آزمایش های سیمان حفاری

[FONT=&quot]1- آزمايش زمان بندش[/FONT]
[FONT=&quot] [/FONT]
[FONT=&quot] در اين آزمايش افزايش گرانروي دوغاب سيمان با گذشت زمان در شرايط دماي گردشي و فشار ته چاه نمايش داده می شود. هنگامي كه گرانروي به 10000 سانتي پواز رسيد، مدت زمان سپري شده همان زمان بندش دوغاب در نظر گرفته مي شود. از يك دستگاه كانسيستومتر دما بالا- فشار بالا جهت انجام آزمايشات به روش [/FONT][FONT=&quot]API[/FONT][FONT=&quot] استفاده مي گردد. هنگامي كه سيمانكاري در چاهي با دماي پايين انجام مي شود، ممكن است بكارگيري يك افزايه تند كننده به منظور كاهش زمان بندش لازم باشد تا انتظار جهت بندش سيمان به حداقل برسد؛ از طرف ديگر هنگام سيمانكاري چاههاي دما بالا احتمال استفاده از افزايه كند كننده زياد است.[/FONT]
[FONT=&quot] [/FONT]
[FONT=&quot]2- آزمايش استحكام تراكمي[/FONT]
[FONT=&quot] [/FONT]
[FONT=&quot] آزمايش استحكام تراكمي ، اندازه گيري فشار مورد نياز جهت خرد كردن يك قالب سيمان با هندسه مشخص تحت تراكم نامحدود و يك محور مي باشد.دوغابهاي سيمان در قالبهاي برنجي به اندازه دو اينچ مكعب بر اساس روش [/FONT][FONT=&quot]API[/FONT][FONT=&quot] و در شرايط دماي ساكن وفشار ته چاه در دستگاه [/FONT][FONT=&quot]curing chamber[/FONT][FONT=&quot] (عكس شماره ...) سخت مي گردند. مكعبهاي سخت شده سيماني پس از گذراندن زمان معین، جهت تعيين استحكام با پرس (عكس شماره ...) خرد مي گردند. پس از اينكه پمپاژ دوغاب متوقف گرديد، لازم است مشخص گردد استحكام تراكمي سيمان به چه ميزان و با چه سرعتي شكل مي گيرد. سيمان سخت شده بايستي به اندازه اي استحكام داشته باشد تا لوله هاي جداري و مغزي را نگه دارد. معمولا استحكام تراكمي به ميزان 100 پام براي نگهداشتن لوله هاي جداري كافي بوده و جهت ادامه حفاري معيار استحكام تراكمي 500 پام در نظر گرفته مي شود.
[/FONT]
[FONT=&quot] [/FONT]
[FONT=&quot]1- دستگاه [/FONT][FONT=&quot]U.C.A[/FONT][FONT=&quot]. اولتراسونیک سمنت آنالايزر دستگاهی است که از چهار جزء ساخته شده است , كه با هم جهت تشكيل سيستم آنالايزر كار ميكنند. اين تجهيز مي تواند استحكام تراكمي سيمان را بر اساس زمان و بصورت پيوسته اندازه گيري نمايد و همچنين مدت زمان انتظار جهت بندش سيمان ([/FONT][FONT=&quot]WOC[/FONT][FONT=&quot]) دوغابهاي مختلف را بر اساس زمان عبور امواج اولتراسونيك از ستون سيمان مي سنجد. [/FONT][FONT=&quot]UCA[/FONT][FONT=&quot] مي تواند در حداكثر فشار كاري 20000پام و حداكثر دماي كاري 400 درجه فارنهايت عمل كند.[/FONT]
[FONT=&quot] [/FONT]
[FONT=&quot]2- دستگاه پرس در آزمایش استحکام تراکمي , اندازه گیری فشار مورد نیاز جهت خرد کردن یک قالب سیمان با هندسه مشخص تحت تراکم نامحدود و یک محوری می باشد که توسط دستگاه پرس صورت می گیرد .[/FONT]
[FONT=&quot] [/FONT]
