اخبار صنعتی

تست پایداری دوغاب سیمان چاه نفت در دمای بالا و فشار بالا

2022-06-27

1.سوالات

در طراحی دوغاب سیمان، تحت شرایط دمای بالا و فشار بالا در چاه واقعی، رسوب ناشی از ناپایداری دوغاب سیمان، به ویژه با توسعه چاه های جهت دار، تأثیر منفی بر کیفیت سیمان کاری دارد.و چاه های افقی"آب آزاد" تشکیل شده توسط دوغاب در طول دوره پخت و پخت کافی است تا کانالی در بالای حلق ایجاد کند که باعث بی اثر شدن جداسازی و منجر به شکست سیمان می شود.بنابراین، کنترل "آب آزاد" به یک عامل کلیدی در طراحی دوغاب سیمان برای چاه های افقی تبدیل می شود.در حال حاضر روش خاصی برای آزمایش پایداری دوغاب سیمان در شرایط دمای بالا و فشار بالا در چین وجود ندارد.دوغاب سیمان را فقط می توان پس از هم زدن داخل سیلندر اندازه گیری ریخت و مقدار "آب آزاد" روی دوغاب سیمان را می توان پس از مدتی ایستادن در دما و فشار معمولی یا در حمام آب اندازه گیری کرد.ثبات آن را اندازه گیری کنیداگرچه "آب آزاد" اندازه گیری شده در دما و فشار معمولی بسیار ناچیز است، اما ممکن است مقدار زیادی "آب آزاد" در دمای بالا و فشار بالا تولید شود که تأثیر جدی بر کیفیت چاه دارد.بنابراین، این روش آزمایشی نمی‌تواند گودال را به درستی منعکس کند. پایداری واقعی دوغاب سیمان هیچ اهمیت راهنمایی برای طراحی دوغاب سیمان ندارد.ایجاد دستگاهی که بتواند پایداری دوغاب سیمان را در دمای بالا و فشار بالا منعکس کند، ضروری است.

در حال حاضر شرکت بریتیش پترولیوم (BP) در کشورهای خارجی از لوله ته نشینی دوغاب سیمان تک سیلندر_11 استفاده می کند.پس از مدتی استفاده، آب بندی قسمت شکاف خورده و بریده شده لوله ته نشینی این سازه به راحتی از بین می رود و در نتیجه دوغاب تراوش و انجماد می شود.قالب زدایی آن آسان نیست و در عین حال به راحتی می توان با کمانش شدن دو نیم لوله، پدیده های بدی مانند ناهماهنگی ایجاد کرد.همچنین دستگاه در حین کار مستعد واژگونی است.علاوه بر این، این ساختار تک لوله ای تنها می تواند یک فرمول را در یک زمان آزمایش کند، که باعث می شود نتایج آزمایش محدودیت های خاصی داشته باشد و نتواند از فضای کتری پخت به طور کامل استفاده کند.راندمان تست پایین است.

2.ساختار دستگاه

با توجه به وضعیت فعلی تجهیزات تست پایداری دمای بالا و فشار بالا برای دوغاب سیمان در داخل و خارج از کشور.به منظور تامین نیاز آزمایشگاه دوغاب سیمان میدان نفتی و واحدهای تحقیقاتی علمی مرتبط جهت انجام تست پایداری در طراحی فرمولاسیون دوغاب سیمان.نوع جدیدی از دستگاه تست پایداری دوغاب سیمان ترکیبی چند سیلندر توسعه داده شد.این دستگاه را می توان همراه با کتری پخت سیمانی با دمای بالا و فشار بالا استفاده کرد.این می تواند پایداری دوغاب سیمان را در شرایط دمای بالا و فشار بالا در چاه واقعی آزمایش کند.به منظور حذف محدودیت ها و احتمالی آزمایش تک سیلندر، آزمایش پایداری در شرایط آزمایشی یکسان (دما، فشار) نیز می تواند به طور همزمان برای چندین دوغاب سیمان با فرمولاسیون اختیاری انجام شود.برای اطمینان بیشتر نتایج، دستگاه فضای بدنه کتری را برای خشک کردن کلش به حداکثر می‌رساند و بدون واژگونی به‌طور پایدار قرار می‌گیرد.تمیز کردن، کل دستگاه جمع و جور و کاربردی است.در عین حال، عملکرد استفاده از کتری r curing را نیز گسترش می دهد و میزان استفاده از تجهیزات را بهبود می بخشد.دستگاه را می توان با دو سیلندر یا چهار سیلندر در صورت نیاز ترکیب کرد، به شکل 1 و 2 مراجعه کنید.

