Mis on naftapuuraukude tsementeerimine?
Naftapuuraukude tsementeerimine on üks kriitilisemaid etappe nafta- ja gaasipuuraukude puurimistehnikas. Selle eesmärk on isoleerida puuraugus olevad nafta-, gaasi- ja veekihtide kihid, kaitsta mantli, pikendada puuraugu kasutusiga ja suurendada süsivesinike tootmise tõhusust. American Petroleum Institute'i andmetel moodustavad tsementeerimislisandid 38% naftapuurimisoperatsioonides kasutatavatest kemikaalidest. Vett vähendavate ainete kasutamisest naftatöötlemise tsemendis on saanud keskne tehniline lähenemisviis erinevate keeruliste tsementeerimisprobleemide lahendamiseks, tsementeerimise kvaliteedi parandamiseks ning nafta- ja gaasivarude kaitsmiseks.
Naftapuuraukude tsementeerimine Venemaa polaarpiirkondades
Arktilised nafta- ja gaasivarud asuvad valdavalt igikeltsa piirkondades, kus temperatuurid ulatuvad -5°C kuni -18°C, jää sisaldus kuni 80% ja sügavus kuni 500 meetrit. Traditsiooniliste tsemendimörtide puhul aeglustavad polaarpiirkondade paks igikeltsa ja madalad temperatuurid kivistumist ja tugevuse arengut. Kui temperatuur langeb alla 0°C, kondenseerub vesi tsementmördis ja ei osale hüdratsioonireaktsioonis. Selle tulemusel ei suuda mört piisavalt kõveneda, mistõttu ei õnnestu kaevu tsementeerida. Lisaks võib tsemendimördi hüdratsiooniprotsessi ajal vabanev soojus põhjustada igikeltsa sulamist. Maagaasihüdraadid igikeltsa võivad põhjustada ulatuslikku lagunemist, mis kujutab endast ohtu, näiteks puurimise ajal tekkivaid puuraukude lööke või lõhkumisi.
Venemaa on võtnud kasutusele kergtsementmördisüsteemi selle madala soojusjuhtivuse tõttu. See peatab soojusülekande puuraugu ja formatsiooni vahel. Selles tsemendimördi koostises mängib polükarboksülaat-superplastifikaator võtmerolli hüdratsioonireaktsiooni ajal tekkiva eksotermilise soojuse vähendamisel, samas kui tagades, et muldkeha taheneb nõutava aja jooksul ja saavutab piisava tugevuse..
Mis on polükarboksülaadi superplastifikaator naftapuuraukude tsementeerimisel?
Kolmanda põlvkonna kõrgtehnoloogilise veevähendajana, polükarboksülaatidel põhinevad superplastifikaatorid on kavandatud parandada . töödeldavus, tugevus ja vastupidavus tsemendipõhiste süsteemide kohta vähendades vee ja tsemendi või vee ja kipsi suhet. LANDU Novastar Polükarboksülaat Superplastifikaator on väga hästi ühilduv järgmiste ainetega muud lisaained, nagu näiteks kipsisegajad, õhutõmblusained, või kiirendid ja mitmesugused alusmaterjalid, näiteks PST-1-50 tsement. Naftapuuraukude tsementeerimisel toimib see järgmiselt:
Dispergendi
Puurivedelikus sisalduv kiht ja puurpuru võivad moodustada ruumilise võrgustiku, kui nende kontsentratsioon on liiga suur. Sellist võrgustiku struktuuri võivad võimendada lahustunud soolad, eriti polüvalentsed katioonid, mis on vees soolakivimoodustistes. See lõpuks alandab puurmuda voolavust. Teine mitmekülgne lisand on kips, mis sobib eriti hästi tsementmördi kõvenemisaja vähendamiseks igikeltsa piirkondades. Samas suurendab see ka oluliselt muda viskoossust.
LANDU NOVASTAR Polükarboksülaat Superplastifikaator häirib tõhusalt seda võrgustiku struktuuri, vabastades kinni jäänud vett ja reguleerides seeläbi puurvedeliku viskoossust ja nihkepinget. See sest PCE molekulide negatiivselt laetud karboksüülrühmad (-COOH) tõrjuvad tsemendiosakesi, takistades flokulatsiooni. Samuti loovad PCE molekulide pikad külgahelad füüsilise barjääri tsemendiosakeste vahel, vähendades hõõrdumist ja parandades voolavust.
Vett vähendav aine
LANDU NOVASTAR Polükarboksülaadi superplastifikaator vee vähendamise vahend optimeerib tsemendi ja lisamaterjalide osakeste suurusjaotust (PSD), suurendades tahkete osakeste sisaldust mahuühiku kohta ja vähendades miinimumini vee ja tsemendi suhet tsemendisette. See lühendab oluliselt tsemendi esialgne kõvastumisaeg ja suurendab tsemendi survetugevust vähendades samal ajal selle poorsust ja läbilaskvust.
Töötlemisvõime parandaja
Naftapuuraukude tsementeerimisel on tsemendi püsivus (vedeliku säilitamine aja jooksul) väga oluline, et tagada tsemendi sujuv pumpamine pikkade vahemaade ja keeruliste puuraukude geomeetriate kaudu. PCE molekulid on vähem altid adsorptsioon tsemendi osakesed võrreldes traditsioonilised superplastifikaatorid (nt sulfoonitud naftaleenformaldehüüd - SNF). See parandab oluliselt tsemendisegude töödeldavust. See säilitab voolavuse segu pikema aja jooksul, vältides nõrgumise kadumist. Tagab tsemendilahuste sujuva ja tõhusa pumpamise, isegi kõrge rõhu ja kõrge temperatuuriga (HPHT) keskkondades. PCE-superplastifikaatorid on termiliselt stabiilsed ja suudavad säilitada oma omadused ka kõrgendatud temperatuuridel ja rõhul.
Atsetoonformaldehüüdsulfit vs. PCE Superplastifikaator
- Naftapuuraukude tsementeerimisel kasutatakse atsetoon-formaldehüüd-sulfit (AFS) dispergendi. tegutseb endiselt kui monopoli. Siiski, PCE Superplastifikaator on hakanud esile kerkima viimastel aastatel järgmiste eeliste tõttu.
| Funktsioon | PCE Superplastifikaatorid | AFS dispergendi |
|---|---|---|
| Efektiivsus | Kõrge tõhusus väikeste annuste juures. | Madalam tõhusus, mis nõuab suuremaid annuseid. |
| Kallakute säilitamine | Suurepärane nõrgumise säilitamine pikema aja jooksul. | Tsemendi imendumise tõttu piiratud mahajäämus. |
| Vee vähendamine | Kuni 30% või rohkem veevähendust. | Tavaliselt 15-20% vee vähendamine. |
| Keskkonnamõju | Madal mürgisus ja biolagundatavus. | Võib sisaldada sulfonaadirühmi, mis tekitab keskkonnaprobleeme. |
| Ühilduvus | Sobib hästi kokku teiste lisaainetega. | Võib esineda ühilduvusprobleeme teatavate lisaainetega. |
