春争日,夏争时
在时间序列里,芒种节气在大壮,大有时空。
在时间序列里,芒种节气在大壮,大有时空。
春争日,夏争时
“呲——砰!呲——砰!”
6月5日早晨8点40分,井下作业公司公司井下科技有限公司固井液实验室内的双缸稠化仪准时地发出有节奏的声响,如同序曲般唤醒新的一天,这意味着水泥浆实验准时开始。
比双缸稠化仪更早开工的,是这个公司油田化学技术服务队的熊杨和曾培华,他们一早就投入到准备工具、检查计算机信号连接、编辑控制程序、制备水泥浆装入浆杯、放入釜体、设定压力值等等琐碎的工作中。这是实验室的日常,每日重复进行的四开固井工作液试验,从年初开始已持续了数月,无数次的试验与调整,都是为了深地川科1井的四开固井作业。
和建筑工程中常见的黏合剂——水泥浆不同,固井施工作业中的水泥浆犹如油气井的“守护神”,承担着至关重要的使命。想象一下,在漆黑的地下深处,一根根套管如同孤独的灯塔,而固井水泥浆则是那无形的守护之手,将其紧紧固定在井壁上。当水泥浆被精准泵送到套管与井壁之间的狭窄缝隙时,它如同液态盾牌,填充进每一寸空间,在特定的温度和压力条件下,迅速凝固,形成一个坚不可摧的水泥环,紧密地包裹着套管,仿佛给它穿上了一层厚实的铠甲。
深地川科1井的施工环境极为复杂。井深7400米,预测温度156.6℃,温差达74℃。任何一项都给固井施工作业带来挑战:窄压力窗口条件下,对水泥浆的防窜防漏能力要求更高;大尺寸尾管、不规则井眼管内外易混窜严重,影响上部水泥环的封固质量;大环控、高比重钻井液条件下,顶替效率也难以保证。这些重重难点,都等待着固井工程师们一一破解。
车小朋,作为该公司油田化学技术服务队的副队长,自深地川科1井开钻以来,便一直负责固井工作液相关的各项试验。今天,他们的主要任务是完成水泥浆稠化试验及静胶凝强度养护试验。在完全模拟深地川科1井固井施工作业工况之下,他们希望进一步了解并掌握井下各凝水泥浆在底部及顶部温压条件下的真实稠化时间变化,以及研究分析水泥浆候凝初始阶段稠化过程与静胶凝强度发展之间的关系,还有候凝早期阶段静胶凝强度发展变化与水泥浆失重压力变化之间的关系。
经过数小时的试验等待,下午3点40分,屏幕之上,本次试验的缓凝稠化曲线稳稳呈现。按照深度川科1井四开固井施工模拟环境中循环温度的升降温,此次稠化试验的缓凝稠化时间增加了207分钟,中凝稠化时间增加了119分钟,快干稠化时间增加了61分钟。缓凝、中凝、快干顶部静止温度养护的水泥浆起强度时间分别是37小时、15小时和4小时40分钟,这些数据均满足设计要求,且显示出良好的防气窜性能。
车小朋及其团队熟练地将相关数据记录在册。这样的记录,已积累了15本近200次试验数据。他们深知,每一个细小的数据变化都会对固井作业产生深远的影响。尽管当前的数据已满足四开固井施工要求,但他们明白,只有不断优化和完善,才能为后续的五开固井施工打下更坚实的基础。
井下作业公司二级工程师严海兵,是深地川科1井固井工作液技术的主要负责人,今天他也在场。2024年1月,深地川科1井三开固井还未完成时,他所带领的该井专项技术团队便开始对第四开固井作业所需要的固井工作液进行设计。
