Novinky z oboru

Znalost cementu ropných vrtů

2022-05-16

Cement je hydraulický cementový materiál, který se dělí na běžný cement a cement z ropných vrtů. Obyčejný cement, také známý jako stavební cement, je uveden v normách ASTM, zatímco cement pro ropné vrty je uveden v normách API. Základní rozdíl mezi cementem z ropných vrtů a běžným cementem je ten, že cement z ropných vrtů má přísné chemické složení a minerální složení a během výroby není povoleno přidávat žádné jiné materiály kromě 3%-6% dihydrátu sádry. Tato část představuje především chemické složení, jakost a typ cementu z ropných vrtů a některé základní znalosti o výrobě a aplikaci.

Cement ropných vrtů

1. Chemické složení

Kvalita cementu je dána především jeho chemickým složením a pokročilé analytické metody připravily cestu k získání chemického složení cementu. Tabulka 1.2.1 uvádí hlavní chemické složky cementu třídy G HSR. Jak je patrné z údajů v tabulce, portlandský cement zahrnuje

Hlavní složky: trikalciumhlinitan C3A (3CaO A1203) tetrakalciumželezitohlinitan C4AF (4CaO A1203 Fe203) trikalciumsilikát C3S (3CaO SiO2); dikalciumsilikát C2S (2CaO SiO2). Mikroskopickým zkoumáním každé fáze částice slínku obsahují 4 minerální složky (slínek tvoří 95 % celkového cementu):

(1) Tricalcium Silicate C3S ( 3CaO SiO2 ): Je to polygonální krystal, který tvoří 50-60 % povrchu.

(2) Dikalciumsilikát C2S (2ca0 Sio2): Kulaté krystaly tvoří -10-25 % povrchu. Celkové množství výše uvedených dvou křemičitanů vápenatých (trikalcium a dikalcium) tvoří 75 %.

(3) Hlinitan železitý tetravápenatý, C4AF ( 4CaO A1203 Fe203 ): Struktura pórů je vytvořena kolem dvou výše uvedených silikátů. (4) Jehličkovitý hlinitan C3A (3CaO A1203), který také patří do struktury pórů.

Dva silikáty tvoří 75 % celkového množství cementu a celkové množství C4AF+C3A tvoří 25 % cementových minerálů.

2. Třída cementu pro ropné vrty, klasifikace a použití

2.1 Třída a klasifikace cementu pro ropné vrty

Vzhledem k tomu, že podmínky cementačních operací ve vrtu jsou zcela odlišné od půdního prostředí stavebních projektů, čínské normy nebo specifikace API stanoví speciální třídění a klasifikaci podle chemického složení a minerálního složení, aby se přizpůsobily různým hloubkám vrtů a podmínkám vrtů. V současné době specifikace API a čínské normy rozdělují cement ropných vrtů do osmi tříd – A-H, které jsou vhodné pro různé hloubky vrtu, teploty a tlaky.

Stejná úroveň cementu z ropných vrtů se dělí na: obyčejný (O) C3A<15% střední sulfátová odolnost (MSR C3A≤8%, SO2,3% vysoká síranová odolnost (HSR C3A≤ 8%, C4AF+2C3A24% ukázat svou schopnost odolat sulfátovému útoku.

Všechny úrovně cementu ropných vrtů jsou vhodné pro různé podmínky vrtu. Existuje pouze jeden společný typ. Chemické složení a jemnost jsou podobné jako u typu ASTMC150 I. Je vhodný pro mělké cementovací operace bez zvláštních požadavků. V mé zemi se používá spíše v ropných polích Daqing, Jilin a Liaoning. Systém připravené cementové kaše je také relativně jednoduchý, - obecně lze cement z ropných vrtů třídy A smíchat s vodou na místě v poměru, - někdy lze podle potřeby vhodně přidat malé množství příměsí, jako jsou koagulanty.

Třída B má střední sulfátovou odolnost (MSR) a vysokou sulfátovou odolnost (HSR). Chemické složení a jemnost typu B se střední odolností jsou podobné jako u ASTMC150 typ II. Typ s vysokou odolností třídy B je podobný ASTMC150 typu V. Je obecně vhodný pro operace mělkého cementování, které vyžadují odolnost vůči síranům, a v současné době se v mé zemi nepoužívá.

