Novinky z oboru

Test stability cementové kaše z ropných vrtů při vysoké teplotě a vysokém tlaku

2022-06-27

1.Otázky

Při návrhu cementační cementové kaše má za podmínek vysoké teploty a vysokého tlaku ve skutečném vrtu sedimentace způsobená nestabilitou cementové kaše negativní dopad na kvalitu cementování, zejména při vývoji směrových vrtůa horizontální studny."Volná voda" vytvořená suspenzí během doby vytvrzování a vytvrzování postačuje k vytvoření kanálu v horní části mezikruží, což činí izolaci neúčinnou a vede k selhání cementování.Proto se kontrola „volné vody“ stává klíčovým faktorem při navrhování cementové kaše pro horizontální vrty.V současné době neexistuje v Číně žádná specifická metoda pro testování stability cementové kaše za podmínek vysoké teploty a vysokého tlaku.Cementovou kaši je možné nalít do odměrného válce až po promíchání a množství „volné vody“ na povrchu cementové kaše lze měřit po delším stání za normální teploty a tlaku nebo ve vodní lázni.měřit jeho stabilitu.Přestože je "volná voda" měřená za normální teploty a tlaku velmi malá, velké množství "volné vody" může být produkováno za vysoké teploty a vysokého tlaku, což má vážný dopad na kvalitu studny.Proto tato zkušební metoda nemůže pravdivě odrážet spád. Skutečná stabilita cementové kaše nemá žádný rozhodující význam pro návrh cementové kaše.Je naléhavé vyvinout zařízení, které dokáže odrážet stabilitu cementové kaše při vysoké teplotě a vysokém tlaku.

V současné době používá British Petroleum Company (BP) v zahraničí jednoválcovou sedimentační trubici pro cementovou kaši_11.Po určité době používání může snadno selhat těsnění dělené a dosedající části sedimentační trubky této konstrukce, což má za následek prosakování a tuhnutí kejdy.Není snadné jej vyjmout z formy a zároveň je snadné způsobit špatné jevy, jako je nesouosost, když jsou dvě poloviční trubky prohnuty.Zařízení je také náchylné k převrácení během provozu.Navíc tato jednotrubková struktura může testovat vždy pouze jednu recepturu, takže výsledky testu mají určitá omezení a nemohou plně využít prostor vytvrzovací konvice.Účinnost testu je nízká.

2.Struktura zařízení

S ohledem na současnou situaci vysokoteplotních a vysokotlakých testovacích zařízení pro cementovou kaši doma i v zahraničí.Aby bylo možné uspokojit potřeby laboratoře cementové kaše na ropných polích a souvisejících vědeckých výzkumných jednotek, provádět testování stability při navrhování receptur cementové kaše.Byl vyvinut nový typ víceválcového kombinovaného zařízení pro testování stability cementové kaše.Zařízení lze použít společně s cementovou vysokoteplotní a vysokotlakou vytvrzovací nádobou.Může testovat stabilitu cementové kaše za podmínek vysoké teploty a vysokého tlaku ve skutečné studni.Aby se eliminovala omezení a nahodilost jednoválcového testu, může být test stability za stejných experimentálních podmínek (teplota, tlak) také proveden současně pro několik cementových suspenzí s volitelným složením.Aby byly výsledky spolehlivější, zařízení maximalizuje prostor těla konvice pro vytvrzení strniště a je umístěno stabilně, aniž by se převrhlo.Čištění, celé zařízení je skladné a praktické.Zároveň také rozšiřuje funkci použití r vytvrzovací konvice a zlepšuje míru využití zařízení.Zařízení lze podle potřeby kombinovat se dvěma nebo čtyřmi válci, viz obrázky 1 a 2.

Test stability cementové kaše z ropných vrtů při vysoké teplotě a vysokém tlaku

Poznámka: 1 je noha;2 je spodní kryt;3 je těsnicí těsnění;4 je základna;5 je zkušební válec;6 je spojovací tyč;7 je krční obruč;l8 je uzávěr válce na kal;9 je horní kryt;l0 is Upevňovací matice l11 je speciální rukojeť

