FL-1中低溫油井水泥降失水劑
一、項(xiàng)目簡(jiǎn)介油氣井固井作業(yè)中,強(qiáng)堿性水泥漿濾液大量滲入地層不僅會(huì)影響固井質(zhì)量,也會(huì)造成產(chǎn)層污染。在油井水泥中添加降失水劑是目前最經(jīng)濟(jì)有效的一種解決方法。其主要作用在于:減少水泥漿的濾失量,提高頂替效率,減少濾液對(duì)地層的傷害;防止水泥漿脫水,提高水泥石強(qiáng)度并可防止環(huán)空橋堵,層間竄流。在油井水泥中添加降失水劑是目前最經(jīng)濟(jì)有效的一種解決方法。隨著鉆井技術(shù)的進(jìn)步,給固井作業(yè)提出了更高要求。一般來(lái)說(shuō),降失水劑的作用機(jī)理有以下幾種觀點(diǎn):(1)提高水泥漿粘度,使之不宜脫水;(2)提高水泥漿靜切力,一旦靜止即發(fā)生膠凝,既不產(chǎn)生靜壓,又不傳遞外壓;(3)粒度大小分布不同的顆粒材料,堵塞地層空隙或微孔;(4)使水溶性聚合物吸附于水泥顆粒表面,形成吸附水化層,造成水泥顆粒橋接進(jìn)而生成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),束縛更多的自由水,堵塞水泥內(nèi)部空隙,降低水泥濾餅的滲透性。(5)通過(guò)物理或化學(xué)交聯(lián)使聚合物與無(wú)機(jī)物在一定壓力下成膜,阻止水泥漿濾液的濾失。根據(jù)這幾種原理,可作油井水泥降失水劑的只有三種:① 固體顆粒材料,對(duì)于這種材料,最初用作降失水劑的是膨潤(rùn)土,它是以極小的顆粒進(jìn)入濾餅并鑲嵌在水泥顆粒之間,而使濾餅結(jié)構(gòu)致密,滲透率降低,屬于這類(lèi)材料還有瀝青、石灰石粉、熱塑性樹(shù)脂等。均可用作降失水劑,此類(lèi)產(chǎn)品的主要特點(diǎn)是:降失水效果顯著、具有很好的抗溫性,如磺化的酚醛樹(shù)脂,缺點(diǎn)是配伍性差,尤其是對(duì)緩凝劑的選擇性很強(qiáng),另外對(duì)水泥漿的稠度影響較大,產(chǎn)品性能對(duì)原料品種和質(zhì)量的依賴非常大。② 水溶性高分子聚合物,對(duì)于這種材料目前發(fā)展最快,主要原因是,合成聚合物具有高效性,用較小的劑量即可起到相同的天然化合物所起不到的作用。其次,合成聚合物具有既可以提供多種品種和規(guī)模,也可以提供具有多種性能和功能的產(chǎn)品。此外,合成聚合物在質(zhì)量和價(jià)格方面的變通性比天然的高,生產(chǎn)的穩(wěn)定性也較強(qiáng),然而缺點(diǎn)是產(chǎn)品多為液體,粉末固體生產(chǎn)成本相對(duì)較高。③ 成膜型水溶性高分子-無(wú)機(jī)鹽交聯(lián)體系,此類(lèi)產(chǎn)品具有優(yōu)良的降失水效果,對(duì)水泥漿稠化時(shí)間幾乎沒(méi)有影響,配伍性很強(qiáng),特別適用于中、低溫淡水水泥漿,生產(chǎn)成本較低。FL-1型油井水泥降濾失劑是以適宜分子量及水解度的有機(jī)高分子材料與激活劑、交聯(lián)劑及輔助材料復(fù)配而成的,在濾失初期可形成水泥顆粒-聚合物網(wǎng)絡(luò)-水分子吸附層結(jié)構(gòu),防止水泥漿濾失。一般說(shuō)來(lái),成膜型降濾失劑在水泥漿失水初期即可形成高分子不滲透膜,因此具有較高的降濾失效果。然而在通常情況下,當(dāng)溫度高于75 ℃時(shí)成膜質(zhì)量變差,水泥漿濾失量失去控制。FL-1油井水泥降濾失劑由于采用了新型的激活劑和交聯(lián)劑,一般在加量1. 