieb zu reduzieren.
PS: Dieser Artikel ist dank der Hilfe von Lin Zhonghao, Gao Niao I Ingenieur, und ich möchte mich bei Ihnen bedanken!
