1. Yfirlit og bakgrunnur iðnaðar
Í nútímabyggingu olíu- og gaslinda er stöðugt skipulagslegt áskorun að kanna tæmd uppistöðulón, djúpvatnsmyndanir, lág-þrýstingssvæði og kollagða metansóp: Jarðmyndanir á þessum svæðum eru með afar litla brotahalla. Hefðbundin sementslausn í flokki G, sem venjulega hefur þéttleika á bilinu 1,88 til 1,95 g/cm³, hefur háan vatnsstöðuþrýsting við tilfærslu. Þessi þrýstingur fer auðveldlega yfir vélrænni þröskuld viðkvæmra steina, sem veldur hörmulegu myndunarrofi, alvarlegu tapi á borvökva og lélegum sementgæði.
Til að koma í veg fyrir þessa áhættu, treysta sementunaraðilar mjög á léttan og ofur-lítil þéttleika sementslausn, venjulega hönnuð innan þéttleikasviðsins1,0 g/cm³ til 1,6 g/cm³. Minnkun á þéttleika slurrys hefur hins vegar í för með sér alvarlegan líkamlegan óstöðugleika. Eftir því sem eðlismassi minnkar eykst hlutfall vatns og sements verulega, eða mikið magn af íblöndunarefnum með litlum -þéttleika (eins og miðhvolf, holar örkúlur úr gleri og stækkað perlít) koma fyrir. Þetta skapar alvarlegan fasamismun, sem leiðir til hröðrar agnasetlags, mikillar lausra vökvamyndunar og burðarrásar á bak við hlífina.
Til að leysa þessa flóknu verkfræðilegu þversögn,Kelioil Engineering Material and Technology Co., Ltd.hefur hannaðCG214 aukefni gegn-seðjandi vökvatapi. Þessi-afkasta samfjölliða stjórnar ekki aðeins vökvasíun niður í ströngum API-stöðlum heldur smíðar einnig teygjanlegt stórsameindanet sem útilokar algjörlega sest í föstum efnum og skilar fullkomlega einsleitri hertu sementshúðu frá toppi til botns á holuhylkistreng.
2. Að skilja eðlisfræði og setmyndunarvirkni léttra kerfa
Eðlisfræðilegan kjarnabúnað á bak við botnfall föstra efna í sementslausn er hægt að greina stærðfræðilega með breyttri útgáfu af lögum Stokes. Klassíska tjáningin fyrir endanlega setningu hraða (v) af stífri kúlulaga ögn í seigfljótandi vökva er skilgreint sem:
Hvar:
- rer jafngildi radíus fastu ögnarinnar.
- ρper þéttleiki fasta fasans (td staðlaðar sementagnir við ~3,15 g/cm³ eða holar keramik örkúlur við 0,4–0,8 g/cm³).
- ρfer þéttleiki samfellda fljótandi sviflausnarfasans (vatn og uppleyst efni við ~1,0 g/cm³).
- ger þyngdarhröðunarfasti.
- μer kraftmikil/sýnileg seigja vökvans.
Í ofur-lítilþéttni sementslausnum víkja eðlisfræðileg gildi þessara breyta verulega frá hefðbundnum kerfum:
Í fyrsta lagi hið mikla seigjufall:Þegar þéttleiki er minnkaður í 1,1–1,3 g/cm³ án mikils-aukefna, veldur of mikið vatns-til-fast hlutfall verulega lækkun á sýnilegri seigju slurrys (μ). Samkvæmt lögum Stokes, sem seigja (μ) nálgast lágt gildi hreins vatns, sethraðinn (v) af þungum sementagnum hækkar veldisvísis, sem veldur skjótum aðskilnaði.