آزمایش پایداری دوغاب سیمان چاه نفت در دما و فشار بالا

توجه: 1 پا است.2 پوشش پایینی است.3 واشر آب بندی است.4 پایه است.5 سیلندر تست است.6 میله اتصال است.7 حلقه گلو است.l8 درپوش سیلندر دوغاب است.9 پوشش بالایی است.l0 مهره بستن l11 یک دسته مخصوص است

سیلندر آزمایش از دو نیم لوله ساخته شده است که به هم چسبیده اند.قسمت گیره از روش آب بندی خاصی استفاده می کند، به طوری که وقتی دو نیمه لوله به هم کمان می شوند، یک استوانه کامل را تشکیل می دهند و به ترتیب یک سطح آب بندی اصلی و دو سطح آب بندی کمکی را تشکیل می دهند.هنگامی که حلقه گلو بسته می شود، سه سطح آب بندی به طور همزمان فشرده می شوند تا از آب بندی قابل اطمینان اطمینان حاصل شود و سنگ سیمان جامد شده را می توان به راحتی خارج کرد تا باعث آب بندی ضعیف نشود و باعث اتصال دو نیمه لوله نشود.تراوش و متراکم می شود، به طوری که دو نیمه لوله دارای نقص چسبندگی و قالب گیری مشکل است.این نوع قسمت سگک برای موقعیت یابی و قالب گیری نیز مناسب است.هنگامی که میز کمانش می شود، می تواند از ناهماهنگی دو نیمه لوله با یکدیگر جلوگیری کند.هنگام جدا کردن قالب، کافی است دو نیم لوله را به صورت جانبی حرکت دهید تا به راحتی جدا شود و از یکپارچگی بلوک آزمایش اطمینان حاصل کنید.و دقیقا تست شدیک واشر بین سیلندر آزمایش و پایه اضافه می شود تا از نشت دوغاب سیمان در طول رزوه و ایجاد چسبندگی در نخ جلوگیری شود.درپوش سیلندر دوغاب و سیلندر تست در حالت کشویی هستند که آب بندی خوبی دارد و می توان آن را خارج کرد و درپوش سیلندر دوغاب می تواند از شیار ارتباطی عبور کند که نه تنها می تواند فشار موجود در کتری پخت را به دوغاب سیمان منتقل کند.در سیلندراین پدیده اختلاط بین مایع پخت و دوغاب سیمان در سیلندر را ایجاد نمی کند و همچنین راحت است که ذرات سیمان باقی مانده در مخزن را پس از آزمایش حذف کنید.قالب های آزمایشی به ترتیب در صفحات روکش بالایی و پایینی با شیار تعبیه شده و با مهره های اتصال از طریق پیچ های اتصال محکم می شوند.شکل صفحات پوششی بالا و پایین به طور جامع سیم پیچ خنک کننده در کتری پخت و موقعیت پروب ترموکوپل در پایین را در نظر می گیرد.قسمت قوس با دیواره داخلی کتری حک شده است تا از قرار گرفتن قالب آزمایشی در مرکز اطمینان حاصل شود.در مرکز حالت تست، یک فضای توخالی وجود دارد که در آن ترموکوپل از مرکز بالای درپوش کتری وارد بدنه کتری می شود.نوع دو سیلندر از یک میله اتصال توخالی استفاده می کند تا بتوان ترموکوپل را در آن قرار داد.جفت گالوانیکی وارد سوراخ گرد می شود و دستگاه توسط یک دسته مخصوص داخل قالب آزمایش قرار می گیرد یا از آن خارج می شود.پس از قرار دادن، دسته را بردارید تا درب کتری را بپوشاند.پس از تعمیر، قالب آزمایشی را بیرون بیاورید و مهره و حلقه گلویی را جدا کنید. قالب را بردارید، کل دستگاه کارکرد، مونتاژ و جداسازی آسان است و به راحتی تمیز می‌شود.