Zkušební válec je vyroben ze dvou polovičních trubek spojených dohromady.Upínací část využívá speciální těsnící metodu, takže když jsou dvě polotrubice vzájemně prohnuty, tvoří úplný válec a tvoří hlavní těsnicí plochu a dvě pomocné těsnicí plochy.Když je obruč hrdla sevřena, tři těsnící plochy jsou stisknuty současně, aby bylo zajištěno spolehlivé utěsnění, a ztuhlý cementový kámen lze snadno vyjmout, aby nezpůsobil špatné utěsnění a nezpůsobil spoj dvou polotrubek.prosakovat a kondenzovat, takže dvě polotrubky Přilnavost a obtížné odformování vady.Tento druh přezkové části je také vhodný pro umístění a vyjmutí z formy.Když je stůl prohnutý, může to zabránit tomu, aby se obě poloviny trubek vzájemně vyrovnaly.Při vyjímání z formy stačí posunout dvě poloviny trubek do strany, aby bylo možné snadno vyjmout + a zajistit integritu zkušebního bloku.a precizně testováno.Mezi zkušební válec a základnu je přidáno těsnění, aby se zabránilo prosakování cementové kaše podél závitu a způsobování adheze na závitu.Uzávěr válce na kaši a zkušební válec jsou v kluzném uložení, které má dobré těsnění a lze je vyjmout, a víčko válce pro kaši může procházet komunikační drážkou, která může nejen přenášet tlak ve vytvrzovacím kotli na cementovou kaši.ve válci.Nezpůsobí jev promíchávání vytvrzovací kapaliny a cementové suspenze ve válci a je také vhodné po experimentu odstranit zbývající částice cementu v nádrži.Zkušební formy jsou příslušně zapuštěny do horní a spodní krycí desky s drážkami a upevněny upevňovacími maticemi prostřednictvím spojovacích šroubů.Tvar horní a spodní krycí desky komplexně zohledňuje chladicí spirálu ve vytvrzovacím kotli a polohu termočlánkové sondy u dna.Oblouková část je vepsána do vnitřní stěny konvice, aby bylo zajištěno, že zkušební forma je umístěna ve středu.Uprostřed testovacího režimu je dutý prostor, kde se termočlánek vkládá do těla konvice ze středu horní části krytu konvice.Dvouválcový typ má dutou spojovací tyč, takže do ní lze vložit termočlánek;Galvanický pár se vloží do kulatého otvoru a zařízení se speciální rukojetí vloží do zkušební formy nebo z ní vyjme.Po vložení odstraňte rukojeť, abyste zakryli kryt konvice.Po údržbě vyjměte zkušební formu a vyjměte upevňovací matici a obruč hrdla, abyste je oddělili Vyjměte formu, celé zařízení se snadno ovládá, montuje a rozebírá a snadno se čistí.

3.Experimentální metoda

Zařízení je zabudováno do cementové kaše a poté umístěno do vytvrzovacího kotle pro vytvrzení za simulovaných podzemních podmínek vysoké teploty a vysokého tlaku.Během čekací doby vytvrzování je v důsledku různých usazovacích účinků cementové kaše také velký, resp.malý.Volná voda a rozdíl v hustotě pro měření stability cementové kaše.

Její testovací metoda je následující:

1_ Nejprve potřete těsnicí povrch dvou polovin zkumavky těsnícím tukem, poté obě poloviny zapněte a upevněte je z vnější strany zkumavky hadicovými svorkami z nerezové oceli a poté rovnoměrně naneste vrstvu tukuna vnitřním povrchu trubky.Poté naneste těsnicí tuk na závit základny a závit zkušebního válce, přidejte těsnicí těsnění do základny a naneste tenkou vrstvu maziva rovnoměrně na horní povrch těsnění.a zašroubujte testovací kazetu do základny.

2.Podle požadavků na míchání spárovací hmoty nalijte připravenou spárovací hmotu do zkušebního válce tak, aby byla v jedné rovině s horním povrchem zkušebního válečku, potřete víčko injekčního válečku na vnitřním povrchu tukem a základny vložte do spodního krytu..Na drážce v horní části zakryjte horní krycí desku tak, aby víčko válce na kaši bylo zapuštěno do drážky, a spojte horní a spodní krycí desku a zkušební válec pomocí šroubů.

3.Našroubujte speciální rukojeť, vložte zkušební sestavu do vytvrzovací konvice, usaďte ji hladce, sejměte rukojeť, zakryjte kryt konvice, vložte termočlánek a utáhněte šrouby.Vytvrzeno při dané teplotě a tlaku podle testovacích specifikací API.

4.Po vytvrzení po dobu 24 hodin (nebo požadovanou dobu) zastavte test vytvrzování, vyjměte zkušební sestavu a po vyjmutí z formy vyjměte ztuhlý cementový kámen.

5.Při měření délky sloupce cementového kamene je rozdíl mezi skutečnou naměřenou délkou a délkou válce na kaši .Výška volné vody Čím méně volné vody, tím lepší stabilita.

6.Rozřízněte cementový sloupec shora dolů, abyste připravili několik stejných zkušebních bloků, očíslujte je v pořadí, změřte jejich hmotnost a objem a vypočítejte odpovídající hodnotu hustoty.Čím menší jsou změny horní a dolní hustoty, tím lepší je stabilita.

7.Analyzujte a zpracujte výsledky experimentu, upravte složení cementové kaše podle potřeby a opakujte výše uvedený test, dokud nezískáte požadovaný stabilní vzorec cementové kaše.

4.Závěry a doporučení

1.Použití ukazuje, že víceválcové testovací zařízení stability pro cementovou kaši při vysoké teplotě a vysokém tlaku (simulující podmínky ve vrtu) má rozumnou strukturu a snadno se používá.

2.Zkouška stability musí být provedena pro návrh cementové kaše pro horizontální vrty, aby se optimalizovalo složení cementové kaše s malým množstvím volné vody a rovnoměrnou hustotou pro cementování na místě.Test představuje jasné specifické požadavky.

3.Je třeba jej dále vyvinout, aby se zlepšila stabilita cementové kaše a snížila se volná voda v kapalné směsi cementu z ropných vrtů pro cementování a provoz vodorovných vrtů.

PS: Tento článek je díky pomoci Lin Zhonghao, inženýra Gao Niao I, a rád bych vám poděkoval!