深水固井水泥浆稠化时间试验
1总则
稠化时间试验可提供固井施工中水泥浆的可泵时间。实验室试验条件应尽可能模拟水泥浆在泵送期间将经历的时间、承受的温度和压力。
2取样方法
取样方法按第4章的规定执行。
3水泥浆的制备
水泥浆的制备按第5章的规定执行。
4.1增压稠化仪
常用的增压稠化仪由一个圆筒式旋转浆杯组成,浆杯装有一个静止的搅拌叶总成,全部密封在一个能承受油井模拟压力和温度的高压容器内。
替代的做法是,也可使用GB/T19139—2012的附录B中所述的旋转浆叶稠化仪。为模拟深水固井条件,增压稠化仪应具有足够的制冷能力,在低于环境温度条件下完成稠化时间试验。
按GB/T19139—2012中9.3的规定来校准增压稠化仪。
4.2温度和压力控制装置
在试验过程中,加在水泥浆上的温度和压力应模拟水泥浆顶替过程中的温度和压力。记录试验过程中的温度和压力。
应使用自动控制器控制试验温度,并记录试验参数。水泥浆温度应使用热电偶来测量,热电偶位于浆杯的中心。热电偶的顶端应处于垂直位置,插入浆杯中的搅拌轴内,距离浆杯底座以上44.5mm〜88.9mm。
因为稠化仪型号不同,尺寸也不同,应注意所使用的热电偶与稠化仪相匹配,且热电偶的末端测温区处于前面所述的指定位置。
5试验步骤
5.1稠度
水泥浆稠度的定义和测定方法按GB/T19139—2012中9.3.2的规定执行。
5.2组装浆杯和装水泥浆
组装浆杯和装水泥浆应符合GB/T19139—2012中9.4.2的规定。除此之外,可以将浆杯预冷至或低于预期试验温度,以加快水泥浆达到预期试验温度。
5.3开始试验
水泥浆制备好后,应在5min内开始试验。将浆杯放在釜体内的驱动盘上,并开始旋转浆杯。确保电位计与浆杯轴咬合。正确咬合后,浆杯轴不再旋转。用油填充釜体,旋紧釜体上盖。把热电偶通过釜盖中心孔插入釜体内,并部分紧固螺纹。当釜体内充满油以后,拧紧热电偶。记录初始温度读数和稠度,稠度的单位是伯登(Bc)。
为了更好地模拟深水固井施工中的低温环境,在实验前应将釜体和油进行预冷。
5.4稠化时间
稠化时间是从开始升温加压至稠度达到100Bc所经历的时间。应记录稠化时间内测定的水泥浆稠度、稠化时间、水泥浆制备完成后到试验开始的时间和压力/温度程序。
5.5水泥浆地面混配
如果固井施工中要批混水泥浆,应在常压稠化仪中搅拌水泥浆,并在现场温度下养护。搅拌完成后,将水泥浆转移至增压稠化仪中并依据5.1稠度进行试验。也可用增压稠化仪模拟水泥浆批混阶段的搅拌过程,水泥浆的温度应保持在混合时的预期温度,在模拟地面混合阶段不施加任何压力。
