Goresgyn yr Her Gwaddodiad mewn 1.0–1.6 g/cm³ Ultra-Smentu Dwysedd Isel: Mecanwaith a Chymhwyso CG214 Gwrth{4}}Sefydlu Ychwanegyn Colli Hylif

Mewn adeiladu ffynnon olew a nwy modern, mae archwilio cronfeydd dŵr wedi'u disbyddu, ffurfiannau dŵr dwfn, parthau gwasgedd isel, a ysgubiadau methan gwely glo yn her strwythurol gyson: mae gan y ffurfiannau daearegol yn yr ardaloedd hyn raddiant torasgwrn hynod o isel. Mae slyri sment dosbarth G safonol, sydd fel arfer yn cynnwys dwyseddau yn amrywio o 1.88 i 1.95 g/cm³, yn rhoi pwysau hydrostatig uchel yn ystod dadleoli. Mae'r pwysau hwn yn mynd y tu hwnt i drothwyon mecanyddol creigiau bregus yn hawdd, gan achosi methiant ffurfiad trychinebus, colledion hylif drilio difrifol, ac ansawdd smentio gwael.

Er mwyn dileu'r risgiau hyn, mae gweithredwyr smentio'n dibynnu'n helaeth ar slyri sment dwysedd isel ac ysgafn iawn, wedi'u cynllunio'n nodweddiadol o fewn ystod dwysedd y1.0 g / cm³ i 1.6 g / cm³. Fodd bynnag, mae lleihau'r dwysedd slyri yn cyflwyno ansefydlogrwydd ffisegol difrifol. Wrth i ddwysedd ostwng, mae'r gyfran o ddŵr i sment yn cynyddu'n ddramatig, neu cyflwynir cyfeintiau mawr o admixtures dwysedd isel (fel cenosfferau, microsfferau gwydr gwag, a pherlit estynedig). Mae hyn yn creu gwahaniaeth cyfnod difrifol, gan arwain at waddodiad gronynnau cyflym, ffurfiad hylif rhydd helaeth, a sianeli strwythurol y tu ôl i'r casin.

I ddatrys y paradocs peirianneg cymhleth hwn,Kelioil peirianneg deunydd a thechnoleg Co., Ltd.wedi peiriannu yCG214 Gwrth-Sefydlu Ychwanegyn Colli Hylif. Mae'r copolymer perfformiad uchel hwn nid yn unig yn rheoleiddio hidlo hylif i lawr i safonau API llym ond hefyd yn adeiladu rhwydwaith macromoleciwlaidd elastig sy'n dileu setlo solidau yn llwyr, gan ddarparu gwain sment wedi'i halltu'n berffaith homogenaidd o ben i waelod y llinyn casin ffynnon.

Gellir dadansoddi'r mecanwaith ffisegol craidd y tu ôl i waddodiad solidau mewn slyri sment yn fathemategol trwy fersiwn wedi'i addasu o Gyfraith Stokes. Y mynegiant clasurol ar gyfer y cyflymder setlo terfynell (v) diffinnir gronyn sfferig anhyblyg mewn hylif gludiog fel:

v = [ 2 · r² · (ρ_p - ρ_f) · g ] / [ 9 · μ ]

Lle:

ryw radiws cyfatebol y gronyn solet.
ρ_pyw dwysedd y cyfnod solet (ee, gronynnau sment safonol ar ~3.15 g/cm³ neu ficrosfferau ceramig gwag ar 0.4-0.8 g/cm³).
ρ_fyw dwysedd y cyfnod atal hylif parhaus (dŵr a chemegau toddedig ar ~1.0 g/cm³).
gyw cysonyn cyflymiad disgyrchiant.
μyw gludedd deinamig/ymddangosiadol yr hylif.

Mewn -slyri sment dwysedd isel iawn, mae gwerthoedd ffisegol y newidynnau hyn yn gwyro'n sylweddol oddi wrth systemau confensiynol:

Yn gyntaf, y gostyngiad gludedd eithafol:Wrth leihau dwysedd i 1.1–1.3 g/cm³ heb -ychwanegion perfformiad uchel, mae'r gymhareb gormodol o ddŵr i{4}}soled yn achosi cwymp difrifol yn gludedd ymddangosiadol y slyri (μ). Yn ôl Cyfraith Stokes, fel gludedd (μ) nesáu at werth isel dŵr pur, y cyflymder setlo (v) o ronynnau sment trwm yn codi'n esbonyddol, gan achosi gwahaniad cyflym.

