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油井水泥(代替GBl0238—1988)

2021-02-05 11:23 作者:18新利体育 点击:

  1 主题内容与适用范围 本标准规定了九个级别油井水泥的技术要求及试验方法。 本标准适用于油、气井注水泥作业用水泥。 2 引用标准(略) 3 定义 3.1 A、B、C、D、E与F级油井水泥:由水硬性硅酸鲈为主要成分的水泥熟料,加入适 量石膏和助磨剂[1)],磨细制成的产品。在粉磨与混合G、H级水泥的过程中,不允许掺加任何其他外加物。 3.3 J级油井水泥:符合本规定的J级水泥物理性能要求的产品。 4 产品分类 本标准包括九个级别的油井水泥,可分为普通型、中抗硫酸盐型和高抗硫酸盐型三类, 各级别油井水泥使用范围如下: 4.1 A级油井水泥 无特殊性能要求时,适用于自地面至1830m井深的注水泥。仅有 普通型。 4.2 B级油井水泥 适用于自地面至1830m井深的注水泥。分为中抗硫酸盐型和离抗硫酸盐型。 4.3 C级油井水泥 要求具有高早强度时,适用于自地面至1830m井深的注水泥。分 为普通型、中抗硫酸盐型和高抗硫酸盐型。 4.4 D级油井水泥 适用于中温中压条件下的1830 ̄ 3050m井深的注水泥。分为中 抗硫酸盐型和高抗硫酸盐型。 4.5 E级油井水泥 适用于高温高压条件下的3050 ̄4270m井深的注水泥。分为中 抗硫酸盐型和高抗硫酸盐型。 4.6 F级油井水泥 适用于超高温高压条件下的3050 ̄4880m井深的注水泥。分为 中抗硫酸盐型和高抗硫酸盐型。 4.7 G级油井水泥 是一种基本油井水泥。适用于自地面至2440m井深的注水泥。分 为中抗硫酸盐型和高抗硫酸盐型。与促凝剂或缓凝剂一起使用,能适应于较大的井深和温度 范围。 4.8 H级油井水泥 是一种基本油井水泥。适用于自地面至2440m井深的注水泥。分 为中抗硫酸盐型和高抗硫酸盐型。与促凝剂或缓凝剂一起使用,能适应于较大的井深和温度 范围。 4.9 J级油井水泥 适用于超高温高压条件下的3660 ̄4880m井深的注水泥。与促凝 剂或缓凝剂一起歙使用,能适应于较大的井深和温度范围。 注:各级水泥深度限是基于为套管注水泥标准试验利用的条件(本标准附录D表D8中模拟 试验方案1、4、5、6、8、9),同时应作为近似值加以考虑。 5 技术要求 5.1 化学要求 规定级别和类型的油井水泥,必须符合表1规定的化学要求 5.2 物理要求 不同级别和类型的油井水泥必须符合表2规定的物理要求。 表1 化学要求 ─────────────────────┬─────────────────── 水 泥 级 别 │ 技 术 指 标 │ A B C D、E、F G H 化 学 成 分 │ ─────────────────────┼─────────────────── 普通型(O) │ 氧化镁(MgO)最大值 │6.0 6.0 三氧化硫(SO3)最大值[1)] │3.5 4.5 烧失量 最大值 │3.0 3.0 不溶物 最大值 │0.75 0.75 铝酸三钙(C3A) 最大值[2)] │ 15 ─────────────────────┼─────────────────── 中抗硫酸盐型(MSR) │ 氧化镁(MgO) 最大值 │ 6.0 6.0 6.0 6.0 6.0 三氧化硫(SO3) 最大值 │ 3.0 3.5 3.0 3.0 3.0 烧失量 最大值 │ 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 不溶物 最大值 │ 0.75 0.75 0.75 0.75 0.75 硅酸三钙(C3S)[2)] │ 48 ̄58 48 ̄58 铝酸三钙(C3A) 最大值[2)] │ 8 8 8 8 8 总碱量以氧化钠(Na2O)当量表示 最大值[3)] │ 0.75 0.75 ─────────────────────┼─────────────────── 高抗硫酸盐型(HSR) │ 氧化镁(MgO) 最大值 │ 6.0 6.0 6.0 6.0 6.0 三氧化硫(SO3) 最大值 │ 3.0 3.5 3.0 3.0 3.0 烧失量 最大值 │ 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 不溶物 最大值 │ 0.75 0.75 0.75 0.75 0.75 硅酸三钙(C3S)[2)] │ 48 ̄65 48 ̄65 铝酸三钙(C3A)最大值[2)] │ 3 3 3 3 3 铁铝酸四钙(C4AF)+2倍铝酸三钙(C3A)最大值 │ 24 24 24 24 24 总碱量以氧化钠(Na2O)当量表示 最大值[3)] │ 0.75 0.75 ─────────────────────┴─────────────────── 注:1)当A级水泥中铝酸三钙(C3A)的含量为8%或小于8%时,水泥中的SO3含量为3%。 2)由理论计算方法得出的极限化学成分,并不一定代表其实际或全部氧化物。当Al2O3/Fe2O3≤0.64 时,C3A含量为零。