[FONT=&quot]3- آزمايش اندازه گيري ميزان هرزروي عصاره دوغاب سيمان[/FONT]
[FONT=&quot] [/FONT]
[FONT=&quot]در آزمايش هرزروي سيال، هرزروي آب يك دوغاب سيمان از خلال يك صافي نفوذپذير ( مش 325 ) در دماي گردشي ته چاه (450 درجه فارنهايت) وبا حداكثر فشار نسبي2000 پام اندازه گيري ميگردد. اين آزمايش با استفاده از يك ***** پرس فشار بالا- دما بالا بر اساس روش [/FONT][FONT=&quot]API[/FONT][FONT=&quot] ميزان هرزروی عصاره دوغاب سيمان اندازه گيري وشبيه سازي ميگردد و مايع ***** شده در مدت زمان 30 دقيقه جمع آوري مي شود. سيال مي تواند از دوغاب سيمان بدرون سازند هرز رود. هرزروي آب بطور قابل ملاحظه اي نسبت سيمان به آب دوغاب و در نتيجه گرانروير را تغيير مي هد. در شرايط حاد اين مساله مي تواند باعث بندش سريع سيمان و غير قابل پمپاژ كردن آن گردد. در دوغابهاي سيمان، هرزروي كم سيال سيمان به منظور اطمينان از بندش سيمان و ممانعت از ايجاد آسيب به سازند و نفوذ گاز لازم و ضروري بنظر ميرسد. معمولا هرزروي سيال دوغاب سيمان بايستي در محدوده 50 تا 100 ميلي ليتر در 30 دقيقه باشد.[/FONT]
[FONT=&quot] [/FONT]
[FONT=&quot]4- اندازه گيري خواص رئولوژيكي[/FONT]
[FONT=&quot] [/FONT]
[FONT=&quot]رابطه بين تنش برشي و شدت برش با استفاده از گرانروي سنج [/FONT][FONT=&quot]FANN 35[/FONT][FONT=&quot] كه يك گرانروي سنج دوراني است، تعيين ميگردد. با ترسيم رايانه اي تنشهاي برشي در شدتهاي برشي متناظر، مدل رئولوژيكي ( نيوتوني، بينگهام پلاستيك و يا پاور لا) كه كاربرد بيشتري دارند، مشخص ميگردد. هنگاميكه مدل مشخص گرديد پارامترهاي مربوطه مثل[/FONT][FONT=&quot]PV[/FONT][FONT=&quot] و [/FONT][FONT=&quot]YP[/FONT][FONT=&quot] در مدل بينگهام پلاستيك و يا انديس رفتار جريان و انديس گرانروي در مدل پاورلا مي توانند محاسبه گردند. به منظور محاسبه رژيم جريان و فشار اصطكاكي از خواص سيال و هندسه لوله استفاده مي شود.[/FONT]
[FONT=&quot] [/FONT]
[FONT=&quot]5- آزمايش آب آزاد[/FONT]
[FONT=&quot] [/FONT]
[FONT=&quot]زماني كه دوغاب سيمان در شرايط ايستا باشد، ممكن است بر اثر رسوب ذرات سيمان آب آزاد ايجاد شود. اين مساله در چاههاي كج و افقي بحراني و مشكل آفرين خواهد بود. آزمايش آب آزاد در يك استوانه مدرج 250 ميلي ليتري انجام مي شود. دوغاب سيمان تهيه شده بر اساس استاندارد [/FONT][FONT=&quot]API[/FONT][FONT=&quot] در يك گرانروي سنج تحت دماي استاتيك ته چاه به مدت 20 دقيقه بهم زده و درون يك استوانه ريخته مي شود.[/FONT]
[FONT=&quot] [/FONT]
[FONT=&quot]6- اندازه گيري چگالي دوغاب[/FONT]
[FONT=&quot] [/FONT]
