ما هو تدعيم آبار النفط؟
يُعد تدعيم آبار النفط إحدى أهم المراحل في هندسة حفر آبار النفط والغاز. وذلك لعزل طبقات النفط والغاز والماء داخل حفرة البئر، وحماية الغلاف، وإطالة عمر البئر، وتعزيز كفاءة إنتاج الهيدروكربون. وفقًا لمعهد البترول الأمريكي، تمثل إضافات التدعيم 38% من المواد الكيميائية المستخدمة في عمليات حقول النفط. وقد أصبح استخدام العوامل المخفضة للماء في إسمنت حقول النفط نهجاً تقنياً محورياً لمعالجة مختلف تحديات التدعيم المعقدة، وتعزيز جودة التدعيم، وحماية مكامن النفط والغاز.
تدعيم آبار النفط في المناطق القطبية الروسية
تقع مستودعات النفط والغاز في القطب الشمالي في الغالب في مناطق دائمة التجمد بدرجات حرارة تتراوح بين -5 درجة مئوية إلى -18 درجة مئوية، ومحتوى جليدي يصل إلى 801 تيرابايت 11 تيرابايت، وأعماق تصل إلى 500 متر. بالنسبة للملاط الأسمنتي التقليدي، فإن التربة الصقيعية السميكة في المناطق القطبية ودرجات الحرارة المنخفضة تبطئ من التماسك وتطور القوة. عندما تنخفض درجة الحرارة إلى أقل من 0 درجة مئوية، يتكثف الماء في الملاط الأسمنتي ولا يشارك في تفاعل الترطيب. ونتيجة لذلك، لا يتمكن الملاط من التماسك بشكل كافٍ، وبالتالي يفشل في تدعيم البئر. بالإضافة إلى ذلك، يمكن للحرارة المنبعثة أثناء عملية ترطيب ملاط الأسمنت أن تتسبب في ذوبان الجليد الدائم. يمكن أن تؤدي هيدرات الغاز الطبيعي في التربة الصقيعية إلى تحلل واسع النطاق، مما يشكل مخاطر مثل ركلات الآبار أو الانفجارات أثناء عمليات الحفر.
اعتمدت روسيا نظام ملاط أسمنتي خفيف الوزن بسبب انخفاض التوصيل الحراري. فهو يوقف انتقال الحرارة بين حفرة البئر والتكوين. في تركيبة الملاط الأسمنتي هذه، تلعب مادة البولي كاربوكسيلات الملدنة الفائقة دوراً رئيسياً في تقليل الحرارة الطاردة للحرارة المتولدة أثناء تفاعل الإماهة بينما التأكد من أن الطين يتماسك خلال الإطار الزمني المطلوب ويصل إلى القوة الكافية.
ما هي مادة البولي كربوكسيل الفائقة الملدنة في تدعيم آبار النفط؟
كعامل من الجيل الثالث عالي الأداء لخفض الماء, الملدنات الفائقة الملدنات القائمة على البولي كاربوكسيلات مصممة لتحسين فإن قابلية التشغيل والقوة والمتانة من الأنظمة الأسمنتية عن طريق تقليل نسبة الماء إلى الأسمنت أو نسبة الماء إلى الجبس. LANDU Novastar بولي كربوكسيلات البولي كربوكسيل الفائق متوافق للغاية مع إضافات أخرى، مثل مثبطات الجبس، ومثبطات الجبس، وعوامل منع الهواء, أو مسرعات ومواد أساسية مختلفة، مثل أسمنت PST-1-50. في تدعيم آبار النفط، يعمل بمثابة:
المشتتات
يمكن أن تشكّل البقايا الموضوعة وقصاصات الحفر في سائل الحفر شبكة مكانية إذا كان تركيزها مرتفعاً جداً. يمكن تكثيف هذه البنية الشبكية عن طريق الأملاح المذابة، وخاصة الكاتيونات متعددة التكافؤ، في الماء في التكوينات الملحية الجبسية. هذا وأخيرًا يقلل من سيولة طين الحفر. وهناك مادة مضافة أخرى متعددة الاستخدامات وهي الجبس، وهي مناسبة بشكل خاص لتقليل زمن تثبيت الملاط الأسمنتي في المناطق دائمة التجمد. ومع ذلك، فإنه يزيد أيضًا من لزوجة الملاط بشكل كبير.
