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API油井水泥级别

2020-12-06 23:38 作者:万家博官网 点击:

  1 油井水泥及油井水泥外加剂 API 规范和我国标准把油井水泥分为 A~H 八个级别,每种水泥都适用于不同的井深、温度和压力。 同一级别的油井水泥,又根据 C 3 A 的含量分为:普通型(O):C 3 A15%;中抗硫酸盐型(MSR):C 3 A≤8%,SO 3 ≤3%;高抗硫酸盐型(HSR):C 3 A≤3%,C4AF+2C3≤24%以示抗硫酸盐侵蚀的能力。 1 1 、I API 油井水泥级别 A A 级:A 级水泥旨在无特殊性能要求时使用,仅有普通型(O)。根据 API 规范10A,A 级水泥试验时的水灰比为 0.46(干水泥:拌和水=100:46)。 A 级水泥适用于从地面到 1830m 的浅井。 B B 级:B 级水泥在需要中抗硫酸盐或高抗硫酸盐的使用。B 级水泥类...

  1 油井水泥及油井水泥外加剂 API 规范和我国标准把油井水泥分为 A~H 八个级别,每种水泥都适用于不同的井深、温度和压力。 同一级别的油井水泥,又根据 C 3 A 的含量分为:普通型(O):C 3 A15%;中抗硫酸盐型(MSR):C 3 A8%,SO 3 3%;高抗硫酸盐型(HSR):C 3 A3%,C4AF+2C324%以示抗硫酸盐侵蚀的能力。 1 1 、I API 油井水泥级别 A A 级:A 级水泥旨在无特殊性能要求时使用,仅有普通型(O)。根据 API 规范10A,A 级水泥试验时的水灰比为 0.46(干水泥:拌和水=100:46)。 A 级水泥适用于从地面到 1830m 的浅井。 B B 级:B 级水泥在需要中抗硫酸盐或高抗硫酸盐的使用。B 级水泥类似于 A级水泥,但它既有中抗硫酸盐型(MSR),又有高抗硫酸盐型(HSR)。目前,国际上已有不再生产或很少生生产 B 级水泥,而被 G 级水泥所代替。 B 级水泥适用于从地面到 1830m 的浅井。 C C 级 :C 级水泥旨在需要高早强时使用。它是 API 水泥中磨得最细的水泥。此种水泥有普通型(O)、中抗硫酸盐型(MSR)和高抗硫酸盐型(HSR)。根握 API规范 10A,C 级水泥试验时的水灰比为 0.56(干水泥:拌和水=100:56)。 C 级水泥适用于从地面到 1830m 的浅井。 D、E 和 F 级油井水泥,适用于中深井注水泥。 D D 级 :D 级水泥是一种缓凝水泥,在中、高温条件下使用。 D 级水泥包括中抗硫酸盐型(MSR)和高抗硫酸盐型(HSR)。根据 API 规范 10A,D 级水泥试验时水灰比为 0.38(干水泥:拌和水=100:38)。 D 级水泥适用于 1830m 到 3050m 井深的注水泥作业。 E E 级 :E 级水泥类似于 D 级水泥,是一种较强的缓凝水泥,分为中抗硫酸盐型(MSR)和高抗硫酸盐型(HSR),旨在井下高温情况下使用。根据 API 规范 10A.E级水泥试验时水灰比为 0.38(干水泥:拌和水=100:38)。 E 级水泥适用于 3050m 到 4270m 的井深进行注水泥作业。 F F 级 :F 级水泥是一种高缓凝水泥,有中抗硫酸盐型(MSR)和高抗硫酸盐型(HSR)两种,在极高温度条件下使用。