Í öðru lagi, tvíátta aðskilnað fyrirbæri:Hefðbundin grugglausn inniheldur fasta fasa sem eru þyngri en vatn (ρp> ρf), færast niður. Hins vegar, þegar ofur-léttum örkúlum er bætt við til að ná þéttleika undir 1,2 g/cm³, er þéttleiki þeirra mun minni en vökvafasinn (ρp< ρf). Þetta snýr hugtakinu við(ρp - ρf), sem veldur því að örkúlurnar fljóta hratt upp á meðan þungt sement fylkið sest niður. Þessi tvíátta aðskilnaður eyðileggur staðbundna einsleitni sementshúðar borholunnar og skilur eftir vökvarásir með mikla-gljúpu efst og brothætta, of-þétta fasa neðst.
Mynd 1: NCJQ botnfallsrör-Nauðsynlegur rannsóknarstofubúnaður sem notaður er til að reikna út botnfall-til-botnfalls við há-herðingu.
3. Sameindabygging og fjölvirkni-virkni CG214
CG214 aukefni gegn-seðjandi vökvatapier myndað með -radical samfjölliðun og myndar flókna vatnsleysanlega fjölliða með sérsniðnum byggingarhlutum. Ólíkt venjulegum línulegum sellulósaeterum eða einföldum tilbúnum vökvatapsfjölliðum sem eingöngu þykkja vökvann með því að bólgna, þá er stórsameindaarkitektúr CG214 með þrjá mjög sérstaka virka hópa:
A. Akkerishópar (súlfónaðar einliða - AMPS):
Þessir hópar sýna mikla mótstöðu gegn háum hita og seltu. Mjög skautuðu súlfónathausarnir aðsogast þétt á yfirborð rakandi sementsteinda og léttra örkúlna með rafstöðueiginleikum og hnittengingu. Þetta festir fjölliðukeðjurnar varanlega við fasta fasana og tryggir að þeir losni ekki við mikla varmaskurð.
B. Sambandsnetkeðjur (akrýlamíð einliða - AM):
Ó-jónuðu, langar-keðjuakrýlamíðhlutar teygja sig djúpt inn í millivefsvatnsfasann. Þegar þær hafa verið vökvaðar hafa þessar greinar samskipti við aðliggjandi fjölliða sameindir og mynda aþrívíddar-teygjanlegt ör-net (seigistygjanleg hlaupbygging). Þetta net virkar eins og ósýnilegur vefur, fangar ókeypis vatnssameindir og dregur bæði léttar örkúlurnar og þungu sementkornin í sundur. Netið gefur eftir við klippingu (dælingu) en umbreytist samstundis þegar það er kyrrstætt (herð) og læsir alla fasa á sínum stað.
C. Vatnssækið vatn-Hringir (pýrrólídónafleiður):
Þessir hringlaga virku hópar mynda þéttar vökvaskeljar með mikilli vetnistengingu við nærliggjandi vatnssameindir. Þegar vatnið reynir að sleppa inn í gegndræpar myndanir undir mismunaþrýstingi, halda þessi vökvalag með mikilli-sækni vökvanum og hjálpa slurrynni að byggja upp kraftmikla, litla-gegndræpi, ofur-þunna síuköku við bergvegginn. Þetta takmarkar heildar API síunartapið við ofur-lágt stig.
4. Helstu afköst CG214 í 1,0–1,6 g/cm³ umslögum
Þegar CG214 er samsett í ofur-lágþéttni sementslosunarkerfi, skilar CG214 nokkrum helstu rekstrarlegum kostum:
- Núll laus vökvi (100% einsleitni):Undir hallandi, láréttum eða lóðréttum herðingarprófílum sýna slurry með CG214 stöðugt 0,0% frjálsan vatnsskilnað, sem kemur í veg fyrir að vatnsvasa berist meðfram háu hliðinni á fráviknum borholum.
- Frábær gerviþynning og klipping-Þynning:Við háhraða blöndun og dæluskilyrði, raðast tímabundin staðbundin net CG214 auðveldlega saman og klippa-þunnt, sem lækkar heildarseigju slurrys. Þetta dregur úr núningsþrýstingi og verndar viðkvæmar myndanir gegn brotum af völdum mikillar Equivalent Circulating Densities (ECD).