Stupeň C, známý také jako Shanjingský cement s ranou pevností, má tři typy: běžný (O) typ, střední síranový typ (MSR) a typ s vysokou síranovou odolností (HSR). Chemické složení a jemnost běžného (O) typu Podobné jako ASTMC150 Typ III. Obecně vhodný pro operace cementování v mělkých vrtech, které vyžadují počáteční pevnost a odolnost vůči síranům. Se svou nízkou hustotou a vysokou pevností se cement z ropných vrtů používá při utěsňování mělkých ropných a plynových vrtů a při přípravě cementové kaše s nízkou hustotou. Oba mají velké výhody, ale Zhoujing z mé země je zvyklý používat cement pro ropné vrty třídy -G v designu receptury, což omezuje použití cementu pro ropné vrty třídy C a v mé zemi se téměř nepoužívá.

Stupeň D, Grade E a Grade F jsou také známé jako retardovaný Shanjing cement. Se střední sulfátovou odolností (MSR) a vysokou sulfátovou odolností (HSR). Obecně vhodné pro cementační operace ve středně hlubokých a hlubokých vrtech. Cement ropných vrtů třídy D je v mé zemi široce používán v ropných polích Severní Číny a Zhongyuan. Protože je nutné řídit cementový slínek se specifickým minerálním složením, aby byly splněny požadavky na index Shanjingského cementu třídy D, složitý proces je obtížné řídit a náklady jsou vysoké. Kromě toho lze cement pro ropné vrty třídy D nahradit přidáním zpomalovače do cementu pro ropné vrty třídy G. Proces je poměrně jednoduchý, takže v posledních letech postupně klesá i používání cementu pro ropné vrty třídy D. ―Cement pro ropné vrty třídy E třídy F nebyl v naší zemi hlášen. Cementy pro ropné vrty třídy H se nazývají cementy se základními ropnými vrty, se střední síranovou odolností (MSR) a vysokou síranovou odolností (HSR). Lze jej míchat s přísadami a přísadami a je vhodný pro většinu cementovacích operací. Systémy cementové kaše jsou také rozmanité

Cement z ropných vrtů třídy G třídy H lze kombinovat s materiály s nízkou hustotou (polétavý popílek, plovoucí kuličky, bentonit atd.) a připravit tak systém cementové kaše s nízkou hustotou pro utěsnění nízkotlakých útvarů náchylných k úniku ; může být formulován s příměsemi tak, aby vytvořil systém konvenční hustoty cementové kaše, který se používá pro utěsnění konvenčních vrtů, a může být kombinován s příměsemi vážených materiálů (jemný kamenný prášek, prášek železné rudy atd.) za účelem vytvoření vysokohustotního systém cementové kaše - používá se pro těsnění hlubinných vrtů a vysokotlakých plynových vrtů. Mezi nimi - Cement ropných vrtů třídy G je největší v mé zemi a většina výrobců jej používá v různých ropných polích v mé zemi. Cement ropných vrtů třídy H je hrubší než cement ropných vrtů třídy G a poměr voda-cement je menší. Hustota cementové kaše je asi 1,98. Je vhodnější pro systém vysokohustotní cementové kaše pro těsnění vysokotlakých plynových vrtů. V mé zemi Tarim Oilfield Použijte více.

Cement ropných vrtů

2.2 Aplikace cementu z ropných vrtů

Výroba a dodávky cementu pro ropné vrty standardních nebo specifikovaných jakostí a typů. Poté uživatel zvolí poměr voda-cement nebo příměs podle podmínek vrtu a na místě je vmíchá do cementové kaše a poté provede operaci cementování. Při použití cementu z ropných vrtů, který vyhovuje specifikacím API nebo národním normám, musí být návrh receptury cementové kaše proveden podle simulační zkušební metody API nebo aplikační zkušební metody. Pouze dobrá cementační pevnost pláště může zajistit bezpečnost cementovací konstrukce, zlepšit kvalitu cementování, zachovat trvalý těsnící účinek a zabránit splavování a migraci ropy, plynu a vody.

Cement ropných vrtů< /p>

(1) Vyžaduje se také potřeba vody, hustota cementové kaše a rychlost produkce kejdy cementu ropných vrtů na všech úrovních.

(2) Pro pobřežní, bažinaté, slanonosné útvary a korozivní vodní útvary by měl být použit cement s vysokým obsahem kyseliny sírové.

(3) Pro povrchová pouzdra nebo mělké jímky lze za účelem zkrácení doby vytvrzování použít třídu A nebo B; pro hluboké vrty lze použít stupně DE a F; u vysokotlakých plynových vrtů lze cement třídy H smíchat se zátěží. Cement s vysokou hustotou; pokud je požadován cement s nízkou hustotou, většinou se používá cement třídy C nebo G;