GBT-深水油井水泥试验方法编制说明

PAGE56《深水油井水泥试验方法》编制说明任务来源及工作简要过程（任务来源、工作过程、主要参加单位和工作组成员。）任务来源根据国标委[2023]17号文件，国家标准化管理委员会下达了2023年关于修订《传染病暴发流行期间疫区邮件及处理系统预防控制规范》等1471项国家标准的公告，其中，包括GB/T33294-2016《深水油井水泥试验方法》的修订计划。由中海油田服务股份有限公司负责该项标准的修订。深水是国内海洋油气资源勘探开发的重点领域。深水固井质量直接关系到油气井寿命、长期安全生产甚至深水油气藏的采收效率。随着深水油气资源的勘探开发量大增，深水固井作业难度和成本压力也越来越大。深水油井水泥的实验方法与固井施工的安全性及长期封隔有效性有着密切关系，标准的修订，可为作业者提供相应参考依据，保障国内深水油气资源的勘探开发顺利进行。工作过程（1）起草2023年12月，国标委批准立项后，中海油田服务股份有限公司油田化学研究院组织有关专家成立了标准编制工作组，对国际上关于深水固井的相关标准进行了收集和整理，确定了标准执笔人，召集中海油服固井技术专家、有丰富现场经验的固井工程师和专业的英语翻译人员对现行国际（ISO）和行业（API相关）深水固井技术标准在国内的适用性和实用性上细致研究和深入讨论，并重点探讨了如何采纳现行国际深水固井技术标准的问题。经过讨论和论证，编制组专家依据GB/T33294-2016《深水油井水泥试验方法》，在充分考虑了深水固井技术的发展趋势后，对标准进行了修订，形成了《深水油井水泥试验方法》标准征求意见稿（讨论稿）。其中，中海油田服务股份有限公司油田化学研究院为标准主要编制单位，负责标准文本的编制，国内外相关标准的搜集和对比，验证试验数据的统计与总结及相关送审、报批文件的编制。编制小组其他成员单位负责相关方法试验数据的提供，并结合试验方法及相关试验数据对标准草案的讨论提出相应修改意见。主要参加单位及工作人员：本标准主要制定单位为中海油田服务股份有限公司工作人员：赵琥、赵军、张浩、冯颖韬、黄峰、肖伟、宋茂林编制原则（行业标准编写原则和主要内容，修订标准时应列出与原标准的主要差异和理由。）主要原则：本标准严格遵照GB/T1.1－2020《标准化工作导则第一部分标准的结构和编写》的有关规定起草。本标准修改采用ISO10426-3：2003《石油和天然气工业—固井用水泥和材料—第3部分：深水固井水泥试验》（英文版），并部分采纳了ISO10426-3：2019《石油和天然气工业—固井用水泥和材料—第3部分：深水固井水泥试验》（英文版）及APIRP10B-3：2016《深水油井水泥试验方法》（英文版）中的最新技术要求。本标准详细引用参考国标GB/T19139-2012《油井水泥试验方法》中所规定的相关试验方法。主要内容：本标准使用重新起草法修改采用ISO10426-3：2003《石油和天然气工业—固井用水泥和材料—第3部分：深水固井水泥试验》（英文版）。并进行了下列修改。编辑性修改包括：对ISO10426-3：2003中的前言进行了重新编辑；删除了ISO10426-3：2003中的内容简介；删除了ISO10426-3：2003中的引言；将标准名称修改为“深水油井水泥试验方法”；转换ISO10426-3:2003中非法定计量单位,均采用国家法定的计量单位；全文中相关术语引用“GB/T19139-2012”中表述；删除了参考文献。技术性修改包括：重新调整第6章结构为“6.4常压稠化仪搅拌水泥浆、6.5增压稠化仪搅拌水泥浆、6.6非破坏声波试验、6.7破坏性试验、6.8抗压强度的测定”，并删除ISO10426-3:2003中“6.5.1、6.5.2、6.5.3、6.5.4中所有内容”。删除“6.5.5.1试模、6.5.5.2抗压强度试验机、6.5.5.3底板和盖板、6.5.5.4捣棒、6.5.5.5试模密封脂、6.5.5.6脱模剂”。修改为“6.7.1.1试模、抗压强度试验机、底板和盖板、捣棒、试模密封脂、脱模剂”。修改了“1范围”，增加了适用范围相关描述；删除了引用文件“ASTMC109水硬性水泥砂浆抗压强度标准试验方法”。用GB/T19139—2012代替了ISO10426-2：2003中的引用文件ISO10426-2：2003。