油井水泥减轻剂Word文档格式.docx
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——增加了组批和采样方法(本版的5.2);
——增加了加入减轻剂的水泥浆性能试验方法(本版的5.4)。
本部分的附录C为规范性附录,附录A和附录B为资料性附录。
本部分由石油钻井工程专业标准化委员会提出并归口。
本部分负责起草单位:
西部钻探工程有限公司克拉玛依钻井工艺研究院
本部分参加起草单位:
西部钻探工程有限公司克拉玛依钻井公司
本部分主要起草人:
柳建张艳红王云齐静巴春寿
11 范围
本部分规定了油气井注水泥作业用油井水泥减轻剂的性能要求、评价方法及评价报告。
本部分适用于油气井注水泥作业用油井水泥减轻剂的评价。
12 规范性引用文件
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。
凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。
凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。
GB/T4472—84化工产品密度、相对密度测定通则
GB/T6678—2003化工产品采样总则
GB/T6679—2003固体化工产品采样总则
GB/T8077—2000混凝土外加剂匀质性试验方法
GB10238—2005油井水泥
GB/T19139—2003油井水泥试验方法
SY/T5381钻井液密度计技术条件
13 术语和定义
下列术语和定义适用于本部分。
13.1
堆积密度bulkdensity
样品在密实堆积条件下,单位体积的质量。
13.2
基准配方basicrecipe
在进行水泥浆密度、游离液、抗压强度、沉降稳定性和耐压密度试验时所采用的水泥浆配方。
13.3
耐压密度pressionresistancedensity
加有减轻剂的水泥浆经过增压稠化仪加压后所测得的密度。
14 要求
14.1 油井水泥减轻剂的分类
油井水泥减轻剂的分类及常用油井水泥减轻剂加量和适宜密度范围见附录A。
在进行油井水泥减轻剂的理化性能评价时,应根据减轻剂的不同类型进行评价。
14.2 理化性能
膨润土类油井水泥减剂理化性能
膨润土类油井水泥减轻剂外观、水分、堆积密度、细度及密度性能应符合表1的要求。
表1 膨润土类油井水泥减轻剂理化性能要求
检验项目
质量指标
外观
无受潮板结
水分%
≤3.0
细度(0.315mm筛余)%
≤5.0
密度g/cm3
规定范围
空心微珠类油井水泥减剂理化性能
空心微珠类油井水泥减轻剂外观、水分、杂质、堆积密度、细度及密度性能应符合表2的要求。
表2 空心微珠类油井水泥减轻剂理化性能要求
≤0.2
杂质%
≤3.5
堆积密度g/cm3
14.3 应用性能
加有减轻剂的低密度水泥浆在其适用温度范围内的性能应符合表3的要求。
表3 加有减轻剂的水泥浆性能要求
检测项目
技术指标
水泥浆密度g/cm3
<1.75
游离液%
≤1.4
24h抗压强度MPa
≥8.0
沉降稳定性g/cm3
≤0.02
耐压密度g/cm3
注:
耐压密度适用于空心微珠类油井水泥减轻剂。
15 试验方法
15.1 仪器与材料
仪器
a)电子天平:
精度0.01g;
b)恒温干燥箱:
温度范围0℃200℃;
c)干燥器:
内盛变色硅胶;
d)比重瓶:
25mL;
e)李氏密度瓶:
250mL;
f)分析天平:
称量范围0g200g,精度0.1mg;
g)试验筛:
0.315mm筛孔;
h)水泥浆恒速搅拌器:
应符合GB10238—2005第7章的要求;
i)常压稠化仪:
应符合GB10238—2005第8章的要求;
j)增压稠化仪:
应符合GB10238—2005第10章的要求;
k)抗压强度试验机及强度养护设备:
应符合GB10238—2005第9章的要求;
l)钻井液密度计:
应符合SY/T5381的要求,
m)加压液体密度计:
应符合GB/T19139-2003第6章的要求;
n)250mL量筒:
应符合GB/T19139—2003第15章的要求。
材料
a)油井水泥:
符合GB10238—2005要求的G级油井水泥;
b)水:
蒸馏水和生活饮用水;
c)与减轻剂配伍的其他外加剂材料。
15.2 组批与采样
组批
生产商以一个生产批次进行组批。
油田用户以一次进货的产品量进行组批。
采样
按批为单位进行采样,每批的采样数按GB/T6678—2003中7.6确定。
减轻剂的采样按GB/T6679—2003中4.3.1进行。
减轻剂的采样量应满足GB/T6678—2003中7.6.2的要求。
将按批采到的样品进行充分混匀后,等量分装于两个清洁、干燥的容器中,密封并贴上标签。
标签上应注明供货商名称、产品名称、批号和采样日期。
两个容器样品中,一个用于评价,另一个留作仲裁。
留为仲裁的样品保存期为一年。
15.3 理化性能试验方法
外观测定
目测。
水分测定
在一恒重的烧杯中,称量约20g(精确至0.001g)的样品,在105℃±
2℃条件下把样品烘至恒重,在干燥器中冷却后用精密天平称其质量。
含水量按下式计算。
式中:
——含水量,%;
—— 烧杯质量,g;
—— 样品质量与烧杯质量之和,g;
—— 烘干后样品与烧杯质量之和,g。
15.3.1 杂质含量测定
本检测方法适用于密度小于1.0g/cm3的油井水泥减轻剂。
在一恒重的烧杯中用精密天平称量约20g(精确至0.001g)样品。
加入蒸馏水约200mL,用玻璃棒搅拌1min,然后静置10min,用牛角勺和小毛刷除去浮于水面和粘在烧杯壁上的减轻剂。
再用玻璃棒搅拌1min,然后再静置10min,用同样的办法除去漂浮的减轻剂。
按此方法反复进行,直至清除干净浮于水面的减轻剂为止。
缓慢倒出漂浮用水,在105℃±
2℃条件下烘至恒重,在干燥器中冷却后用精密天平称量烧杯和杂质的质量。
杂质含量按下式计算。
——杂质含量,%;
—— 杂质质量与烧杯质量之和,g。
堆积密度测定
在已知质量的甘氏密度瓶中装满样品,一手拿瓶,在另一手掌心撞击10次,当样品面低于瓶口时,再加入一些样品使密度瓶重新装满,用同样的方法震实样品,反复进行,直至样品面不再下降为止。
加盖,用精密天平称其质量。
堆积密度按下式计算。
——堆积密度,g/cm3;
——甘氏密度瓶质量,g;
——样品质量与密度瓶质量之和,g;
100——甘氏密度瓶容积,100cm3。
细度测定
称取样品100g(精确至0.01g),试验步骤及计算方法按GB/T8077—2000第6章进行。
密度测定
对于密度大于1.0g/cm3的油井水泥减轻剂密度测定按GB/T4472-84中第2章进行。
对于密度小于1.0g/cm3的油井水泥减轻剂密度测定按下面方法进行测定。
向李氏密度瓶中加入蒸馏水,水面至满刻度线,称其质量。
倒出蒸馏水,用电子天平称取20g(精确至0.01g)样品,加入密度瓶中。
加入蒸馏水至满刻度线,称其质量。
密度按下式计算。
——样品密度,g/cm3;
—— 李氏密度瓶与蒸馏水质量之和,g;
—— 李氏密度瓶,蒸馏水与样品质量之和,g;
—— 蒸馏水密度,g/cm3。
15.4 水泥浆性能试验方法
水泥浆初始配方的主要来源
——用户检验:
供货商提供的初始配方或与本油田材料配套形成的初始配方;
——供货商检验:
供货商自行配套形成或根据用户要求组成初始配方;
——第三方检验:
委托方提供的初始配方。
水泥浆制备
按照初始配方制备加入减轻剂的水泥浆,制备方法按GB/T19139—2003第5章进行。
对于加有空心微珠类减轻剂的水泥浆,应在固体混料全部加入拌合水中之后,继续在4000r/min±
200r/min的转速下搅拌35s±
1s。
水泥浆密度测定按GB/T19139—2003第6章进行。
在110℃(BHST)以上温度试验时,应加入3040%(BWOC)的硅粉。
水泥浆性能试验
试验密度点的确定
对减轻剂产品的质检应在其代表性密度点下按基准配方进行。
对减轻剂的应用性能评价应按照以下要求确定试验密度点,以求取其适用密度范围。
a)在某一代表性温度压力条件下对减轻剂进行一系列水泥浆的性能评价。
代表性温度压力可根据本油田的作业温度情况自行确定。