根据 API 规范 10A,F 级水泥试验时水灰比为 0.38(干水泥:拌和水=100:38)。 F 级水泥适用于 3050m 到 4880m 的超深井进行注水泥作业。 G G 级:G 级水泥是 1962 年由美国西部太平洋沿岸的石油公司,水泥厂和服务公司共同研制的,继 G 级水泥之后,美国又出现了一种 H 级水泥,二者均是基本油井水泥,有中抗硫酸盐型(MSR)和高抗硫酸盐型(HSR)两种。此种水泥有中抗硫酸盐型(MSR)和高抗硫酸盐型(HSR)。根据 API 规范 10A.G 级水泥试验时的 2 水灰比为 0.44(干水泥:拌和水=100:44)。 G 级水泥适用于从地面到井深 2440m 井深注水泥,加入速凝剂或者缓凝剂适用于更广泛的井深和温度范围。 H H 级 :H 级水泥类似于 G 级水泥,作为基本水泥使用,但与 G 级水泥相比,不同之处在于这种水泥磨得较粗,根据 API 规范 10A,H 级水泥试验时的水灰比为 0.38(干水泥:拌和水=100:38)。 G 级水泥适用于从地面到井深 2440m 井深注水泥,加入速凝剂或者缓凝剂适用于更广泛的井深和温度范围。 表 l API 油井水泥类型 级别 普通型(O) (对C 3 A无要求) 中抗硫酸盐型(MSR) (C 3 A=3%~8%) 高抗硫酸盐型(HSR) (C 3 A3%) A × B × × C × × × D × × E × × F × × 参见 API 规范 10A 2 2 、外加剂 一般地说,油井水泥外加剂可分为: 1)调节水泥浆稠化时间的外加剂:促凝剂、缓凝剂; 2)改变水泥浆失水性能的外加剂:降失水剂 3)改善水泥浆流变性能的外加剂:分散剂; 4)水泥浆密度调节剂:加重剂、减轻剂; 5)降低循环漏失的外加剂:堵漏剂; 6)提高水泥石热稳定性的外加剂:石英砂; 7)配制含盐水泥浆; 8)其它外加剂 (一)促凝剂 促凝剂是指能缩短水泥浆凝固时间,加快抗压强度形成速度的化学品。 在浅井或表层套管注水泥施工中,虽然水泥浆满足泵送的要求,但往往存在稠化时间长、强度发展慢的问题,严重影响钻井进尺和固井质量。而加入促凝剂或早强剂,可以改变水泥浆性能,既能满足固井作业的要求,又能使强度尽快地达到继续钻进的要求。油井水泥促凝剂有以下几种类型: 1 1 )氯化物促凝剂:氯化物促凝剂主要包括氯化钙、氯化钠、氯化钾和 3 海水等。 2 2 )无氯促凝剂:主要包括碳酸钠、硅酸钠和石膏等无机物,以及低相对分子质量的有机物,贸易公司甲酰胺,三乙醇胺等。 3 3 )复合促凝剂:用这些材料固井,既能缩短水泥浆的凝固时间,又能提高它的流动性。 4 4 )促凝促凝剂:这种促凝剂,不使水泥浆产生沉降。并适用于任何水基水泥浆,缩短其候凝时间,它不仅含有铝酸钾、碳酸钾,还含有一定量的氢氧化钾。 5 5 )其它促凝剂:铝酸钠、三聚氰胺甲醛树脂、硫酸铝、明矾等。 (二)缓凝剂 缓凝剂是指延长水泥浆凝固时间的化学品,缓凝剂的作用是能够有效的延长或者维持水泥浆处于液态或者可泵状态的时间。油井水泥缓凝剂有以下几种类型: 1)木质素磺酸盐及其异构体或衍生物; 2)单宁、磺化单宁及其衍生物; 3)羧酸、羟基羧酸、异构体或衍生物及其盐类; 5)葡糖酸及其衍生物的钠盐或钙盐; 6)低相对分子质量的纤维素及其衍生物; 7)有机或无机磷酸盐; 8)酸及其盐类等。 (三) 降失水剂 降失水剂是指能够控制水泥浆中的水向地层滤失的化学材料。油井水泥降失水剂有以下几种类型: 1)颗粒材料:最初用作降失水剂的是膨润土,属于这类材料还有沥青、石灰石粉=热塑性树脂等,均可用作降失水剂; 2)纤维素类:这类材料包括羧甲基纤维素(CMC)、羟乙基纤维素(HEC)、羧甲基羧乙基纤维素(CMHEC)、纤维素硫酸盐(CelSO 4 )和水解聚丙烯睛(HPAN); 3)淀粉类:这类材料包括羧甲基淀粉、黄原酸淀粉和丙基淀粉等; 4)聚酰胺类:是阴离子聚合物降失水剂中为数量最多的一种类型,它包括丙烯酰胺及其衍生物的聚合物、二元共聚物和三元共聚物等; 5)聚胺类:聚胺属于阳子聚合物; 6)磺化聚合物:这类化合物也属于阴离子聚合物; 7)聚乙烯吡咯烷酮:是非离子型合成聚合物,缩写为 PVP; 8)聚乙烯醇(PVA):聚乙烯醇是一种非离子型降失水剂,缩写 PVA 或 PVAL; 4 (四)分散剂 分散剂又称减阻剂或紊流诱导剂。其主要作用是提高水泥浆的可泵性,降低一定流速下的泵压,使水泥施工顺利。油井水泥分散剂有以下几种类型: 1 1 )磺酸盐类: 磺酸盐类是最通用的油井水泥分散剂。其种类有以下几种 a:木质素磺酸盐; b:聚萘磺酸盐从; c:密胺磺酸盐; d:醛酮加成聚合物; e:亚硫酸盐改性酚酞树脂; f:其它磺酸盐聚合物。 2 2 )羧酸盐类: a:丙烯酰胺丙烯酸或甲基丙烯酰胺甲基丙烯酸共聚物; b:聚马来酸酐; c:苯乙烯马来酸酐磺化共聚物。 (五)加重剂 增加水泥浆密度的外加剂或外掺料称加重剂,其自身密度都比水泥大。增密水泥浆最常用的加重剂是重晶石、钛铁矿和赤铁矿等。 (六)减轻剂 减轻剂也称填充剂,是一些填充材料。主要用于降低水泥浆密度,减少固井时静水液柱压力,避免水泥浆通过裂缝性地层、多孔隙地层、高渗透性地层和溶洞漏失层时流失,同时,又可增加水泥造浆率,降低水泥用量,节约固井成本。 通常减轻剂可分为三类:吸水性材料、轻质材料和泡沫水泥。 (七)热稳定剂 热稳定剂主要是石英砂。 ( 八)防气窜剂 在油、气井注水泥中,特别是某些高压气井,毗邻环空的地层,含苞欲放有一定压力的原生气,这种气体能够进入注水泥后的环空,造成气体泄漏,有时可能到达地面或其它低压层,这就是气窜,也称气侵。 防气窜剂就是配制可压缩水泥、不渗透水泥、触变性水泥、零游离水泥和不胶凝水泥等所使用的外加剂。 (九)消泡剂 常用消泡剂剂有以下几种类型: 1 1 )醇类:甘油聚醚、斯盘-80、聚磷酸三丁酯、乙二醇、聚丙稀醇、正丁醇等等。 2 2 )有机硅类:硅醚油、硅氧烷等。 5 (十)堵漏剂 油井水泥堵漏剂有以下几种类型: 1 1 )防漏材料:在水泥中,防止井漏常用的方法是降失水浆密度、缩短水泥柱高度和减少环空摩擦阻力,以达到平衡压力固井;也可使用硅酸钾溶液作前置液,或在水泥浆中加入片状、纤维状、颗粒状或凝胶材料,如赛璐珞、玻璃纤维、云母片和硬沥青等帮助控制漏失。当然还要以使用触变性水泥。 2 2 )桥塞剂:桥塞剂一般是颗粒状、薄片状、纤维状和封包吸液颗粒。在使用中可以根据不同情况加到钻井液中,水泥浆中或聚合物一起直接封堵漏层。 3 3 )有机聚合物:通常所说的化学堵漏剂指的就是有机聚合物堵漏剂。