3.روش تجربی

دستگاه در دوغاب سیمان تعبیه شده و سپس برای عمل آوری تحت شرایط دمای بالا و فشار بالا زیرزمینی در کتری پخت قرار می گیرد.در طول دوره عمل آوری انتظار، به دلیل اثرات ته نشینی متفاوت دوغاب سیمان، اختلاف بین ارتفاع آب آزاد تولید شده در بالای سیلندر آزمایش و مقدار چگالی سنگ سیمان در جهت ارتفاع نیز زیاد است یاکم اهمیت.مایع آب آزاد و اختلاف چگالی برای اندازه گیری پایداری دوغاب سیمان.

روش تست آن به شرح زیر است:

1_ سطح آب بندی دو نیمه لوله آزمایش را ابتدا با گریس آب بند بپوشانید و سپس دو نیمه را سگک بزنید و از بیرون لوله با گیره های شلنگ استنلس استیل محکم کنید و سپس به طور یکنواخت یک لایه گریس بزنید.در سطح داخلی لولهسپس روی رزوه پایه و رزوه سیلندر تست روغن آب بند بزنید و یک واشر درزگیر در پایه اضافه کنید و یک لایه نازک از گریس را به طور یکنواخت روی سطح بالایی واشر بمالید.و کارتریج تست را به پایه پیچ کنید.

2.با توجه به الزامات اختلاط گروت، دوغاب آماده شده را در سیلندر آزمایش بریزید تا با سطح بالایی سیلندر آزمایش همسطح شود، درپوش سیلندر گروت را با گریس در سطح داخلی بپوشانید و پایه ها را به ترتیب روی پوشش پایینی قرار دهید..روی شیار بالا، صفحه پوشش بالایی را بپوشانید تا درپوش سیلندر دوغاب در شیار جاسازی شود و صفحات روکش بالایی و پایینی و سیلندر آزمایشی را با پیچ و مهره وصل کنید.

3.دسته مخصوص را پیچ کنید، مجموعه آزمایشی را داخل کتری پخت قرار دهید، آن را صاف قرار دهید، دسته را بردارید، درب کتری را بپوشانید، ترموکوپل را وارد کنید و پیچ ها را سفت کنید.با توجه به مشخصات تست API در دما و فشار معین پخت می شود.

4.پس از عمل آوری به مدت 24 ساعت (یا زمان مورد نیاز)، آزمایش پخت را متوقف کنید، مجموعه آزمایشی را خارج کنید و پس از قالب گیری، سنگ سیمان جامد شده را خارج کنید.

5.هنگام اندازه گیری طول ستون سنگ سیمانی، تفاوت بین طول اندازه گیری شده واقعی و طول سیلندر دوغاب برابر است.ارتفاع آب آزاد هر چه آب آزاد کمتر باشد، پایداری بهتر است.

6.ستون سیمانی را از بالا به پایین برش دهید تا چندین بلوک آزمایشی مساوی تهیه شود، آنها را به ترتیب شماره گذاری کنید، جرم و حجم آنها را اندازه بگیرید و مقدار چگالی مربوطه را محاسبه کنید.هرچه تغییرات چگالی بالا و پایین کمتر باشد، پایداری بهتری دارد.

7.نتایج تجربی را تجزیه و تحلیل و پردازش کنید، فرمول دوغاب سیمان را در صورت نیاز تنظیم کنید و آزمایش فوق را تا زمانی که فرمول دوغاب سیمان پایدار مورد نیاز به دست آید تکرار کنید.

4.نتیجه گیری و پیشنهادات

1.استفاده نشان می‌دهد که دستگاه تست پایداری چند سیلندر برای دوغاب سیمان در دمای بالا و فشار بالا (شبیه‌سازی شرایط چاله) ساختار معقولی دارد و استفاده از آن آسان است.

2.آزمایش پایداری باید برای طراحی دوغاب سیمان برای چاه های افقی انجام شود تا فرمول دوغاب سیمان با آب آزاد کم و چگالی یکنواخت برای سیمان کاری در محل بهینه شود.این آزمون الزامات مشخصی را ارائه می‌کند.

3.برای بهبود پایداری دوغاب سیمان و کاهش مایع آب آزاد مخلوط سیمان چاه نفت برای سیمان کاری و عملیات چاه افقی نیاز به توسعه بیشتری دارد.

PS: این مقاله به لطف کمک لین ژونگهائو، مهندس گائو نیائو I است، و می‌خواهم از شما تشکر کنم!