Kas yra naftos gręžinių cementavimas?
Naftos gręžinių cementavimas yra vienas svarbiausių naftos ir dujų gręžinių inžinerijos etapų. Taip siekiama izoliuoti naftos, dujų ir vandens sluoksnius gręžinyje, apsaugoti gręžinio korpusą, prailginti gręžinio eksploatavimo trukmę ir padidinti angliavandenilių gavybos efektyvumą. Amerikos naftos instituto duomenimis, cementavimo priedai sudaro 38% visų cheminių medžiagų, naudojamų naftos telkiniuose. Vandens kiekį mažinančių medžiagų naudojimas naftos telkinių cemente tapo svarbiausiu techniniu metodu sprendžiant įvairias sudėtingas cementavimo problemas, gerinant cementavimo kokybę ir saugant naftos bei dujų telkinius.
Naftos gręžinių cementavimas Rusijos poliariniuose regionuose
Arkties naftos ir dujų telkiniai daugiausia yra amžinojo įšalo zonose, kur temperatūra svyruoja nuo -5 °C iki -18 °C, ledo kiekis siekia 80%, o gylis - iki 500 metrų. Tradicinių cementinių skiedinių storas amžinojo įšalo sluoksnis poliariniuose regionuose ir žema temperatūra lėtina rišimąsi ir stiprumo vystymąsi. Temperatūrai nukritus žemiau 0 °C, cemento skiedinyje esantis vanduo kondensuojasi ir nedalyvauja hidratacijos reakcijoje. Dėl to skiedinys negali tinkamai sukietėti, todėl nepavyksta sucementuoti šulinio. Be to, cemento skiedinio hidratacijos proceso metu išsiskirianti šiluma gali sukelti amžinojo įšalo atšilimą. Gamtinių dujų hidratai amžinajame įšale gali sukelti intensyvų irimą, o tai kelia pavojų, pavyzdžiui, gręžinio įskilimus ar sprogimus gręžimo metu.
Rusijoje dėl mažo šiluminio laidumo pritaikyta lengvojo cementinio skiedinio sistema. Jis stabdo šilumos perdavimą tarp gręžinio kiaurymės ir formacijos. Šiame cemento skiedinio preparate polikarboksilato superplastifikatoriui tenka pagrindinis vaidmuo mažinant egzoterminę šilumą, kuri susidaro vykstant hidratacijos reakcijai, o užtikrinti, kad skiedinys sustingtų per reikiamą laiką ir įgytų reikiamą stiprumą..
Kas yra polikarboksilato superplastiklis naftos gręžinių cementavimui?
Trečiosios kartos didelio efektyvumo vandenį mažinanti medžiaga, polikarboksilato pagrindo superplastifikatoriai yra suprojektuoti pagerinti . apdirbamumas, stiprumas ir ilgaamžiškumas cementinių sistemų mažinant vandens ir cemento arba vandens ir gipso santykį. LANDU Novastar polikarboksilato superplastifikatorius yra labai suderinamas su kitų priedų, pavyzdžiui, gipso lėtiklių, orą sutraukiančių medžiagų, arba greitintuvai ir įvairios bazinės medžiagos, pavyzdžiui, cementas PST-1-50. Naftos gręžinių cementavimo metu jis naudojamas kaip:
Dispergatorius
Gręžimo skystyje esantys sluoksniai ir gręžimo medžiagos gali sudaryti erdvinį tinklą, jei jų koncentracija yra per didelė. Šią tinklo struktūrą gali sustiprinti druskų, ypač polivalentinių katijonų, ištirpimas vandenyje druskinguose gipso dariniuose. Šis galiausiai sumažina gręžimo purvo skystumą. Kitas universalus priedas yra gipsas, ypač tinkamas cementinio skiedinio stingimo laikui sutrumpinti amžinojo įšalo regionuose. Tačiau jis taip pat gerokai padidina skiedinio klampumą.
LANDU NOVASTAR polikarboksilato superplastifikatorius veiksmingai suardo šio tinklo struktūrą, išlaisvina įkalintą vandenį ir taip reguliuoja gręžimo skysčio klampą ir šlyties įtempį. Šis nes PCE molekulių neigiamai įkrautos karboksilo grupės (-COOH) atstumia cemento daleles ir neleidžia joms flokuliuoti. Be to, ilgos šoninės PCE molekulių grandinės sukuria fizinį barjerą tarp cemento dalelių, sumažina trintį ir pagerina skysčių tekėjimą.
Vandens reduktorius
LANDU NOVASTAR polikarboksilato superplastifikatorius vandenį mažinanti medžiaga optimizuoja cemento ir papildomų medžiagų dalelių pasiskirstymą pagal dydį (PSD), padidina kietųjų dalelių kiekį tūrio vienete ir sumažina vandens ir cemento santykį suspensijoje. Tai gerokai sutrumpina pradinis cemento rišimosi laikas ir padidėja cemento stipris gniuždant. kartu sumažindamas jo poringumą ir pralaidumą.
Apdirbamumą gerinanti medžiaga
Naftos gręžinių cementavimo srityje labai svarbu išlaikyti slumą (išlaikyti skystumą laikui bėgant), kad cementą būtų galima sklandžiai pumpuoti dideliais atstumais ir sudėtingos geometrijos gręžiniuose. PCE molekulės yra mažiau linkusios adsorbcija cemento dalelės palyginti su tradiciniai superplastifikatoriai (pvz., sulfonintas naftalenformaldehidas - SNF). Jis labai pagerina cemento mišinių apdirbamumą. Jis išlaiko mišinio skystumą mišinys per ilgesnį laiką, kad būtų išvengta nuosėdų praradimo. Užtikrinamas sklandus ir efektyvus cemento suspensijų pumpavimas, net ir aukšto slėgio ir aukštos temperatūros (HPHT) aplinkoje. PCE superplastifikatoriai yra termiškai stabilūs ir gali išlaikyti savo savybes net esant aukštai temperatūrai ir slėgiui.
Acetono formaldehido sulfitas ir PCE superplastiklis
- Cementuojant naftos gręžinius, acetono-formaldehido-sulfito (AFS) dispergatorius vis dar veikia kaip monopolija. Tačiau, PCE superplastifikatorius turi pradėjo rastis pastaraisiais metais dėl šių privalumų.
| Funkcija | PCE superplastifikatoriai | AFS dispergatorius |
|---|---|---|
| Efektyvumas | Didelis efektyvumas naudojant mažas dozes. | Mažesnis efektyvumas, todėl reikia didesnių dozių. |
| Sklandumo sulaikymas | Puikiai išlaiko slankumą ilgesnį laiką. | Ribotas nuosmukio išlaikymas dėl cemento absorbcijos. |
| Vandens kiekio mažinimas | Iki 30% ar daugiau vandens sumažinimas. | Paprastai 15-20% vandens sumažinimas. |
| Poveikis aplinkai | Mažas toksiškumas ir biologinis skaidumas. | Gali būti sulfonatų grupių, keliančių susirūpinimą aplinkai. |
| Suderinamumas | Puikiai dera su kitais priedais. | Gali kilti suderinamumo su tam tikrais priedais problemų. |
