I. Definizione e importanza
Gli additivi in cemento di petrolio sono vari agenti aggiunti alla sospensione del cemento duranteoperazioni di cementazionePer regolare le prestazioni e soddisfare i requisiti operativi. La qualità del cementazione influisce direttamente sulla durata della produzione, la capacità e la sicurezza operativa del pozzo. Gli additivi appropriati possono ottimizzare le proprietà del liquame del cemento, garantendo un posizionamento regolare in condizioni di malvagità complesse, isolare efficacemente formazioni, prevenire la migrazione dei fluidi e migliorare la resistenza del legame tra cemento, involucro e formazioni, gettando una solida base per l'integrità del pozzo a lungo termine.
Ad esempio, nei pozzi profondi ad alta temperatura e ad alta pressione, senza adeguati additivi, la sospensione può essere fissata troppo rapidamente o perdere acqua eccessiva, portando a un guasto al cementazione.
Ii. Tipi e meccanismi principali
Funzione: Ritardare il tempo di ispessimento della sospensione del cemento per evitare l'impostazione prematura durante il pompaggio.
Meccanismi:
Adsorb sulle superfici delle particelle di cemento per formare un film protettivo, rallentando l'idratazione.
Reagire con i prodotti di idratazione per formare composti insolubili, ostacolando l'idratazione.
Tipi: Lignosolfonati, acidi idrossicarbossilici (EG, acido gluconico, acido citrico), zuccheri (EG, saccarosio), derivati di cellulosa, organofosfonati (EG, HEDP) e composti inorganici (EG, alluminio, salts zinc).
2. Acceleratori (agenti di forza precoce)
Funzione: Accendi il tempo di ispessimento, accelerare l'idratazione, migliorare la resistenza a compressione precoce.
Meccanismi:
I sali di cloruro aumentano la dispersione e reagiscono con C₃A per formare gel densi.
I solfati promuovono la formazione di idrati in alluminato di calcio.
I tipi organici (ad es. Trietanolamina) migliorano la formazione di ettringite.
Tipi: Cloruro di calcio, solfato di sodio, silicato di sodio, trietanolamina, formati e acceleratori compositi come Ca -2.
3. Riduttori di attrito (disperdenti)
Funzione: Migliorare il flusso di liquami, ridurre la pressione di pompaggio e l'usura dell'attrezzatura.
Meccanismi:
Disperdere le particelle di cemento tramite repulsione elettrostatica o ostacolo sterico.
Migliora le proprietà reologiche per assomigliare al comportamento fluido newtoniano.
Tipi: Condensati aromatici-solfonati-formaldeide, resine di melamina solubili in acqua.
4. Aditivi per la perdita di fluidi
Funzione: Ridurre al minimo la filtrazione dell'acqua nelle formazioni, mantenere l'integrità del liquame e proteggere i serbatoi.
Meccanismi:
Ridurre la permeabilità della torta del filtro tramite particelle fini.
Aumentare la viscosità della fase liquida mediante polimeri.
Tipi:
Solidi a grana fine: bentonite, polvere di calcare.
Polimeri solubili in acqua: cellulosa modificata, PVA, amidi, lignite, derivati di tannina.
5. Agenti riducono la densità
Funzione: Minore densità di liquame per formazioni a bassa pressione e soggetta a circuito perduto.
Meccanismi: Incorporare materiali a bassa densità come perle cave.
Tipi: Microsfere cave, riempitivi leggeri.
6. Agenti di ponderazione
Funzione: Aumenta la densità del liquame per formazioni ad alta pressione.
Meccanismi: Aggiungi materiali ad alta densità come la polvere di barite.
Tipi: Barite (solfato di bario), polvere di minerale di ferro.
7. Agenti di controllo della migrazione del gas
Funzione: Prevenire la canalizzazione del gas post-cementazione lungo l'involucro o la formazione.
Meccanismi:
Rafforzare la struttura del gel durante l'impostazione.
Indurre l'espansione del cemento per sigillare le micro-crack.
Tipi: Polimeri per il miglioramento strutturale, materiali espandibili a base di CAO.
8. ESPORTO DI RESPONSIONE
Funzione: Aumenta la resistenza al cemento e la tenacità, resisti alle forze esterne, prolunga bene.
Meccanismi:
Ottimizzare l'imballaggio delle particelle, le interazioni chimiche.
Reagire per formare fasi ad alta resistenza.
Tipi: Cret Materiali a bassa densità, polveri in lega.
9. Fluidi distanziali
Funzione: Sfida di fluido di perforazione e cemento separato, involucro pulito e superfici Wellbore, migliora il legame.
Meccanismi:
Regolare la densità per sedersi tra il fluido di perforazione e il liquame.
REOLOGIA CORRETTA PER SPORACCE DI MUMT EFFETTA.
Chimicamente inerte per evitare reazioni.
Tipi: Aspettatori di lavaggio, distanziali delle sospensioni, distanziatori di lavaggio a doppia funzione.
Iii. Scenari di applicazione e casi studio
Pozzi ad alta temperatura e ad alta pressione: Richiedono ritardanti di tempesta (organofosfonati), agenti di perdita di fluidi con stabilità termica e agenti di ponderazione ad alta densità.
Zone di circolazione persa a bassa pressione: Utilizzare microsfere cave per il controllo della densità e distanziatori tixotropici per ridurre il danno alla formazione indotto dalla pressione.
Pozzi orizzontali: Require dispersants for even distribution and strength enhancers to maintain structure under gravity, achieving >90% di qualità di cementazione.
Pozzi di recupero termico: Hai bisogno di sistemi di cemento resistenti al vapore con farina di silice e agenti di espansione per prevenire il restringimento e mantenere la tenuta a lungo termine.
IV. Tendenze di sviluppo del settore
Additivi multifunzionali ad alte prestazioni: Sviluppo di additivi integrati che combinano multiple funzionalità (ad es. Anti-GAS, perdita di fluidi, miglioramento della resistenza) per semplificare i processi e migliorare la stabilità.
Additivi verdi ed ecologici: L'aumento degli standard ambientali guidano la necessità di opzioni biodegradabili e non tossiche, come i polimeri a base biologica.
Formulazioni additive personalizzate: Soluzioni su misura basate su specifiche di formazione e operative utilizzando software di simulazione e database per una progettazione precisa.
Applicazioni di nanotecnologia: Uso di nano-materiali (ad es. Nano-silice) per migliorare la resistenza delle prestazioni del cemento, l'impermeabilità e il controllo di impostazione.