- Frábær slurry vökvi:Gruggan viðheldur framúrskarandi dælanleika og flötu rheology sniði án hlaups eða hárra afrakstursgilda við kraftmikið flæði.
- Breitt hitaþol:Það starfar áreiðanlega frá umhverfishita á yfirborði allt að 120 gráður, helst efnafræðilega stöðugt þar sem líffræðilegar líffjölliður (eins og welangúmmí eða xantangúmmí) brotna niður.
Vídeóleiðbeiningar: Prófa stöðugleika slurry með lágþéttni með NCJQ setröri
Í þessu myndbandi sýnikennslu, uppgötvaðu hvernig á að nota NCJQ setrörið til að meta setstöðugleika. Við greinum sveifluþéttleikabreytinguna (Δρ) frá toppi til botns á herta strokknum og sjáum fyrir okkur verndarnetið sem myndast af CG214 and-setnaefni við raunverulegar prófunaraðferðir.
5. Prófanir á rannsóknarstofu og sannprófun á tilraunum
Til að sýna fram á frammistöðu CG214 við eftirlíkingar niðri í holu, var gerð yfirgripsmikil tilraunarannsókn inni á faglegri sementunarstofu. Greiðslurnar voru útbúnar með því að nota há-skerublöndunarforrit í samræmi við API ráðlagða framkvæmd 10B-2.
Mynd 2: NHJQ stöðughraðablöndunartæki-Mikilvægt til að endurtaka skurðmynstur á sviði til að útbúa einsleita slurry með lágum-þéttleika.
Hlutar slurrysamsetningar:
- Portland sement í flokki G (100%)
- Hollow Silicate Microspheres (35% BWOC til að ná markmiðinu 1,25 g/cm³ þéttleika)
- Dreifingarefni (0,5% BWOC)
- CG214 aukefni gegn-seðjandi vökvatapi (1,5% BWOC fyrir Formúlu 2)
- Heildarblöndunarvatn (leiðrétt fyrir miðaþéttleika)
Samanburðarárangursmatsfylki:
| Slurry System Parameter | Stjórnformúla (Nei CG214) | Breytt formúla (með 1,5% CG214) |
|---|---|---|
| Markþéttleiki slurrys (g/cm³) | 1.25 | 1.25 |
| API vökvatap við 75 gráður, 6,9 MPa (ml/30 mín) | 342 ml (mikilvægur útblástur) | 42 ml (Frábær stjórn) |
| Ókeypis vökvamagn (2 klst., API staðall) | 5.2% | 0,0% (Enginn aðskilnaður) |
| Hárþéttleiki kjarnasúlunnar (g/cm³) | 1.08 (Mjög gljúp uppbygging) | 1.24 |
| Botnþéttleiki kjarnasúlu (g/cm³) | 1.36 (Þungt byggð) | 1.25 |
| Nettóþéttleikabreyting (Δρ) | 0,28 g/cm³ (mjög óstöðugt) | < 0.01 g/cm³ (Flawless) |
| 24 stunda þjöppunarstyrkur (MPa) | 2,8 MPa | 6,8 MPa |
Umræða um úrslit:Viðmiðunarsementsmyllan sýndi umfangsmikil botnfallsvandamál við truflanir. Vegna mikillar-þéttleikaaðskilnaðar sýndi toppurinn á hertu mótinu ofur-þunnt þéttleikasnið upp á 1,08 g/cm³, en botninn náði 1,36 g/cm³. Þetta mikla frávik (Δρ= 0.28 g/cm³) getur leitt til bilunar í hlífðarstuðningi niðri í holu. Aftur á móti hélt grugglausnin með 1,5% CG214 framúrskarandi einsleitni og hélt þéttleikabreytingum undir 0,01 g/cm³ yfir alla sýnisúluna.
Mynd 3: NJSJ HTHP vökvatapsfrumur-Áreiðanlegt tæki sem er hannað til að mæla háan-hita og háan-síunarhraða (HTHP) stöðugrar slurry.