[FONT=&quot]چگالي دوغاب سيمان توسط يك ترازوي گل تحت فشار تعيين مي گردد. نمونه دوغاب در يك فنجان با حجم ثابت تحت فشار ريخته شده و وزن آن اندازه گيري مي شود. با فشرده كردن فنجان نمونه، هواي موجود به حجم ناچيزي فشرده شده و اندازه گيري چگالي دوغاب با دقت بيشتري صورت مي گيرد. چگالي دوغاب سيمان بايد به اندازه اي باشد كه فشار يك سازند نفوذپذير كنترل گردد ولي در عين حال فشار هيدرواستاتيكي ايجاد شده نبايد سازند هاي ضعيف را بشكافد.[/FONT]
[FONT=&quot] [/FONT]
[FONT=&quot]7- سازگاري گل، جداكننده و دوغاب سيمان[/FONT]
[FONT=&quot] [/FONT]
[FONT=&quot]سازگاري جداكننده با سيال حفاري و دوغاب سيمان با مقايسه خواص رئولوژيكي گل، جداكننده و دوغاب سيمان با خواص رئولوژيكي مخلوطهاي جداكننده با گل و جداكننده با دوغاب سيمان در نسبتهاي مختلف چك مي شود. اثر جدا كننده بر زمان بندش دوغاب سيمان و تراكم استحكامي سيمان سخت شده در نسبتهاي مختلف جداكننده/دوغاب مشخص مي گردد.[/FONT]
[FONT=&quot] [/FONT]
[FONT=&quot]8- كنترل كيفي سيمان و افزايه[/FONT]
[FONT=&quot] [/FONT]
[FONT=&quot]كلاسهاي [/FONT][FONT=&quot]API[/FONT][FONT=&quot] سيمانهاي چاههاي نفتي به 9 نوع تقسيم بندي مي گردند.. متداولترين كلاس سيمان مصرفي در ايران، سيمان كلاس [/FONT][FONT=&quot]G[/FONT][FONT=&quot] مي باشد. آزمايشات كنترل كيفي بصورت متداول بر روي سيمانهاي مصرفي انجام مي گردد تا از كسب نيازهاي شيميايي و فيزيكي داده شده در استاندارد [/FONT][FONT=&quot]API spec 10[/FONT][FONT=&quot] اطمينان حاصل گردد. به منظور تضمين كيفيت مناسب افزايه هاي مصرفي در عملياتهاي سيمانكاري ، آزمايشات كنترل كيفي در يك روال جاري صورت مي گيرد.[/FONT]
[FONT=&quot] [/FONT]
[FONT=&quot]9- اندازه گيري قدرت ژله شدن دوغاب سيمان[/FONT]
[FONT=&quot] [/FONT]
[FONT=&quot]با استفاده از تجهيز آزمايشگاهي [/FONT][FONT=&quot]SGS[/FONT][FONT=&quot] ميتوان قدرت ژله شدن دوغاب سيمان و همچنين مدت زمان بندش آنرا تعيين كرد. نمونه دوغاب در يك فنجان استاندارد ريخته شده و پس از قرار گرفتن در دستگاه آزمايش ميگردد. محدوده اندازه گيري تجهيز [/FONT][FONT=&quot]SGS[/FONT][FONT=&quot] با فرض جريان پلاگ نمونه دوغاب در شدت برشهاي بسيار پايين مشخص مي گردد.[/FONT]
[FONT=&quot] [/FONT]
[FONT=&quot]10- اندازه گيري خواص رئولوژيكي در دما و فشار بالا[/FONT]
[FONT=&quot] [/FONT]
[FONT=&quot]11- اندازه گيري ميزان مهاجرت گاز در دوغاب سيمان[/FONT]
[FONT=&quot] [/FONT]
[FONT=&quot]مهاجرت سيال و گاز از درون دوغاب سيمان يكي از دلايل عمده شكست عمليات سيمانكاري بوده و عملياتهاي درمان كننده بسيار پرخرج خواهد بود.آنالايزر مهاجرت گاز ([/FONT][FONT=&quot]FMA[/FONT][FONT=&quot]) دوغاب سيمان را از نظر هجوم سيالات سازند (گاز و آب نمك) پس از عمليات سيمانكاري شبيه سازي مي نمايد.اين آنالايزر كليه موارد مورد نياز به منظور شبيه سازي واقعي پارامترهايي مثل دما، فشار هيدروليكي، فشار سيال سازند و گراديانهاي فشار محرك جريان از خلال ستون سيمان را برآورده مي نمايد.[/FONT][FONT=&quot][/FONT]