一直以来,深地川科1井固井施工都面临着大环空、多段“大肚子”、居中度偏低、顶替效率难以保障等挑战。而四开固井施工作业还有74℃的大温差需要考虑,为此,严海兵及其团队以提高顶替效率,压稳防漏为重点,保证水泥环密封为目的,设计出了一种高强度、高凝结、高抗析、低摩阻、低弹模的韧性防窜水泥浆——“三高两低”韧性防窜水泥浆。其中,用以增韧的纤维+晶须+柔性颗粒的复合添加剂,将在四开固井施工中首次应用。“想象一下,这些增韧的纤维和晶须,宛如数百万根长短不一、细如蚕丝的超级钢索,被巧妙地编织进水泥浆中。这些钢索不仅坚韧,而且具有极高的弹性。柔性颗粒,便如同无数蓬松的棉花球,轻轻地填充在水泥浆的空隙中,为其提供了额外的支撑和缓冲,随着水泥浆的流动而轻轻变形,适应各种复杂的井壁形状,从而提高了固井作业的密封性和可靠性。”在严海兵的描述之下,“纤维+晶须+柔性颗粒”复合添加剂立体生动,可以想象,是它们将地下世界的钢筋森林紧密地交织在一起,形成了一张坚不可摧的网,为水泥浆提供了强大的支撑和防护。
除此之外,为进一步增强井壁稳定性、提高封固质量、减少压力波动对固井施工作业的影响,严海兵及其团队决定提高水泥浆早期强度,经过多次试验,研发出大温差早强剂SDY-2,并将在深地川科1井四开固井现场进行应用。
固井施工作业中,水泥浆的凝结时间一直被誉为施工中的“关键一跃”。如何确保水泥浆在精确控制的时间点内迅速凝结,形成一道坚固的屏障,将宝贵的油气资源牢牢锁定在地下,这个“合适的时间”并非轻易可得,它需要精确到每一分钟的计算,以及无数次的反复试验和验证。为了找到这个完美的平衡点,严海兵和他的团队仿佛置身于一个复杂的迷宫之中,他们不断地尝试、调整、优化早强剂的配方比例。
最初,他们便遇到“水泥浆的凝结时间长达72小时以上”这个难题。在固井作业中,这样的时间跨度无疑意味着施工周期的极大延长,同时也增加了油气泄露的风险。严海兵和他的团队深知,必须尽快找到解决之道。然而,他们很快意识到,仅仅控制凝结时间是不够的。在高温、高压、大温差等极端环境下,水泥环的稳定性和强度同样面临着巨大的考验。为了确保固井作业的安全和成功,必须同时关注水泥浆的注入速度、流动性以及固化后的强度等关键参数。
于是,他们开始了更为深入细致的研究,不断尝试各种早强剂的配方,不断调整各种参数的比例,以期找到更佳的性能平衡点,终于,研发出了大温差早强剂SDY-2。这种早强剂不仅能够在短时间内迅速凝结水泥浆,将凝结时间缩短至30小时,而且能够在巨大的压力和温差变化中保持稳定的性能,确保水泥环的坚固和稳定,有效防止油气泄露和井壁坍塌等风险。这不仅是提高施工效率和保障固井质量的关键,更是应对极端环境挑战的又一新型利器。
“当下,我们的四开固井工作液研发与试验已步入尾声,在提高混浆强度、防窜性能的同时,所有常规性能均满足设计要求。”谈及下一步工作,严海兵如是说道:“我们也始终谨记深地川科1井‘没有试验,只有应用’的准则,接下来,四开固井工作液现场试验将会在与其相似的施工环境中进行,我们坚信通过时间的检验,这次的固井工作液将能展现卓越的性能,为下一步超深井固井带来革命性的突破。”
春争日,夏争时,小满赶天,芒种赶刻。伴随着暑气逐渐升温,2024年悄然过半。6月11日下午,离开刚刚结束的四开固井施工作业现场办公会,严海兵踏上回程的路,“现在,我们所有的试验小样都已检测合格。”他的话语中透露出对此次固井工作液施工的期待与信心,“接下来,我们将进入设计审批和材料准备等阶段,所有工作都要在本月25号前完成,一切都为7月初的四开固井施工作业做好充分准备。”
与此同时,距离深地川科1井两百多公里之外,川庆井下作业公司固井液实验室的科研人员们并没有因为四开固井工作液的检测合格而松懈,数台精密的仪器依旧忙碌地工作着,而就在实验室的一角翻转式搅拌失水仪内,深地川科1井五开固井工作液的实验早已开始。
这个夏天伊始,实验室的日常依旧忙碌而有序,一首五开固井施工作业的进行曲正在鸣奏。
作者:任思渝 邓宇