Mi az olajkutak cementálása?
Az olajkutak cementálása az olaj- és gázkutak fúrásának egyik legkritikusabb szakasza. Ennek célja a kútfúrásban lévő olaj-, gáz- és vízrétegek elkülönítése, a burkolat védelme, a kút élettartamának meghosszabbítása és a szénhidrogén-kitermelés hatékonyságának növelése. Az American Petroleum Institute szerint a cementáló adalékanyagok az olajmezőkön végzett műveletek során használt vegyi anyagok 38%-jét teszik ki. A vízcsökkentő anyagok alkalmazása az olajmezők cementjében kulcsfontosságú műszaki megközelítéssé vált a különböző összetett cementálási kihívások kezelésében, a cementálás minőségének javításában, valamint az olaj- és gáztározók védelmében.
Olajkutak cementálása az orosz sarkvidékeken
A sarkvidéki olaj- és gáztározók túlnyomórészt permafrosztos övezetekben találhatók, ahol a hőmérséklet -5°C és -18°C között mozog, a jégtartalom elérheti a 80%-t, a mélység pedig 500 métert is elérheti. A hagyományos cementhabarcsok esetében a sarkvidéki régiókban a vastag permafroszt és az alacsony hőmérséklet lassítja a megkötést és a szilárdság kialakulását. Amikor a hőmérséklet 0°C alá csökken, a cementhabarcsban lévő víz kondenzálódik, és nem vesz részt a hidratálási reakcióban. Ennek eredményeképpen a habarcs nem tud megfelelően megkötni, így a kút nem cementálódik. Ezenkívül a cementhabarcs hidratációs folyamata során felszabaduló hő a permafroszt felolvadását okozhatja. A permafrosztban lévő földgáz-hidrátok kiterjedt bomlást indíthatnak el, ami olyan kockázatokat jelent, mint a fúrási műveletek során a kút megrúgása vagy kútfúrás.
Oroszország az alacsony hővezető képessége miatt könnyű cementhabarcsot alkalmaz. Ez megállítja a hőátadást a kútfúrás és a formáció között. Ebben a cementhabarcs-készítményben a polikarboxilát-szuperlágyító kulcsszerepet játszik a hidratációs reakció során keletkező exoterm hő csökkentésében, miközben annak biztosítása, hogy a hígtrágya az előírt határidőn belül megszilárduljon és megfelelő szilárdságot érjen el..
Mi az a polikarboxilát szuperlágyító az olajkutak cementálásában?
Harmadik generációs, nagy teljesítményű vízcsökkentő szerként, polikarboxilát-alapú szuperlágyítók tervezték javítani a megmunkálhatóság, szilárdság és tartósság cementkötésű rendszerek a víz-cement vagy a víz-gipsz arány csökkentésével. Az LANDU Novastar polikarboxilát szuperlágyító nagymértékben kompatibilis a következő anyagokkal egyéb adalékanyagok, mint például gipszkésleltető, légelnyelő anyagok, vagy gyorsítók és különböző alapanyagok, mint például a PST-1-50 Cement. Az olajkutak cementálásánál a következőkre szolgál:
Diszpergálószer
A fúrófolyadékban lévő rétegek és fúrómaradványok térbeli hálózatot alkothatnak, ha koncentrációjuk túl magas. Ezt a hálózati struktúrát a sós gipszképződményekben a vízben oldott sók, különösen a többértékű kationok, fokozhatják. Ez a végül aláássa a fúróiszap folyékonyságát. Egy másik sokoldalú adalékanyag a gipsz, amely különösen alkalmas a cementhabarcs szilárdulási idejének csökkentésére permafrosztos területeken. Ugyanakkor jelentősen növeli az iszap viszkozitását.
LANDU NOVASTAR Polikarboxilát szuperlágyítószer hatékonyan megbontja ezt a hálózati struktúrát, felszabadítva a csapdába esett vizet, és ezáltal beállítja a fúrófolyadék viszkozitását és nyírófeszültségét. Ez a mert a PCE-molekulák negatív töltésű karboxilcsoportjai (-COOH) taszítják a cementrészecskéket, megakadályozva a flokkulációt. A PCE molekulák hosszú oldalláncai fizikai akadályt képeznek a cementrészecskék között, csökkentve a súrlódást és javítva a folyékonyságot.
Vízcsökkentő szer
LANDU NOVASTAR Polikarboxilát szuperlágyító vízcsökkentő szer optimalizálja a cement és a kiegészítő anyagok szemcseméret-eloszlását (PSD), növelve a térfogategységenkénti szilárd részecsketartalmat és minimalizálva az iszap víz-cement arányát. Jelentősen lerövidíti a a cement kezdeti szilárdulási ideje és növeli a cement nyomószilárdságát miközben csökkenti porozitását és permeabilitását.
Megmunkálhatóság fokozó
Az olajkutak cementezésénél a süllyedés megtartása (a folyékonyság idővel történő fenntartása) döntő fontosságú annak biztosítása érdekében, hogy a cementet zökkenőmentesen lehessen pumpálni nagy távolságokon és összetett kútgeometriákon keresztül. A PCE molekulák kevésbé hajlamosak a adszorpció cementrészecskék szemben hagyományos szuperlágyítók (pl. szulfonált naftalin-formaldehid - SNF). Jelentősen javítja a cementkeverékek bedolgozhatóságát. Fenntartja a folyékonyságot keverék hosszabb időn keresztül, megelőzve a süllyedés elvesztését. Biztosítja a cementiszapok zökkenőmentes és hatékony szivattyúzását, még nagynyomású, magas hőmérsékletű (HPHT) környezetben is. A PCE szuperlágyítók hőstabilak, és még magas hőmérsékleten és nyomáson is képesek megőrizni teljesítményüket.
Aceton-formaldehid-szulfit vs. PCE szuperlágyítószer
- Az olajkutak cementezésénél az aceton-formaldehid-szulfit (AFS) diszpergálószer még mindig színészkedik mint monopólium. Azonban, PCE Szuperlágyító van kezdett kialakulni az elmúlt években a következő előnyök miatt.
| Jellemző | PCE Szuperlágyítók | AFS diszpergálószer |
|---|---|---|
| Hatékonyság | Nagy hatékonyság alacsony dózisok mellett. | Alacsonyabb hatékonyság, nagyobb dózisokat igényel. |
| Slump visszatartás | Kiváló omlásmegtartás hosszabb időn keresztül. | Korlátozott süllyedésmegtartás a cement felszívódása miatt. |
| Vízcsökkentés | Akár 30% vagy nagyobb vízcsökkenés. | Jellemzően 15-20% vízcsökkentés. |
| Környezeti hatás | Alacsony toxicitás és biológiai lebonthatóság. | Szulfonátcsoportokat tartalmazhat, ami környezetvédelmi aggályokat vet fel. |
| Kompatibilitás | Jól kompatibilis más adalékanyagokkal. | Egyes adalékanyagokkal kompatibilitási problémákat okozhat. |