当Al2O3/Fe2O3>0.64时,化合物含量按下式计算: C3A=2.65×Al2O3%-1.69×Fe2O3% C4AF=3.04×Fe2O3% C3S=4.07×CaO%-7.60×SiO2%-6.72×Al2O3%-1.43×Fe2O3% -2.85SO3% 当Al2O3/Fe2O3<0.64时,形成氧化铁-氧化铝-氧化钙固熔体(表达为C4AF+C2F)化合物含量 按下式计算: C4AF+C2F=2.10×Al2O3%+1.70×Fe2O3% C3S=4.07×CaO%-7.60×SiO2%-4.48×Al2O3%-2.86×Fe2O3%-2.85×SO3% 3)总碱量以氧化钠(Na2O)当量表示,按下式计算: Na2O当量=(0.658×K2O%)+Na2O% 表 2 物理要求 ───────────────────┬──────────────────────── 水 泥 级 别 │ 技 术 指 标 │A B C D E F G H J[1)] 物 理 性 能 │ ───────────────────┼──────────────────────── 用水量(按油井水泥重量的百分比),% │46 46 56 38 38 38 44 38 ───────────────────┼──────────────────────── 安定性(压蒸膨胀),% 最大值 │0.80 0.80 0.80 0.80 0.80 0.80 0.80 0.80 - ───────────────────┼──────────────────────── 细度(比面积),m[2]/kg 最小值 │270 290 400 - - - - - - ───────────────────┼──────────────────────── 游离水含量,mL 最大值 │ - - - - - -3.5[2)] 3.5[2)] - ──────┬────────────┼──────────────────────── │升温 养护温度 养护压力 │ 抗压强度(最小值),MPa │方案 ℃ MPa │ ├────────────┼──────────────────────── │ - 38 常压 │1.7 1.4 2.1 - - - 2.1 2.1 - 8h抗压强度 │ - 60 常压 │- - - - - - 10.3 10.3 - │ 6s 110 20.7 │- - - 3.5 - - - - - │ 8s 143 20.7 │- - - - 3.5 - - - - │ 9s 160 20.7 │- - - - - 3.5 - - - ──────┼────────────┼──────────────────────── 12h抗压强度 │ 8s 143 20.7 │- - - - - - - - 3.5 ──────┼────────────┼──────────────────────── │升温 养护温度 养护压力 │ 抗压强度(最小值),MPa │方案 ℃ MPa │ ├────────────┼──────────────────────── │ - 38 常压 │12.4 10.3 13.8 - - - - - - 24h抗压强度 │ 4s 77 20.7 │ - - - 6.9 6.9 - - - - │ 6s 110 20.7 │ - - - 13.8 - 6.9 - - - │ 8s 143 20.7 │ - - - - 13.8 - - - - │ 9s 160 20.7 │ - - - - - 6.9 - - - │10s 177 20.7 │ - - - - - - - - 6.9[3)] ──────┼────┬───────┼──────────────────────── │模拟方案│15 ̄30min稠度 │ 稠化时间(最小值),min[5)] │ │(最大值)Bc[4)]│ ──────┼────┼───────┼──────────────────────── │ 1 │ 30 │90 90 - - - - - │ 4 │ 30 │90 90 90 90 - - │ 5 │ 30 │- - - - - - 90 稠化时间 │ 5 │ 30 │- - - - - - 120[6)] 120[6)] │ 6 │ 30 │- - - 100 100 100 - - 180 │ 8 │ 30 │- - - - 154 - - - - │ 9 │ 30 │- - - - - 190 - - 180 ──────┴────┴───────┴──────────────────────── 注:1)J级油井水泥用水量,由生产厂推荐。 2)以250mL量筒为基准,3.5mL相应的百分数为1.4%。 3)升温方案10S,J级油井水泥7d后的抗压强度应不低于24h的抗压强度。 4)水泥浆稠度单位伯登(Bc) Bc表示用高温高压稠化仪测得的稠度单位伯登。 ABc表示 用常压稠化仪测得的稠度单位伯登。 当稠度单位小于30Bc时,Bc与ABc的关系为 Bc×0.69=ABc 5)稠化时间的要求是基于在套管注水泥测得的总的注水泥时间为75%,加上25%安全系数。 6)模拟方案5的最大稠化时间要求为120min。 6 试验方法 7 检验规则 8 验收与拒收 9 标志、包装、运输、贮存(略)

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