b)密度范围的确定可根据减轻剂的特点,确定一系列水泥浆的范围。
如某一减轻剂的适用水泥浆密度范围在1.40g/cm31.75g/cm3,则进行1.75g/cm3,1.60g/cm3,1.40g/cm3下的水泥浆的性能评价。
如1.40g/cm3的水泥浆性能满足要求,则进行1.30g/cm3的性能,以此类推,直至确认加入该减轻剂的水泥浆下限密度。
如某一减轻剂的适用水泥浆密度范围在1.10g/cm31.50g/cm3,则进行1.50g/cm3,1.30g/cm3,1.10g/cm3下的水泥浆的性能评价。
如1.10g/cm3的水泥浆性能满足要求,则进行如1.00g/cm3的水泥浆性能满足要求,以此类推,直至确认加入该减轻剂的水泥浆下限密度。
c)对于不确定适用密度范围的减轻剂,则进行1.75g/cm3的水泥浆性能评价,如性能满足要求,进行1.60g/cm3的水泥浆性能评价,如满足要求,则进行1.40g/cm3的水泥浆性能评价,如不满足要求,则进行1.50g/cm3的水泥浆性能评价。
以此类推,直至确认加入减轻剂的水泥浆下限密度。
耐压密度试验
各油田可根据实际情况选定某一密度下的水泥浆配方,在选定温度压力下测其加压前后的密度变化。
配制好水泥浆后测其密度,然后按设定的升温升压方案在增压稠化仪中升至所需的温度和压力,应续搅拌20min后停止稠化试验(如果试验温度高于87℃(189℉),则在水泥浆冷却至87℃(189℉)后释放稠化仪的压力),然后打开增压稠化仪。
移去增压稠化仪浆杯中搅拌叶,用刮刀用力搅拌水泥浆5s,将水泥浆倒入密度计中测其密度。
增压稠化仪操作方法按GB/T19139—2003第9章进行。
升温升压方案可自行确定或按GB/T19139—2003附录E进行。
游离液
按GB/T19139—2003第15章进行。
抗压强度
按GB/T19139—2003第7章进行。
沉降稳定性
16 评价报告
油井水泥减轻剂的应用性能评价参见附录B,质量检验报告格式遵照附录C的规定。
附 录 A
(资料性附录)
油井水泥减轻剂的分类及常用油井水泥减轻剂
A.1 油井水泥减轻剂的分类
油井水泥减轻剂可分为三类:
第一类是靠增大水灰比来降低水泥浆密度,如膨润土;
第二类是靠自身密度低来降低水泥浆密度,如空心微珠;
第三类是以向水泥浆中充气或化学发气的方法形成泡沫水泥浆来降低水泥浆密度,如空气。
A.2 常用油井水泥减轻剂
常用油井水泥减轻剂加量和适用密度范围见表A.1。
表A.1常用油井水泥减轻剂加量和适用密度范围
减轻剂名称
密度,g/cm3
加量范围,%
水泥浆密度范围,g/cm3
膨润土
2.65
232
1.381.77
凹凸棒土
硅藻土
2.10
1040
1.331.55
珍珠岩
2.40
825
1.311.53
粉煤灰
2.102.60
25100
1.551.70
海泡石抗盐土
1.801.90
230
空心玻璃微珠
0.420.70
1060
0.721.50
空心陶瓷微珠
超细硅粉
2.502.60
1.501.80
空气
-
0.841.44
氮气
附 录 B
油井水泥减轻剂应用性能评价报告格式
样品名称:
生产批号:
供货商:
适用密度范围:
委托单位:
送(采)样日期:
送(采)样人:
采样地点:
评价单位:
执行标准:
检验用水:
水泥批号:
报告编号:
表B.1油井水泥减轻剂应用性能评价报告
试验条件℃×
MPa
水泥浆配方
试验结果
g/cm3水泥浆配方:
24h抗压强度
MPa
≥8
%
g/cm3
下限密度g/cm3水泥浆
配方:
耐压密度
主检人:
审核:
批准:
评价日期:
附 录 C
(规范性附录)
油井水泥减轻剂质量检验报告格式
适用温度范围:
表C.1膨润土类油井水泥减轻剂质量检验报告
类型
理化性能
水分
%
≤2.0
堆积密度
细度(0.315mm筛余)
≤5.0
密度
g/cm3水泥浆性能
基准配方:
检验结论
表C.2空心微珠类油井水泥减轻剂质量检验报告
杂质
g/cm3
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