0 %~1. 4 %(BWOC) 時(shí)即可在井底循環(huán)溫度30~120℃的范圍內(nèi)把水泥漿的濾失量降低到50mL/30min。二、市場(chǎng)前景我國(guó)于八十年代初期開(kāi)始對(duì)降失水劑進(jìn)行研究和應(yīng)用,發(fā)展速度很快,1986年僅使用59噸,1992年增至857噸,并且需求量逐年增加,使用降失水劑所帶來(lái)的保證固井施工安全、保護(hù)油氣層已經(jīng)得到各油田的共識(shí),總公司對(duì)降失水劑的使用也越加嚴(yán)格,2003年頒布的新的石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY/T 6544-2003對(duì)不同固井施工作業(yè)中水泥漿失水性能進(jìn)行了詳細(xì)的規(guī)定,因此生產(chǎn)、開(kāi)發(fā)油井水泥降失水劑具有廣闊的應(yīng)用市場(chǎng)。三、規(guī)模與投資中低溫油井水泥降失水劑適用溫度范圍寬(30℃~120℃),因此廣泛適用于陸地淺井、中深井固井作業(yè),可適用于G級(jí)、A級(jí)油井水泥,一般加量為1.0%~1.5%(BWOC),可使API失水小于50mL/30min。市場(chǎng)價(jià)格約為2~2.4萬(wàn)/噸,主要原材料價(jià)格為6000~10000元/噸產(chǎn)品。四、生產(chǎn)設(shè)備投資初期只需要一臺(tái)無(wú)重力干混機(jī)(市場(chǎng)價(jià)格約為2萬(wàn)元左右),如有一定經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)可進(jìn)一步購(gòu)置產(chǎn)品檢測(cè)實(shí)驗(yàn)設(shè)備,約6~7萬(wàn)元。五、效益分析該產(chǎn)品市場(chǎng)價(jià)格約為2~2.4萬(wàn)/噸,原材料價(jià)格約為原材料價(jià)格為6000~10000元/噸產(chǎn)品,人工、電費(fèi)約200元/噸產(chǎn)品。六、合作方式可以以下兩種方式進(jìn)行:①一次性買(mǎi)斷;②先支付入門(mén)費(fèi)然后以賣(mài)出產(chǎn)品數(shù)量提成。七、其他該產(chǎn)品主要性能特點(diǎn):1.FL-1由水溶性高分子及其它相關(guān)助劑組成;具有其生產(chǎn)簡(jiǎn)單產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定的生產(chǎn)優(yōu)勢(shì)。2.外觀為淺灰色粉末,無(wú)毒、無(wú)嗅,不污染環(huán)境。3.適用于符合API標(biāo)準(zhǔn)的G級(jí)、A級(jí)油井水泥。4.一般加量為1.0%~.5%(BWOC),可使API失水小于50mL/30min。6. 與RL-1油井水泥緩凝劑配伍可基本達(dá)到稠化時(shí)間與加量呈線性關(guān)系,見(jiàn)圖1。5.與促凝劑或緩凝劑配合使用,可用于井底循環(huán)溫度為30℃~120℃的油氣井。6.可提高水泥石抗壓強(qiáng)度。7.適于干混。該中低溫油井水泥降失水劑屬成熟工業(yè)化產(chǎn)品,已經(jīng)在華北油田、冀東油田、內(nèi)蒙古二連油田、山西煤層氣、江蘇油田等應(yīng)用數(shù)百口油井,可提供應(yīng)用及固井質(zhì)量?jī)?yōu)質(zhì)證明。八、圖片
河北工業(yè)大學(xué)
2021-04-13