主要包括树脂类、丙烯腈类和胶乳类等。 4 4 )无机胶凝剂: :此类材料是处理井露最常用的堵剂,并在提高封堵效果和降低成本方面取得显著效果。主要包括:钙铝灰渣、低密度封堵液、快凝水泥、菱镁矿石堵剂、油井水泥和聚乙烯醇、触变性水泥等。 3 3 、油井水泥外加剂产品介绍 固井化学品技术服务公司的产品是对十几年油井水泥外加剂研究、生产和应用总结,下表列出一些典型国产油井水泥外加剂及厂家: 表 2 国产油井水泥外加剂 类型 名称或者代号 主要化学组成 生产厂家 促凝剂 氯化钙 CaCl 2 氯化钾 KCl 甲酰胺 HCONH 2 连云港曙光化工厂 纯碱 Na 2 CO 3 食盐 NaCl 水玻璃 Na 2 SiO 3 缓凝剂 单宁酸钠 NaT 广州梧州化工厂 酒石酸 BH 上海染料七厂 铁铬盐 铁铬木质素磺酸盐 牡丹江红旗化工厂 腐殖酸铁 弱酸类高分子化合物 山西孝义腐殖酸厂 磺化栲胶 SMK 成都栲胶厂 葡萄糖酸钙 重庆 626 制药厂 磺化褐煤 鹤岗腐殖酸厂 木质素磺酸钙 分散剂 PDN 萘磺酸甲醛缩合物 湛江外加剂厂 SZ 萘磺酸盐类 木质素磺酸钠 开山屯化纤浆厂 6 SXY 酮醛缩合物 成都栲胶厂 SAF 酮醛缩合物 新乡一化 降失水 龙胶粉 羟乙基半乳甘露聚糖 塘沽中心庄农药厂 PA-1 大庆钻井研究所 S-27 石油工程研究院 消泡剂 甘露聚醚 大连化工厂 消泡剂 吉林石油化工研究所 辛醇-Z 上海五化 减轻剂 膨润土 黑山膨润土厂 粉煤灰 埠新发电厂 空心玻璃漂珠 保定热电厂 防气窜剂 KQ-A 铝粉 成都栲胶厂 ZG-2 铝粉 河南滑县化工厂 DG-29 铝粉 牡丹江立新工业公司 SEP-1 膨胀剂 西南石油学院油化中心 加重剂 重晶石 BaSO 4 昆山石油器材供应公司 钛铁矿粉 TiO 2 -Fe 2 O 3 昆山石油器材供应公司 氧化铁粉 Fe 2 O 3 昆山石油器材供应公司 热稳定剂 硅砂 辽宁义县矿建公司 硅粉 200 目以上 鸡西市水泥速凝剂厂 另外,世界上具有代表性的固井公司,如哈利伯顿公司、道威尔公司、BJ休斯公司等公司均生产油井水泥外加剂。其典型产品如下表: 表 3 国外油井水泥外加剂 类型 名称或者代号 主要化学组成 生产厂家 促凝剂 盐 NaCl 哈利伯顿公司 D75 Na 2 SiO 3 道威尔公司 TXG-1 偏硅酸钠 BJ 休斯公司 缓凝剂 HR-4 木质素磺酸盐 哈利伯顿公司 D110 有机酸及盐的混合物 道威尔公司 SR30 合成聚合物缓凝剂 BJ 休斯公司 分散剂 CFR-2 抗沉降型的分散剂 哈利伯顿公司 D65A 聚合物材料 道威尔公司 CD-31 聚萘磺酸盐 BJ 休斯公司 降LA-2 哈利伯顿公司 7 D146 道威尔公司 FL-62 BJ 休斯公司 消泡剂 NF-3 哈利伯顿公司 D46 道威尔公司 FP-12L BJ 休斯公司 减轻剂 珍珠岩 火山灰质的中空球体 哈利伯顿公司 D132 人造火山灰 道威尔公司 膨润土 天然胶体粘土 BJ 休斯公司 防气窜剂 Latex2000 哈利伯顿公司 LAP-1 哈利伯顿公司 D600 道威尔公司 BA-10 BJ 休斯公司

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