1393بهار

تراوایی آزمایشسیمان

حفاری آزمایشگاه

زاده حسین بهزاد سیدساداتی

810489221

سیمان اهمیت

هستند. ها چاه کردن مسدود و تعمیر تکمیل، حفاری، در اساسی جزء یک ها سیمان آن به و شود می طراحی خاصی مشخصات با سیمان دوغاب یک کاربردی هر برای

اتالف فشارشی، مقاومت گرانروی، حجم، دوغاب، دانسیته که افزایند می موادی جدا چاه در سیمان اولیه کنند. وظیفه می کنترل را بندش زمان گاز، مهاجرت سیال، درون سیاالت مهاجرت از جداسازی باشد. این می چاه حفره از جداری لوله کردن

کند. می جلوگیری سطح به آن حرکت و حلقوی فضای به چاه

سیمان تروایی آزمایش اهمیت

مورد گاز و مایع برابر در سیمان نمونه یک نسبی تراوایی تعیین برای وسیله این دوغاب فرموالسیون بهتر طراحی به آزمایش این نتیجه گیرد. می قرار استفاده سیمان واقعی تراوایی از دقیق نشان همیشه آزمایش این البته کند. می کمک سیمان

دهد. نمی نشان چاه شرایط در را

سیمان تراوایی گیری اندازه های دستگاه کار نحوه

دارنده نگه مجموعه یک در سیمان نمونه دادن - قرار1

فشار تحت نمونه از مایع یا گاز دادن - عبور2

نمونه در سیال جریان دبی و فشار ثبت یا گیری - اندازه3

سیمان نمونه دارنده نگه

که گیرد، می قرار استفاده مورد سیمان نمونه داری نگه برای دارنده نگه نوع دو نوع این برای ها دارنده نگه دارد. انواع استفاده مورد آزمایش نوع به بسته آن انتخاباز: است عبارت ها دستگاه

1 -Moulded-sample holder

2-cored-sample holder

فشار آورنده وجود به محیط

و باشند خطر بی که گازهایی یا نیتروژن یا فشرده هوای گازهای از - گاز: معموالشود. می استفاده دارند نگه ثابت را گاز فشار بتوانند

کنند. می تزریق نمونه به فشار تحت و مستقیم طور به را گاز گاز، با آزمایش برای

یک کمک به دارنده نگه محفظه یک در را مایع نمونه، به مایع تزریق - مایع: برای بدین آن کار ی کنند. نحوه می استفاده دارد قرار گاز پیستون پشت که پیستون آمده در حرکت به پیستون و آورد، می در حرکت به را پیستون گاز که است صورت

کند. می تزریق نمونه به را مایع هم

باشیم. داشته ثابتی دبی که شود می این به منجر ثابت فشار داشتن نگه

دبی گیری اندازه یا ثبت وسیله

electronic mass-flow meter یاball type flow meter از گاز دبی گیری اندازه برای یاrotameter همچون وسایلی از هم مایع دبی گیری اندازه کنیم. برای می استفاده

electronic mass-flow meterکنیم. می استفاده

ها دستگاه نوع این کلی شکل

1. pressure regulator

2. air

3. water

4. pipette measuring tube

5. mercury

6. O-ring

7. mould

8. holder cap

9. holder cylinder

10. holder base

11. mould detail

A B, C, D. E. F valves : G pressure gauge

1. confining pressure

2. fluid inlet

3. rubber sleeve

4. cement sample

5. tube to flow meter

6. closed position

7. open position

8. gas test valve (A)

9. liquid test valve (B)

10. valve (C)

11. bleed valve (D)

12. trap valve (E)

13. Fill valve (F)

14. inlet pressure (G)

15. flow meters

16. gas inlet

17. regulator

18. liquid accumulator

19. core-holder assembly

20. tube to drain

21. check valve

تراوایی محاسبه ی نحوه

یک در مغزه از گذرنده دبی میزان گیری اندازه با سیمانی مغزه یک تراوایی با تراوایی آید. سپس می بدست آن طول راستای در مشخص فشار اختالف

