Τι είναι η τσιμεντοποίηση πετρελαιοπηγών;
Η τσιμεντοποίηση πετρελαιοπηγών είναι ένα από τα πιο κρίσιμα στάδια στη μηχανική γεωτρήσεων πετρελαίου και φυσικού αερίου. Πρόκειται για την απομόνωση των στρωμάτων πετρελαίου, φυσικού αερίου και νερού εντός της γεώτρησης, την προστασία του περιβλήματος, την παράταση της διάρκειας ζωής της γεώτρησης και τη βελτίωση της αποδοτικότητας της παραγωγής υδρογονανθράκων. Σύμφωνα με το Αμερικανικό Ινστιτούτο Πετρελαίου, τα πρόσθετα τσιμεντοποίησης αντιστοιχούν στο 38% των χημικών ουσιών που χρησιμοποιούνται στις εργασίες των πετρελαιοπηγών. Η εφαρμογή παραγόντων μείωσης του νερού στο τσιμέντο πετρελαιοπηγών έχει γίνει μια κεντρική τεχνική προσέγγιση για την αντιμετώπιση διαφόρων σύνθετων προκλήσεων τσιμεντοποίησης, την ενίσχυση της ποιότητας τσιμεντοποίησης και τη διασφάλιση των κοιτασμάτων πετρελαίου και φυσικού αερίου.
Τσιμεντοποίηση πετρελαιοπηγών στις ρωσικές πολικές περιοχές
Τα κοιτάσματα πετρελαίου και φυσικού αερίου της Αρκτικής βρίσκονται κυρίως σε ζώνες μόνιμου παγετού με θερμοκρασίες που κυμαίνονται από -5°C έως -18°C, περιεκτικότητα σε πάγο έως 80% και βάθος έως 500 μέτρα. Για τα παραδοσιακά τσιμεντοκονιάματα, το παχύ πάχος του μόνιμου πάγου στις πολικές περιοχές και οι χαμηλές θερμοκρασίες επιβραδύνουν την πήξη και την ανάπτυξη της αντοχής. Όταν η θερμοκρασία πέφτει κάτω από τους 0°C, το νερό στο τσιμεντοκονίαμα συμπυκνώνεται και δεν συμμετέχει στην αντίδραση ενυδάτωσης. Ως αποτέλεσμα, το κονίαμα δεν μπορεί να πήξει επαρκώς, με αποτέλεσμα να μην καταφέρνει να τσιμεντώσει το φρεάτιο. Επιπλέον, η θερμότητα που απελευθερώνεται κατά τη διαδικασία ενυδάτωσης του τσιμεντοπολτού μπορεί να προκαλέσει την απόψυξη του μόνιμου πάγου. Οι υδρίτες φυσικού αερίου στο μόνιμο στρώμα πάγου μπορούν να προκαλέσουν εκτεταμένη αποσύνθεση, δημιουργώντας κινδύνους όπως κλωτσιές φρεατίων ή διαρροές κατά τη διάρκεια των εργασιών γεώτρησης.
Η Ρωσία έχει υιοθετήσει ένα ελαφρύ σύστημα τσιμεντοκονιάματος λόγω της χαμηλής θερμικής αγωγιμότητάς του. Σταματά τη μεταφορά θερμότητας μεταξύ της γεώτρησης και του σχηματισμού. Σε αυτή τη σύνθεση τσιμεντοκονιάματος, ο πολυκαρβοξυλικός υπερρευστοποιητής παίζει βασικό ρόλο στη μείωση της εξώθερμης θερμότητας που παράγεται κατά την αντίδραση ενυδάτωσης, ενώ διασφάλιση ότι ο πολτός πήζει εντός του απαιτούμενου χρονικού πλαισίου και αποκτά επαρκή αντοχή.
Τι είναι ο πολυκαρβοξυλικός υπερρευστοποιητής στην τσιμεντοποίηση πετρελαιοπηγών;
Ως παράγοντας μείωσης του νερού υψηλής απόδοσης τρίτης γενιάς, υπερρευστοποιητές με βάση τα πολυκαρβοξυλικά έχουν σχεδιαστεί να βελτιώσει το εργασιμότητα, αντοχή και ανθεκτικότητα των τσιμεντοειδών συστημάτων μειώνοντας την αναλογία νερού προς τσιμέντο ή νερού προς γύψο. Ο πολυκαρβοξυλικός υπερρευστοποιητής LANDU Novastar είναι εξαιρετικά συμβατός με άλλα πρόσθετα, όπως επιβραδυντές γύψου, παράγοντες που συγκρατούν τον αέρα, ή επιταχυντές και διάφορα υλικά βάσης, όπως το τσιμέντο PST-1-50. Στην τσιμεντοποίηση πετρελαιοπηγών, χρησιμεύει ως:
Διασκορπιστικό
Τα στρώματα και τα αποκόμματα γεωτρήσεων στο υγρό γεώτρησης μπορούν να σχηματίσουν ένα χωρικό δίκτυο εάν η συγκέντρωσή τους είναι πολύ υψηλή. Αυτή η δομή δικτύου μπορεί να ενταθεί από τα διαλυμένα άλατα, ιδίως τα πολυδύναμα κατιόντα, στο νερό σε σχηματισμούς αλατούχου γύψου. Αυτό το τελικά υποβαθμίζει τη ρευστότητα της λάσπης γεώτρησης. Ένα άλλο ευέλικτο πρόσθετο είναι ο γύψος, ιδιαίτερα κατάλληλος για τη μείωση του χρόνου πήξης του τσιμεντοκονιάματος σε περιοχές με μόνιμο παγετό. Ωστόσο, αυξάνει επίσης σημαντικά το ιξώδες της λάσπης.
