一、項目簡介
油氣井固井作業中,強堿性水泥漿濾液大量滲入地層不僅會影響固井質量,也會造成產層污染。在油井水泥中添加降失水劑是目前最經濟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,減少濾液對地層的傷害;防止水泥漿脫水,提高水泥石強度并可防止環空橋堵,層間竄流。在油井水泥中添加降失水劑是目前最經濟有效的一種解決方法。隨著鉆井技術的進步,給固井作業提出了更高要求。一般來說,降失水劑的作用機理有以下幾種觀點:(1)提高水泥漿粘度,使之不宜脫水;(2)提高水泥漿靜切力,一旦靜止即發生膠凝,既不產生靜壓,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而生成網狀結構,束縛更多的自由水,堵塞水泥內部空隙,降低水泥濾餅的滲透性。(5)通過物理或化學交聯使聚合物與無機物在一定壓力下成膜,阻止水泥漿濾液的濾失。
根據這幾種原理,可作油井水泥降失水劑的只有三種:
① 固體顆粒材料,對于這種材料,最初用作降失水劑的是膨潤土,它是以極小的顆粒進入濾餅并鑲嵌在水泥顆粒之間,而使濾餅結構致密,滲透率降低,屬于這類材料還有瀝青、石灰石粉、熱塑性樹脂等。均可用作降失水劑,此類產品的主要特點是:降失水效果顯著、具有很好的抗溫性,如磺化的酚醛樹脂,缺點是配伍性差,尤其是對緩凝劑的選擇性很強,另外對水泥漿的稠度影響較大,產品性能對原料品種和質量的依賴非常大。
② 水溶性高分子聚合物,對于這種材料目前發展最快,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模,也可以提供具有多種性能和功能的產品。此外,合成聚合物在質量和價格方面的變通性比天然的大,生產的穩定性也較強,然而缺點是產品多為液體,粉末固體生產成本相對較高。
③ 成膜型水溶性高分子-無機鹽交聯體系,此類產品具有優良的降失水效果,對水泥漿稠化時間幾乎沒有影響,配伍性很強,特別適用于中、低溫淡水水泥漿,生產成本較低。
HMS-1為水溶性聚合物型降失水劑,通過在共聚物中引入具有抗鹽、水化能力強、抗溫的功能基團,并通過先進的生產工藝得到不同分子量分布的共聚物,從而使產品具有耐溫、抗鹽、對水泥漿稠化時間影響小、對水泥漿具有分散作用的特點。
二、市場前景
我國于八十年代初期開始對降失水劑進行研究和應用,發展速度很快,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的保證固井施工安全、保護油氣層已經得到各油田的共識,總公司對降失水劑的使用也越加嚴格,2003年頒布的新的石油天然氣行業標準SY/T 6544-2003對不同固井施工作業中水泥漿失水性能進行了詳細的規定,因此生產、開發油井水泥降失水劑具有廣闊的應用市場。
三、規模與投資
廣泛適用于陸地、海洋深井、超深井固井作業,可適用于G級、H級油井水泥,一般加量為5%~9%(BWOC),可使API失水小于50mL/30min。市場價格約為1.6~1.7萬/噸,主要原材料價格為3000~5000元/噸產品。
四、生產設備
投資初期需要一臺可控溫反應釜,如有一定經濟基礎可進一步購置產品檢測實驗設備,約6~7萬元。
五、效益分析
該產品市場價格約為1.6~1.7萬/噸,主要原材料價格為3000~5000元/噸產品,人工、電費約200元/噸產品。
六、合作方式
可以以下兩種方式進行:①一次性買斷;②先支付入門費然后以賣出產品數量提成。
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