استفاده مورد شود. سیال می محاسبه دارسی قانون از مناسبی فرم از استفاده واحد با و مایع سیال برای زیر باشد. رابطه گاز یا مایع تواند می ها دستگاه این در

است. قرار بر زیر های

K: permeability (mD)

q: flow rate (mL/s)

µ: water viscosity (cp)

L: sample length (cm)

A: sample cross-sectional area (cm2)

ΔP: differential pressure (psi)

است. قرار بر زیر های واحد با و گاز سیال برای زیر رابطه

k: permeability (mD)

qb: flow rate of gas (ml/s)

µ: water viscosity (cp)

L: sample length (cm)

pb: adjusted barometric pressure (kPa)

A: sample cross-sectional area (cm2)

Pi: inlet pressure. (kPa)

Po: outlet pressure (kPa)

آن با کار ی نحوه و شده ساخت دستگاه از ای نمونه

که شود می استفاده تراوایی گیری اندازه برای PERMEAMETER CORE دستگاهاست. شده ذکرB 10 specificationAPI-2 در آن با تست اجرای روش نمونه

در استفاده مورد سیال کنید. می مشاهده را دستگاه این از ای نمونه زیر شکل در دستگاه شکل، در شده داده نشان اجزای بر عالوه باشد. می نیتروژن گاز آن

باشد. می نیز زیر اجزای دارای

اینچ یک آن طول و قطر که سیمانی ای استوانه مغزه یک تراوایی دستگاه این می داده )قرارsleeveاسلیو( در کند. مغزه می گیری اندازه پایدار شرایط در باشد اختالف تحت گاز شود. سپس می وارد یافته تغییر هسلر سلول یک به سپس ، شود

رابطه از تراوایی شود. می گیری اندازه دبی و شده تزریق مغزه به ثابتی فشارشود. می محاسبه زیر

تست: اجرای نحوه

نرم در بعدا ها گیری اندازه کنیم. این می گیری اندازه را نمونه قطر و طول ابتدا در را آن و داده قرار الستیکی نگهدارنده در را خشک نمونه شود. می وارد افزاردهیم. می قرار اسلیو

دهیم. می قرار فشار صفحات بین ما را اسلیو سپس

بین خ��وبی گ��یری درز ش��ویم مطمئن ت��ا چرخانیم می باال سمت به را پایینی صفحهآید. وجود به آن الستیکی نگهدارنده و نمونه

کنیم. می باز را گاز تغذیه شیرکنیم. می باز را افزار نرم سپس

کنید. انتخاب ادیتور" را "پروگرم گزینه آپ"، ست "تست منوی ازکنید. انتخاب "نیو" را گزینه جدید تست ایجاد برایکنید. اضافه را مراحل لزوم صورت در و کنید انتخاب اسمی تست برایکنید. وارد زمان مدت یک و ورودی فشار یک مرحله هر برای

psi 10 حداقل مرحله هر در شود می توصیه باشد.psi 15 باید ورودی فشار اقل حدشود. می محدودpsi 200 به نیز فشار دهید. بیشترین افزایش را فشار

کنید. کلیکok گزینه روی ذخیره برای

کنید. وارد را نمونه قطر و طول افزار نرم اصلی صفحه در

اختیاری موارد جزء میدانی توضیحات و چاه اسم مغزه، نوع منابع، اسامی کردن واردباشد. می

کنید. کلیک تست" را "استارت گزینه تست آغاز برای حال

صفحه، پایین بیلیتی" در "پرمی گزینه بر کلیک با توانید می تست اجرای حین درکنید. مشاهده را تراوایی نمودار

Y یاX محور روی را زیر های متغیر توانید " میGraph Y-X" گزینه از استفاده باکنید رسم

را گیره شود. سپس تخلیه فشار تا کنید باز را گیره روی موجود شیر تست، پایان درشیر را قبل از تست بعدی ببندید. بیاورید.بیرون را نمونه و کرده باز

Reference:

1- “CEMENT TEST EQUIPMENT, INC.”, 2009 , Tulsa, Oklahoma, USA

2- API Standard 10B-2 I ISO 10426-2- Recommended Practice for Testing Well Cements -2004