LANDU NOVASTAR Πολυκαρβοξυλικός υπερρευστοποιητής διαταράσσει αποτελεσματικά αυτή τη δομή του δικτύου, απελευθερώνοντας το παγιδευμένο νερό και ρυθμίζοντας έτσι το ιξώδες και τη διατμητική τάση του ρευστού γεώτρησης. Αυτό το είναι επειδή οι αρνητικά φορτισμένες καρβοξυλικές ομάδες (-COOH) στα μόρια PCE απωθούν τα σωματίδια τσιμέντου, εμποδίζοντας την κροκίδωση. Επίσης, οι μακριές πλευρικές αλυσίδες των μορίων PCE δημιουργούν ένα φυσικό φράγμα μεταξύ των σωματιδίων τσιμέντου, μειώνοντας την τριβή και βελτιώνοντας τη ρευστότητα.
Μειωτικός παράγοντας νερού
LANDU NOVASTAR Πολυκαρβοξυλικός υπερρευστοποιητής Ο υδατομειωτικός παράγοντας βελτιστοποιεί την κατανομή μεγέθους σωματιδίων (PSD) του τσιμέντου και των συμπληρωματικών υλικών, αυξάνοντας την περιεκτικότητα σε στερεά σωματίδια ανά μονάδα όγκου και ελαχιστοποιώντας τον λόγο νερού-τσιμέντου του αιωρήματος. Συντομεύει σημαντικά την τον αρχικό χρόνο πήξης του τσιμέντου και ενισχύει την αντοχή του τσιμέντου σε θλίψη μειώνοντας παράλληλα το πορώδες και τη διαπερατότητά του.
Ενισχυτής εργασιμότητας
Στην τσιμεντοποίηση πετρελαιοπηγών, η διατήρηση της κάθισης (διατήρηση της ρευστότητας με την πάροδο του χρόνου) είναι ζωτικής σημασίας για να εξασφαλιστεί η ομαλή άντληση του τσιμέντου σε μεγάλες αποστάσεις και πολύπλοκες γεωμετρίες. Τα μόρια PCE είναι λιγότερο επιρρεπή σε προσρόφηση από σωματίδια τσιμέντου σε σύγκριση με παραδοσιακούς υπερρευστοποιητές (π.χ. σουλφονικό ναφθαλίνη φορμαλδεΰδη - SNF). Βελτιώνει σημαντικά την εργασιμότητα των μιγμάτων τσιμέντου. Διατηρεί τη ρευστότητα του μείγμα για παρατεταμένες περιόδους, αποτρέποντας την απώλεια ιλύος. Εξασφαλίζει την ομαλή και αποτελεσματική άντληση τσιμεντοπολτών, ακόμη και σε περιβάλλοντα υψηλής πίεσης και θερμοκρασίας (HPHT). Οι υπερπλαστικοποιητές PCE είναι θερμικά σταθεροί και μπορούν να διατηρήσουν την απόδοσή τους ακόμη και σε υψηλές θερμοκρασίες και πιέσεις.
Θειώδης ακετόνη φορμαλδεΰδη vs. υπερπλαστικοποιητής PCE
- Στην τσιμεντοποίηση πετρελαιοπηγών, το διασκορπιστικό ακετόνης-φορμαλδεΰδης-σουλφίτη (AFS) εξακολουθεί να ενεργεί ως μονοπώλιο. Ωστόσο, Υπερρευστοποιητής PCE έχει άρχισαν να εμφανίζονται τα τελευταία χρόνια για τα ακόλουθα πλεονεκτήματα.
| Χαρακτηριστικό γνώρισμα | Υπερρευστοποιητές PCE | AFS Διασκορπιστικό |
|---|---|---|
| Αποδοτικότητα | Υψηλή απόδοση σε χαμηλές δόσεις. | Χαμηλότερη απόδοση, απαιτώντας υψηλότερες δόσεις. |
| Συγκράτηση Slump | Εξαιρετική διατήρηση της κάθισης για παρατεταμένες περιόδους. | Περιορισμένη συγκράτηση κάθισης λόγω απορρόφησης τσιμέντου. |
| Μείωση νερού | Μέχρι 30% ή μεγαλύτερη μείωση νερού. | Τυπικά 15-20% μείωση νερού. |
| Περιβαλλοντικές επιπτώσεις | Χαμηλή τοξικότητα και βιοδιασπασιμότητα. | Μπορεί να περιέχει σουλφονικές ομάδες, που δημιουργούν περιβαλλοντικές ανησυχίες. |
| Συμβατότητα | Εξαιρετικά συμβατό με άλλα πρόσθετα. | Μπορεί να έχει προβλήματα συμβατότητας με ορισμένα πρόσθετα. |