Yn ail, y ffenomen gwahanu deugyfeiriadol:Mae slyri traddodiadol yn cynnwys cyfnodau solet sy'n drymach na dŵr (ρ_p> ρ_f), symud i lawr. Fodd bynnag, pan ychwanegir microsfferau uwch-i gyflawni dwysedd o dan 1.2 g/cm³, mae eu dwysedd yn llawer is na'r cyfnod hylif (ρ_p< ρ_f). Mae hyn yn gwrthdroi'r term(ρ_p - ρ_f), gan achosi i'r microsfferau arnofio'n gyflym i fyny tra bod y matrics sment trwm yn setlo i lawr. Mae'r gwahaniad deugyfeiriadol hwn yn difetha unffurfiaeth ofodol y wain sment tyllu'r ffynnon, gan adael sianeli hylif mandylledd uchel ar y brig a chyfnodau brau, hyper-trwchus ar y gwaelod.

NCJQ Sedimentation Tube used for assessing particle settling and density variance in ultra-low density cement slurries

Ffigur 1: Tiwb Gwaddodi NCJQ-Offer labordy hanfodol a ddefnyddir i gyfrifo'r graddiant gwaddodiad uchaf-i-gwaelod o dan halltu tymheredd uchel.

CG214 Gwrth-Sefydlu Ychwanegyn Colli Hylifyn cael ei syntheseiddio trwy-gopolymerization radical rhad ac am ddim, gan ffurfio-bolymer toddadwy mewn dŵr cymhleth gyda chydrannau adeileddol wedi'u teilwra. Yn wahanol i etherau cellwlos llinol safonol neu bolymerau colli hylif synthetig syml sydd ddim ond yn tewhau'r hylif trwy chwyddo, mae pensaernïaeth macromoleciwlaidd CG214 yn cynnwys tri grŵp swyddogaethol hynod benodol:

A. Grwpiau Angor (Monomerau Sylfonedig - AMPS):
Mae'r grwpiau hyn yn dangos ymwrthedd cryf i dymheredd uchel a halltedd. Mae'r pennau sylffonad pegynol iawn yn arsugno'n gadarn ar arwynebau mwynau sment hydradol a microsfferau ysgafn trwy fondio electrostatig a chydlynol. Mae hyn yn angori'r cadwyni polymerau yn barhaol i'r cyfnodau solet, gan sicrhau nad ydynt yn dadgysylltu o dan gneifio thermol uchel.

B. Cadwyni Rhwydwaith Cysylltiol (Monomerau Acrylamid - AM):
Mae'r segmentau cadwyn o acrylamid an{0}}ïonig, hir-yn ymestyn yn ddwfn i'r cyfnod dŵr rhyngosodol. Unwaith y byddant wedi'u hydradu, mae'r canghennau hyn yn rhyngweithio â moleciwlau polymer cyfagos, gan greu arhwydwaith micro elastig tri dimensiwn (strwythur gel viscoelastig). Mae'r rhwydwaith hwn yn gweithredu fel gwe anweledig, gan ddal moleciwlau dŵr rhydd ac atal y microsfferau ysgafn a'r grawn sment trwm. Mae'r rhwydwaith yn cynhyrchu dan gneifio (pwmpio) ond yn diwygio'n syth pan fydd yn sefydlog (halltu), gan gloi pob cam yn ei le.

C. Dŵr Hydroffilig-Cylchoedd Cadw (Deilliadau Pyrrolidone):
Mae'r grwpiau swyddogaethol cylchol hyn yn ffurfio cregyn hydradiad trwchus trwy fondio hydrogen dwys â moleciwlau dŵr amgylchynol. Wrth i'r dŵr geisio dianc i ffurfiannau athraidd o dan bwysau gwahaniaethol, mae'r haenau hydradu affinedd uchel hyn yn cadw'r hylif, gan helpu'r slyri i adeiladu cacen hidlo ddeinamig, isel, hynod denau yn erbyn y wal graig. Mae hyn yn cyfyngu'r golled hidlo API gyffredinol i lefelau isel iawn.

