Qu'est-ce que la cimentation des puits de pétrole ?
La cimentation des puits de pétrole est l'une des étapes les plus critiques de l'ingénierie du forage des puits de pétrole et de gaz. Elle permet d'isoler les couches de pétrole, de gaz et d'eau à l'intérieur du puits, de protéger le tubage, d'allonger la durée de vie du puits et d'améliorer l'efficacité de la production d'hydrocarbures. Selon l'American Petroleum Institute, les additifs de cimentation représentent 38% des produits chimiques utilisés dans les opérations pétrolières. L'application d'agents réducteurs d'eau dans le ciment des champs pétrolifères est devenue une approche technique essentielle pour relever divers défis complexes liés à la cimentation, améliorer la qualité de la cimentation et protéger les réservoirs de pétrole et de gaz.
Cimentation des puits de pétrole dans les régions polaires russes
Les réservoirs de pétrole et de gaz de l'Arctique sont principalement situés dans des zones de pergélisol avec des températures allant de -5°C à -18°C, une teneur en glace allant jusqu'à 80%, et des profondeurs allant jusqu'à 500 mètres. Pour les mortiers de ciment traditionnels, l'épaisseur du pergélisol dans les régions polaires et les basses températures ralentissent la prise et le développement de la résistance. Lorsque la température descend en dessous de 0°C, l'eau contenue dans le mortier de ciment se condense et ne participe pas à la réaction d'hydratation. Par conséquent, le mortier ne peut pas prendre de manière adéquate et ne parvient pas à cimenter le puits. En outre, la chaleur dégagée pendant le processus d'hydratation de la pâte de ciment peut provoquer le dégel du pergélisol. Les hydrates de gaz naturel présents dans le pergélisol peuvent déclencher une décomposition importante, ce qui présente des risques tels que des coups de bélier ou des éruptions lors des opérations de forage.
La Russie a adopté un système de mortier de ciment léger en raison de sa faible conductivité thermique. Il empêche le transfert de chaleur entre le puits de forage et la formation. Dans cette formulation de mortier de ciment, le superplastifiant polycarboxylate joue un rôle clé dans la réduction de la chaleur exothermique générée lors de la réaction d'hydratation tout en réduisant les émissions de gaz à effet de serre. veiller à ce que le coulis prenne dans les délais requis et atteigne une résistance adéquate.
Qu'est-ce qu'un superplastifiant polycarboxylate dans la cimentation des puits de pétrole ?
En tant qu'agent réducteur d'eau haute performance de troisième génération, superplastifiants à base de polycarboxylate sont conçus pour améliorer les l'ouvrabilité, la résistance et la durabilité des systèmes à base de ciment en réduisant le rapport eau/ciment ou eau/gypse. LANDU Novastar Polycarboxylate Superplasticizer est hautement compatible avec d'autres additifs, tels que les retardateurs de gypse, les agents entraîneurs d'air, ou des accélérateurs et divers matériaux de base, tels que le ciment PST-1-50. Dans la cimentation des puits de pétrole, il sert de.. :
Dispersant
Les débris de forage dans le fluide de forage peuvent former un réseau spatial si leur concentration est trop élevée. Cette structure de réseau peut être intensifiée par les sels dissous, en particulier les cations polyvalents, dans l'eau des formations de gypse salin. Le présent réduit enfin la fluidité de la boue de forage. Le gypse est un autre additif polyvalent, particulièrement adapté pour réduire le temps de prise du mortier de ciment dans les régions pergélisolées. Cependant, il augmente aussi considérablement la viscosité de la boue.
LANDU NOVASTAR Superplastifiant à base de polycarboxylate perturbe efficacement la structure de ce réseau, libérant l'eau piégée et ajustant ainsi la viscosité et la contrainte de cisaillement du fluide de forage. Le présent c'est parce que les groupes carboxyles (-COOH) chargés négativement sur les molécules de PCE repoussent les particules de ciment, empêchant la floculation. De plus, les longues chaînes latérales des molécules de PCE créent une barrière physique entre les particules de ciment, réduisant la friction et améliorant la fluidité.
Agent réducteur d'eau
LANDU NOVASTAR Superplastifiant polycarboxylate L'agent réducteur d'eau optimise la distribution de la taille des particules (DTS) du ciment et des matériaux complémentaires, en augmentant la teneur en particules solides par unité de volume et en minimisant le rapport eau-ciment du coulis. Il raccourcit considérablement la durée de vie de la le temps de prise initial du ciment et augmente la résistance à la compression du ciment tout en réduisant sa porosité et sa perméabilité.
Amélioration de la maniabilité
Dans la cimentation des puits de pétrole, la rétention de l'affaissement (maintien de la fluidité dans le temps) est cruciale pour garantir que le ciment puisse être pompé en douceur sur de longues distances et dans des puits à la géométrie complexe. Les molécules PCE sont moins susceptibles de adsorption par particules de ciment par rapport à les superplastifiants traditionnels (par exemple, le naphtalène formaldéhyde sulfoné - SNF). Il améliore considérablement l'ouvrabilité des mélanges de ciment. Il maintient la fluidité du mélange sur des périodes prolongées, ce qui permet d'éviter les pertes d'affaissement. Assure un pompage fluide et efficace des boues de ciment, même dans des environnements à haute pression et à haute température (HPHT). Les superplastifiants PCE sont thermiquement stables et peuvent conserver leurs performances même à des températures et des pressions élevées.
Acétone Formaldéhyde Sulfite vs. PCE Superplastifiant
- Dans la cimentation des puits de pétrole, le dispersant acétone-formaldéhyde-sulfite (AFS) est utilisé pour la cimentation des puits de pétrole. est toujours en action comme un monopole. Cependant, Superplastifiant PCE a a commencé à émerger ces dernières années pour les avantages suivants.
| Fonctionnalité | Superplastifiants PCE | Dispersant AFS |
|---|---|---|
| Efficacité | Efficacité élevée à faible dose. | Efficacité moindre, nécessitant des dosages plus élevés. |
| Rétention de l'affaissement | Excellente rétention de l'affaissement sur de longues périodes. | Rétention limitée de l'affaissement en raison de l'absorption du ciment. |
| Réduction de la consommation d'eau | Jusqu'à 30% ou plus de réduction d'eau. | Typiquement 15-20% réduction de l'eau. |
| Impact sur l'environnement | Faible toxicité et biodégradabilité. | Peut contenir des groupes sulfonates, ce qui pose des problèmes environnementaux. |
| Compatibilité | Hautement compatible avec d'autres additifs. | Peut présenter des problèmes de compatibilité avec certains additifs. |