LANDU NOVASTAR بولي كربوكسيل فائق الملدنات يعطل بشكل فعال بنية الشبكة هذه، مما يؤدي إلى إطلاق الماء المحبوس وبالتالي تعديل اللزوجة وإجهاد القص لسائل الحفر. هذا هو أن تعمل مجموعات الكربوكسيل السالبة الشحنة (-COOH) الموجودة على جزيئات PCE على صد جزيئات الأسمنت، مما يمنع التلبد. كما أن السلاسل الجانبية الطويلة لجزيئات PCE تخلق حاجزًا فيزيائيًا بين جزيئات الأسمنت، مما يقلل من الاحتكاك ويحسن السيولة.
عامل اختزال الماء
LANDU NOVASTAR بولي كربوكسيلات فائق الملدنات LANDU عامل تقليل الماء يحسن توزيع حجم الجسيمات (PSD) للأسمنت والمواد التكميلية، مما يزيد من محتوى الجسيمات الصلبة لكل وحدة حجم ويقلل من نسبة الماء إلى الأسمنت في الملاط. فهو يقلل بشكل كبير من وقت التثبيت الأولي للأسمنت ويعزز قوة ضغط الأسمنت مع تقليل مساميتها ونفاذيتها.
مُحسِّن قابلية التشغيل
في تدعيم آبار النفط، يعد الاحتفاظ بالركود (الحفاظ على السيولة بمرور الوقت) أمرًا بالغ الأهمية لضمان إمكانية ضخ الأسمنت بسلاسة عبر مسافات طويلة وهندسة الآبار المعقدة. جزيئات PCE أقل عرضة لـ الامتزاز بواسطة جزيئات الأسمنت مقارنةً بـ الملدنات الفائقة التقليدية (على سبيل المثال، النفثالينات السلفونيتية فورمالدهايد - SNF). يحسن بشكل كبير من قابلية تشغيل مخاليط الأسمنت. يحافظ على سيولة خليط على مدى فترات طويلة، مما يمنع فقدان الركود. يضمن الضخ السلس والفعال لملاط الأسمنت، حتى في بيئات الضغط العالي والحرارة العالية (HPHT). الملدنات الفائقة PCE مستقرة حراريًا ويمكنها الحفاظ على أدائها حتى في درجات الحرارة والضغوط المرتفعة.
كبريتيت فورمالدهايد الأسيتون مقابل الملدن الفائق للأسيتون
- في تدعيم آبار النفط، مشتت الأسيتون فورمالديهايد الكبريتيت (AFS) لا يزال يتصرف كاحتكار. ومع ذلك, ملدن فائق اللدونة PCE لديها بدأت في الظهور في السنوات الأخيرة للمزايا التالية.
| الميزة | الملدنات الفائقة الملدنات PCE | مشتت AFS |
|---|---|---|
| الكفاءة | كفاءة عالية بجرعات منخفضة. | كفاءة أقل، مما يتطلب جرعات أعلى. |
| الاحتفاظ بالركود | احتفاظ ممتاز بالركود لفترات طويلة. | احتباس محدود للركود بسبب امتصاص الأسمنت. |
| تقليل المياه | ما يصل إلى 30% أو أكثر من تخفيض المياه. | عادةً 15-20% تخفيض المياه. |
| الأثر البيئي | منخفضة السمية وقابلية التحلل البيولوجي. | قد تحتوي على مجموعات سلفونات، مما يشكل مخاوف بيئية. |
| التوافق | متوافق للغاية مع الإضافات الأخرى. | قد يكون لديه مشاكل في التوافق مع بعض المواد المضافة. |