Pan gaiff ei ffurfio yn systemau slyri sment dwysedd isel iawn, mae CG214 yn darparu nifer o fanteision gweithredol mawr:

Dim Hylif Rhydd (100% Homogenedd):O dan broffiliau halltu ar oleddf, llorweddol, neu fertigol, mae slyri â CG214 yn gyson yn dangos 0.0% o wahanu dŵr am ddim, gan atal sianelu pocedi dŵr ar hyd ochr uchel tyllau gwellt gwyro.
Ffug-blastigedd a Chneifio Gwych-Teneuo:O dan amodau-cyflymder uchel cymysgu a phwmpio, mae rhwydweithiau gofodol dros dro CG214 yn alinio a chneifio'n hawdd, gan leihau gludedd cyffredinol y slyri. Mae hyn yn lleihau pwysau ffrithiant ac yn amddiffyn ffurfiannau cain rhag toriadau a achosir gan Dwyseddau Cylchrediad Cyfwerth uchel (ECD).
Hylif slyri Ardderchog:Mae'r slyri yn cynnal pwmpadwyedd rhagorol a phroffil rheoleg fflat heb gelation na gwerthoedd cynnyrch uchel yn ystod llif deinamig.
Ymwrthedd Thermol Eang:Mae'n gweithredu'n ddibynadwy o dymheredd amgylchynol arwyneb hyd at 120 gradd, gan aros yn sefydlog yn gemegol lle mae biopolymerau biolegol (fel gwm welan neu gwm xanthan) yn diraddio.

Yn yr arddangosiad fideo hwn, darganfyddwch sut i ddefnyddio Tiwb Gwaddodi NCJQ i werthuso sefydlogrwydd gwaddodiad. Rydym yn dadansoddi'r amrywiad dwysedd slyri (Δρ) o frig i waelod y silindr wedi'i halltu, gan ddelweddu'r rhwydwaith amddiffynnol a ffurfiwyd gan asiant gwrth-setlo CG214 o dan weithdrefnau prawf go iawn.

Er mwyn dangos perfformiad CG214 o dan amodau twll lawr efelychiedig, cynhaliwyd astudiaeth arbrofol gynhwysfawr y tu mewn i labordy smentio proffesiynol. Paratowyd y slyri gan ddefnyddio rhaglen gymysgu cneifio uchel yn unol ag Arfer Argymelledig API 10B-2.

NHJQ Constant Speed Mixer used to prepare homogenous oilfield cement slurries

Ffigur 2: Cymysgydd Cyflymder Cyson NHJQ-Hanfodol ar gyfer atgynhyrchu patrymau cneifio maes i baratoi slyri dwysedd isel homogenaidd.

Cydrannau Ffurfio Slyri:

Dosbarth G Portland Sment (100%)
Microsfferau Silicad Gwag (35% BWOC i gyrraedd y targed o ddwysedd 1.25 g/cm³)
Gwasgarwr (0.5% BWOC)
CG214 Gwrth-Setlo Ychwanegyn Colli Hylif (1.5% BWOC ar gyfer Fformiwla 2)
Cyfanswm y Dŵr Cymysgu (wedi'i addasu ar gyfer y dwysedd targed)

Paramedr System Slyri	Fformiwla Reoli (Rhif CG214)	Fformiwla Wedi'i Addasu (Gyda 1.5% CG214)
Dwysedd Slyri Targed (g/cm³)	1.25	1.25
Colli Hylif API ar 75 gradd, 6.9 MPa (mL / 30 munud)	342 ml (chwythiad critigol)	42 ml (rheolaeth ardderchog)
Cyfrol Hylif Am Ddim (2 Awr, safon API)	5.2%	0.0% (Dim gwahaniad)
Dwysedd Uchaf Colofn Graidd wedi'i halltu (g/cm³)	1.08 (Adeiledd hydraidd iawn)	1.24
Dwysedd gwaelod y golofn graidd wedi'i halltu (g/cm³)	1.36 (Anheddiad trwm)	1.25
Amrywiad Dwysedd Net (Δρ)	0.28 g/cm³ (Ansefydlog iawn)	< 0.01 g/cm³ (Flawless)
Cryfder Cywasgol 24 Awr (MPa)	2.8 MPa	6.8 MPa

Trafod y Canlyniadau:Roedd y slyri sment rheoli yn dangos problemau gwaddodi helaeth yn ystod halltu statig. Oherwydd-gwahaniad dwysedd uchel, dangosodd top y mowld wedi'i halltu broffil dwysedd uwch-denau o 1.08 g/cm³, tra bod y gwaelod yn cyrraedd 1.36 g/cm³. Mae'r amrywiad mawr hwn (ΔρGall=0.28 g/cm³) arwain at ddiffyg cymorth casin. Mewn cyferbyniad, mae'r slyri gyda 1.5% CG214 wedi cynnal homogenedd rhagorol, gan gadw amrywiadau dwysedd o dan 0.01 g / cm³ ar draws y golofn sbesimen gyfan.