修改了ISO10426-3:2003中7.5.4中稠化时间的定义，将“稠化时间是指水泥浆从升温升压开始到稠度达到不能泵送（70Bc或100Bc）所经历的时间”改为“稠化时间是从开始升温加压至稠度达到100Bc所经历的时间。”。与原标准相比，此次修订主要引入了ISO10426-3：2019《石油和天然气工业—固井用水泥和材料—第3部分：深水固井水泥试验》（英文版）及APIRP10B-3：2016《深水油井水泥试验方法》（英文版）中的最新技术要求。其主要差异及理由如下：修改了范围（见第1章）。修改理由：现行国际标准ISO10426-3：2019《石油和天然气工业—固井用水泥和材料—第3部分：深水固井水泥试验》（英文版）重新增加了深水的定义，规定深水为“水深＞600m和（或）存在海床温度的区域”。与原标准存在技术差异。增加了以下1个术语和定义：深水（见3.1）。修改理由：现行国际标准ISO10426-3：2019《石油和天然气工业—固井用水泥和材料—第3部分：深水固井水泥试验》（英文版）重新编写了术语，并引用了APIRP10B-3：2016《深水油井水泥试验方法》（英文版）中的相关术语和定义，原国际标准ISO10426-3：2003《石油和天然气工业—固井用水泥和材料—第3部分：深水固井水泥试验》（英文版）仅引用了ISO10426-2：2003《油井水泥试验方法》中的术语和定义，涵盖不全且存在较大技术差异，因此，按照现行国际标准中的相关规定进行修订。修改了取样（见第4章）。修改理由：现行国际标准ISO10426-3：2019《石油和天然气工业—固井用水泥和材料—第3部分：深水固井水泥试验》（英文版）引用了APIRP10B-3：2016《深水油井水泥试验方法》（英文版）中的取样原则，其测量样品温度的热电偶或温度计的精度不同，并增加了现场条件未知时的混样温度，与原标准相比，更详细且更具可操作性，因此，按照现行国际标准中的相关规定进行修订。将“把浆杯置于常压稠化仪中搅拌20min。搅拌20min后，检查温度，从浆杯中取出搅拌叶，用捣棒搅拌水泥浆使之均匀。”修改为“把浆杯置于常压稠化仪中搅拌30min。搅拌30min后，检查温度，从浆杯中取出搅拌叶，用捣棒搅拌水泥浆使之均匀。”（见6.4，2016年版中的6.4）修改理由：现行国际标准ISO10426-3：2019《石油和天然气工业—固井用水泥和材料—第3部分：深水固井水泥试验》（英文版）等同采用APIRP10B-3：2016《深水油井水泥试验方法》（英文版），在APIRP10B-3：2016《深水油井水泥试验方法》（英文版）中6.2.2和6.2.3中均规定应搅拌30min。将“在仪器的压力上限内，升压速率程序应模拟顶替过程中水泥浆受到的压力条件。”修改为“在加压养护釜的压力上限内，升压速率程序应模拟顶替过程中水泥浆受到的压力条件。”（见6.7.2.5，2016年版中的6.7.2.5）。修改理由：与上下文表述一致，防止产生歧义。将“养护试验完成后，缓慢释放压力并从釜体中取出试模。”修改为“养护试验完成后，缓慢释放压力（若采用加压养护）并从釜体中取出试模。”（见6.8.1，2016年版中的6.8.1）。修改理由：与ISO10426-3：2003《石油和天然气工业—固井用水泥和材料—第3部分：深水固井水泥试验》（英文版）中的表述保持一致，防止产生歧义。将“抗压强度等于试样破型所需的力除以与抗压强度试验机承载盘接触的最小横截面积。”修改为“抗压强度等于试样破坏所需的力除以试样与抗压强度试验机承载盘接触的最小横截面积。”（见6.8.2，2016年版中的6.8.2）修改理由：原表述不够通顺，且易产生歧义。增加了“若稠化曲线异常，则应重新进行水泥浆设计并再次进行稠化时间测试。”（见7.5.4，2016年版中的7.5.4）。修改理由：按照ISO10426-3：2019《石油和天然气工业—固井用水泥和材料—第3部分：深水固井水泥试验》（英文版）中最新的技术表述，对水泥浆稠化曲线进行了更为严格的要求。深水表层由于温度低，且大多使用低密度水泥浆，稠化异常现象易发生。将“将浆杯放进冷却的常压稠化仪中搅拌20min。搅拌20min后，检查温度，从浆杯中取出搅拌叶，用搅拌棒搅拌水泥浆使之均匀。”修改为“将浆杯放进冷却的常压稠化仪中搅拌30min。