FL-1中低溫油井水泥降失水劑
一、項目簡介油氣井固井作業(yè)中,強堿性水泥漿濾液大量滲入地層不僅會影響固井質(zhì)量,也會造成產(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(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)濟有效的一種解決方法。隨著鉆井技術(shù)的進步,給固井作業(yè)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(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)通過物理或化學(xué)交聯(lián)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(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(jié)構(gòu)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(chǎn)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(chǎn)品性能對原料品種和質(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)量和價格方面的變通性比天然的高,生產(chǎn)的穩(wěn)定性也較強,然而缺點是產(chǎn)品多為液體,粉末固體生產(chǎn)成本相對較高。③ 成膜型水溶性高分子-無機鹽交聯(lián)體系,此類產(chǎn)品具有優(yōu)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(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。一般說來,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、市場前景我國于八十年代初期開始對降失水劑進行研究和應(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的保證固井施工安全、保護油氣層已經(jīng)得到各油田的共識,總公司對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對不同固井施工作業(yè)中水泥漿失水性能進行了詳細的規(guī)定,因此生產(chǎn)、開發(fā)油井水泥降失水劑具有廣闊的應(yīng)用市場。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、A級油井水泥,一般加量為1.0%~1.5%(BWOC),可使API失水小于50mL/30min。市場價格約為2~2.4萬/噸,主要原材料價格為6000~10000元/噸產(chǎn)品。四、生產(chǎn)設(shè)備投資初期只需要一臺無重力干混機(市場價格約為2萬元左右),如有一定經(jīng)濟基礎(chǔ)可進一步購置產(chǎn)品檢測實驗設(shè)備,約6~7萬元。五、效益分析該產(chǎn)品市場價格約為2~2.4萬/噸,原材料價格約為原材料價格為6000~10000元/噸產(chǎn)品,人工、電費約200元/噸產(chǎn)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(chǎn)品數(shù)量提成。七、其他該產(chǎn)品主要性能特點: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)簡單產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定的生產(chǎn)優(yōu)勢。2.外觀為淺灰色粉末,無毒、無嗅,不污染環(huán)境。3.適用于符合API標(biāo)準(zhǔn)的G級、A級油井水泥。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到稠化時間與加量呈線性關(guān)系,見圖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)量優(yōu)質(zhì)證明。八、圖片
河北工業(yè)大學(xué)
2021-04-13