NJSJ HTHP Fluid Loss Cell for assessing fluid filtration control under downhole temperature and pressure

Ffigur 3: Cell Colli Hylif NJSJ HTHP-Offeryn dibynadwy wedi'i gynllunio i fesur cyfradd hidlo uchel-tymheredd uchel-pwysedd uchel (HTHP) slyri sefydlog.

Mae'r canllaw hwn yn dangos sut i ffurfweddu'r NJSJ Uchel-Tymheredd Uchel-Profwr Colli Hylif Pwysedd. Dilynwch y mesuriadau hidlo amser real o dan 6.9 MPa o bwysau gwahaniaethol, gan amlygu cadw dŵr deinamig y copolymer CG214.

Er mwyn gweithredu CG214 yn llwyddiannus mewn gweithrediadau smentio dwysedd isel iawn ar raddfa maes go iawn, dylai peirianwyr smentio gadw at y canllawiau maes canlynol:

Mae CG214 yn dangos cydnawsedd uchel â thechnegau cymysgu maes olew, gan ganiatáu ar gyfer protocolau cymysgu sych a chymysgu gwlyb:

Cymysgu Sych (Argymhellir yn Uchel):Sych-cymysgwch CG214 yn drylwyr gyda'r powdr smentio, yr estynwyr ysgafn, a'r microsfferau cyn eu cludo. Defnyddiwch ddulliau cymysgu-cneifio sych-isel i gadw cyfanrwydd adeileddol gwydr gwag neu ficrosfferau ceramig.
Cymysgu Gwlyb (Cymysgu Swp Tanc):Ychwanegu CG214 yn araf i mewn i'r tanc dŵr, gan gadw'r gyfradd cynnwrf yn uchel i sicrhau diddymiad cyflym, rhydd o lwmp. Gadewch i'r hylif hydradu'n llawn cyn ychwanegu'r cydrannau sment sych solet.

NYLQ 45 Degree Angle Free Fluid Testing Device used to verify water-retaining properties in highly deviated wells

Ffigur 4: Dyfais Profi Hylif Heb Ongl 45 gradd NYLQ-Fe'i defnyddir i sicrhau nad yw'r dŵr yn gwahanu o gwbl o dan amodau ffynnon olew wyredig iawn - efelychiedig.

Gweler Cymysgydd NHJQ ar waith. Dysgwch yr union broses o gyflwyno dŵr, ychwanegion colli hylif (CG214), a chyfnodau solet sment ar gyflymder cneifio penodedig API- i sicrhau slyri prawf homogenaidd.

Er mwyn gwneud y mwyaf o arwahanrwydd parthau, dylech osgoi halogi llaid o'r-slyri dwysedd isel. Rydym yn argymell cyfuno'r slyri sment gyda rhag-ffliwiau a gwahanwyr cydnaws, megis Kelioil'sGwahanwyr ynysu cyfres CSaGolchi cemegol cyfres CW. Mae hyn yn helpu i dynnu cacen fwd drilio o'r waliau casio a ffurfio, gan sefydlu sianel gadarn, rhydd o sment i-bond roc.

Cyn cymysgu swp, profwch y cyflenwad dŵr maes a'r deunyddiau sych bob amser gan ddefnyddio offeryniaeth ddiagnostig uwch-megis y cysonomedrau manwl uchel a weithgynhyrchir ganTianjin Nithons technoleg Co., Ltd.-i ddilysu'r cromliniau amser tewychu, paramedrau rheoleg, a thargedau dŵr rhydd o sero.

Mae goresgyn yr her gwaddodiad mewn gweithrediadau smentio dwysedd isel iawn 1.0–1.6 g/cm³ ultra-yn hanfodol ar gyfer sicrhau ynysu cylchfaol hirdymor a chyfanrwydd adeileddol ffynnon. Kelioil'sCG214 Gwrth-Sefydlu Ychwanegyn Colli Hylifdatrys y materion heriol hyn yn llwyddiannus. Trwy gyfuno rheolaeth colled hylif deinamig uchel-effeithlonrwydd â rhwydwaith macromoleciwlaidd gofodol cadarn, mae CG214 yn atal gwahanu fesul cam, gan sicrhau dwysedd slyri unffurf a -gwainiau sment cryf-cywasgol uchel. Ar gyfer gweithredwyr sy'n drilio cronfeydd dŵr gwan, gwasgedd isel a disbyddedig, mae mabwysiadu CG214 yn darparu perfformiad slyri rhagorol, dim risgiau hylif di-dâl, ac ynysu-parhaol dibynadwy o dan amgylcheddau twll isel heriol.