搅拌30min后，检查温度，从浆杯中取出搅拌叶，用搅拌棒搅拌水泥浆使之均匀。”（见8.4.1，2016年版中的8.4.1）。修改理由：现行国际标准ISO10426-3：2019《石油和天然气工业—固井用水泥和材料—第3部分：深水固井水泥试验》（英文版）等同采用APIRP10B-3：2016《深水油井水泥试验方法》（英文版），在APIRP10B-3：2016《深水油井水泥试验方法》（英文版）中6.2.2和6.2.3中均规定应搅拌30min。将“将浆杯置入已冷却的常压稠化仪中养护20min。养护20min后，检查温度，从浆杯中取出搅拌叶，用搅拌棒搅拌水泥浆至均匀。”修改为“将浆杯置入已冷却的常压稠化仪中养护20min。养护20min后，检查温度，从浆杯中取出搅拌叶，用搅拌棒搅拌水泥浆至均匀。”（见10.5.1，2016年版中的10.5.1）。修改理由：现行国际标准ISO10426-3：2019《石油和天然气工业—固井用水泥和材料—第3部分：深水固井水泥试验》（英文版）等同采用APIRP10B-3：2016《深水油井水泥试验方法》（英文版），在APIRP10B-3：2016《深水油井水泥试验方法》（英文版）中6.2.2和6.2.3中均规定应搅拌30min。将“细心拆解浆杯并注意观察水泥浆浆体的变化情况，尤其是胶凝和固体沉降状况。”修改为“细心拆解浆杯并注意观察混合流体的变化情况，尤其是胶凝和固体沉降状况。”（见11.3.5，2016年版中的11.3.5）。修改理由：与上下文表述一致，防止产生歧义。将“强度试验的取样方法按照第4章的规定执行。”修改为“水泥、外加剂及拌合水的取样按照第4章的规定进行”。（见6.2，2016年版中的6.2）。修改理由：原表述不够通顺，且易产生歧义。将“取样方法按第4章的规定执行。”修改为“水泥、外加剂及拌合水的取样按照第4章的规定进行”。（见7.2，2016年版中的7.2）。修改理由：原表述不够通顺，且易产生歧义。将“滤失试验的取样方法按第4章的规定执行。”修改为“水泥、外加剂及拌合水的取样按照第4章的规定进行”。（见8.2，2016年版中的8.2）。修改理由：原表述不够通顺，且易产生歧义。将“游离液和水泥浆稳定性试验的取样方法按第4章的规定执行。”修改为“水泥、外加剂及拌合水的取样按照第4章的规定进行”。（见9.2，2016年版中的9.2）。修改理由：原表述不够通顺，且易产生歧义。将“流变性和胶凝强度试验的取样方法按第4章的规定执行。”修改为“水泥、外加剂及拌合水的取样按照第4章的规定进行”。（见10.2，2016年版中的10.2）。修改理由：原表述不够通顺，且易产生歧义。采标情况（采用国际标准或国外先进标准情况，与国际、国外同类标准水平的对比情况。）本标准使用重新起草法修改采用ISO10426-3：2003《石油和天然气工业—固井用水泥和材料—第3部分：深水固井水泥试验》（英文版）进行制定。在此次修订过程中，主要引入了ISO10426-3：2019《石油和天然气工业—固井用水泥和材料—第3部分：深水固井水泥试验》（英文版）及APIRP10B-3：2016《深水油井水泥试验方法》（英文版）中的最新技术要求。并按照GB/T19139-2012《油井水泥试验方法》中的相关测试方法表述进行修改，使标准能适应我国国内深水固井技术特点，具备较强的可操作性，也保证了与国际先进标准的一致性。主要试验验证情况和预期达到的效果自标准征求意见稿（讨论稿）完成后，中海油服油田化学研究院首先组织技术人员对标准中所涉及到的所有性能评价进行了试验操作的可行性验证和结果评价，其中包括水泥浆的制备（常规和特殊水泥浆），模拟低温强度试验（破坏和非破坏性），低温稠化试验、失水、流变性和流体相容性试验，其中每个过程都完全按照标准中规定的步骤进行，并且进行了同等的相同试验数据对比。其次，通过室内的试验验证，满足了现场检验的条件，对深水井现场固井配方按标准操作，最后按照得出的性能进行现场施工，现场施工结果一切顺利，各方面都很好的满足了深水固井现场的性能要求。最后结合室内和现场检验评价，采用本标准产生的实验数据真实可靠，可以给各油田的深水固井水泥浆配方的研究提供有标准指导。随着全球能源需求的不断膨胀，陆上大型油气田日益枯竭，人们逐渐将目光投向海洋。海洋油气资源主要分布在大陆架，约占全球海洋油