Vídeóleiðbeiningar: API síunarprófun með NJSJ HTHP vökvatapsprófara
Þessi handbók sýnir hvernig á að stilla NJSJ High-Temperature High-Pressure Fluid Loss Tester. Fylgdu rauntíma síunarmælingum undir 6,9 MPa mismunadrifsþrýstingi og undirstrika kraftmikla vökvasöfnun CG214 samfjölliðunnar.
6. Leiðbeiningar um blöndun á sviði og bestu starfsvenjur í verkfræði
Til að innleiða CG214 á árangursríkan hátt í -öfgafullri-lítilþéttni sementunaraðgerðum á raunverulegum vettvangi, ættu sementsverkfræðingar að fylgja eftirfarandi leiðbeiningum á sviði:
A. Blöndunar- og blöndunaraðferðir
CG214 sýnir mikla samhæfni við olíublöndunaraðferðir, sem gerir ráð fyrir bæði þurrblöndun og blautblöndunaraðferðum:
- Þurrblöndun (mjög mælt með):Þurrkaðu- CG214 vandlega saman við sementduftið, léttar útlengingarefni og örkúlur fyrir flutning. Notaðu litla-þurr-blandaaðferðir til að varðveita burðarvirki holra gler- eða keramik örkúlna.
- Blautblöndun (lotutankblöndun):Bættu CG214 hægt í vatnsgeyminn og haltu hræringarhraðanum háum til að tryggja hraða, kekkjalausa upplausn. Leyfðu vökvanum að vökva að fullu áður en þú bætir við föstu þurru sementhlutunum.
Mynd 4: NYLQ 45 gráðu hornlaus vökvaprófunartæki-Notað til að tryggja núllaðskilnað vatns við eftirlíkingar af mjög-frávikum olíubrunnsaðstæðum.
Vídeóleiðbeiningar: Slurry blöndun með NHJQ Constant Speed slurry blöndunartæki
Sjáðu NHJQ blöndunartækið í aðgerð. Lærðu nákvæma ferlið við að setja vatn, vökvatapsaukefni (CG214) og sementsfasta fasa á API-tilgreindum skurðhraða til að tryggja einsleita prufusurry.
B. Aðlögun með samhæfum bilum
Til að hámarka svæðisbundna einangrun, forðastu leðjumengun á lág-þéttleika slurry. Við mælum með því að sameina sementslausnina með samhæfum for-skolum og bilum, eins og Kelioil'sCS röð einangrunarrýmiogCW röð efnaþvotta. Þetta hjálpar til við að fjarlægja borleðjukaka úr hlífinni og myndunarveggjunum og mynda öflugt, rás-laust sement-við-berg.
C. Gæðaeftirlit á rannsóknarstofu
Áður en lotublöndun er blandað skaltu alltaf prófa vatnsveitu og þurrefni á vettvangi með því að nota háþróaðan greiningartækjabúnað-eins og há-viðmiðunarmæla sem framleiddir eru afTianjin Nithons Technology Co., Ltd.-til að sannreyna þykknunartímaferla, gigtarfæribreytur og núlllaus-vatnsmarkmið.
7. Niðurstaða
Að sigra botnfallsáskorunina í 1,0–1,6 g/cm³ ofur-lítilþéttni sementiaðgerðum er lykilatriði til að tryggja langtímaeinangrun svæðis og heilleika holunnar. hjá KelioilCG214 aukefni gegn-seðjandi vökvatapileysir þessi krefjandi mál með góðum árangri. Með því að sameina-afkastamikla vökvatapstýringu og öflugu staðbundnu stórsameindaneti kemur CG214 í veg fyrir fasaskil, tryggir jafnan þéttleika slurrys og há-þjöppunar-slíðurslíður. Fyrir rekstraraðila sem bora veikburða, lágan- og tæma lón, skilar notkun CG214 framúrskarandi afköstum slurrys, engin hætta á lausum vökva og áreiðanlegri,-langvarandi einangrun í krefjandi umhverfi niðri í holu.
