Kas ir naftas urbumu cementēšana?
Naftas urbumu cementēšana ir process, kura laikā urbumā ievieto apvalku un cementu iesmidzina gredzenveida telpā starp apvalkiem. Tā ir svarīga naftas urbšanas nozares daļa, tāpēc parasti tiek veiktas vismaz divas cementēšanas operācijas ieguves urbumiem un līdz pat piecām - izpētes urbumiem. Naftas urbumu cementēšanai ir 5 galvenie mērķi.
- Urbuma urbuma integritātes stabilizēšana - Lai izolētu nestabilus vai plaisas veidojumus, nostiprinātu urbtos posmus un nodrošinātu vienmērīgu urbšanas gaitu.
- Atbalsts urbuma galviņas uzstādīšanai - Nodrošināt pamatu sistēmām, kas novērš izspridzināšanos, un uzturēt pareizu dubļu atgriešanās plūsmu, paceļot urbšanas šķidruma izplūdes atveri virs dubļu bedres.
- Zonu izolācija - Lai novērstu šķērsvirziena plūsmu starp naftas, gāzes un ūdens slāņiem ar mainīgu spiedienu, nodrošinot optimālus ogļūdeņražu ieguves apstākļus.
- Saldūdens resursu aizsardzība - Lai pasargātu seklus saldūdens ūdens slāņus no piesārņojuma, ko rada dziļāk esošā nafta, gāze, sālījumi vai citi veidošanas šķidrumi.
- Ražošanas potenciāla uzlabošana - Izveidot drošu urbuma struktūru turpmākai stimulējošai apstrādei, piemēram, paskābināšanai un hidrauliskajam šķeldošanai, lai palielinātu ieguvi.
Cementēšanas tehnoloģiju pielietojums Krievijā
- Pēdējo gadu laikā Krievijas naftas atradņu apvalku bojājumi ir strauji pieauguši no 17% līdz 38%, kā rezultātā gada ražošanas zaudējumi ir aptuveni 7,6-16,6 miljoni tonnu naftas. 2015. gadā, Rosneft ziņoja par aptuveni 1900 bojāti urbumi, kā rezultātā kumulatīvie zaudējumi ir 9,01 miljons tonnu, bet Tatneft dokumentēts gandrīz 800 skartie urbumi, samazinot produkcijas izlaidi par 1,09 miljoni tonnu. Astoņos lielākajos naftas uzņēmumos korpusa bojājumu rādītāji svārstījās no 1.78% līdz 4.13%.
- Galvenais pretpasākums ir uzlabota urbumu cementācija, kā parādīts Romaškino lauks, kas darbojas 40 000 ieguves urbumu, 70%, no kuriem ir vecāki par 30 gadiem. Biežāk sastopamie korpusa bojājumi ir šādi. korozija un perforācijaar vidējo ārējās korozijas ātrumu 0,8-1,2 mm/gadā un iekšējo koroziju pie 0,9-1,5 mm/gadā.
Kā uzlabot naftas urbumu cementēšanas efektivitāti?
- Uzlabotas cementa iestrādes metodes
- Izmantojiet centrmezglus un cauruļu kustību (rotāciju/reciprokciju), lai likvidētu dubļu kanālus un uzlabotu vienmērīgu cementa pārklājumu.
- Izmantot skaitļošanas hidrodinamikas (CFD) simulācijas, lai prognozētu un optimizētu cementa pārvietošanas efektivitāti.
- Robustas zonālās izolācijas metodes
- Ieviest daudzpakāpju cementēšanu augsta spiediena vai noplicinātās zonās.
- Kritiskajos intervālos uzklājiet izplešamus apvalku plāksterus vai sveķu sistēmas.
- Uzraudzība un novērtēšana reāllaikā
- Izmantojiet akustiskos un spiediena sensorus, lai atklātu mikroanulu vai vājās vietas.
- Veikt ultraskaņas attēlveidošanu (CBL/VDL žurnāli) pēc cementēšanas kvalitātes novērtēšanai.
- Korozijas un ķīmiskās izturības pasākumi
- Skābās vidēs integrējiet H₂S aizturošas piedevas vai apvalku ar epoksīda pārklājumu.
- Uzklājiet pārklājumus uz cinka vai alumīnija bāzes, lai mazinātu elektroķīmisko degradāciju.
- Precīzs vircas dizains un materiālu optimizācija
- Izmantojiet pielāgotus cementa maisījumus ar kvalitatīviem piejaukumiem, lai uzlabotu reoloģiju, stiprību un sacietēšanas laiku.
- Uzlabojiet šķidruma zudumu kontroli, lai novērstu gāzes migrāciju un nodrošinātu pareizu savienošanu.
Kādas piedevas var izmantot naftas urbumu cementēšanā?
1. Dispersants un berzes mazinātājs
Kad māla daļiņas un urbšanas atgriezumi sasniedz kritisko koncentrāciju urbšanas šķidrumā, tie veido trīsdimensiju tīkla struktūru. Šī parādība īpaši saasinās sāļu-ģipša veidojumos, kur izšķīdušie elektrolīti (īpaši polivalentie katjoni) veidošanās ūdenī pastiprina struktūras attīstību, ievērojami pasliktinot šķidruma mobilitāti. Dispersanti darbojas, izjaucot šīs tīkla matricas, atbrīvojot saistīto ūdeni, lai samazinātu viskozitāti un tecēšanas punktu.
Mūsu risinājums: Polikarboksilātu superplastifikators
Mūsu NOVASTAR Polikarboksilātu superplastifikators ir augstas efektivitātes ūdens reduktors un dispersants, ko izmanto cementa javu īpašību optimizēšanai. Tas ir viens no sintētiskajiem polimēru dispersantiem, un tam piemīt izcila efektivitāte šādos aspektos:
- Cementa daļiņu dispersija
- Samazina vircas konsistenci par 35-50%, salīdzinot ar neapstrādātām sistēmām.
- Uzlabo reoloģiskos parametrus: samazina plastisko viskozitāti par 40-60%, vienlaikus saglabājot optimālo tecēšanas punktu. - Pielāgošanās temperatūrai
- Efektīvās veiktspējas spektrs: 30°C līdz 180°C (86°F līdz 356°F)
- Uztur dispersijas stabilitāti termiskās cikliskuma maiņas apstākļos - Tolerance pret sāli
- Uzrāda stabilu veiktspēju 5-10% NaCl vidē.
- Saderīgs ar dažādiem ūdens avotiem bez tīrības prasībām - Savietojamības profils
- Sinerģē ar visām API klases cementa piedevām.
- Nav nelabvēlīgas mijiedarbības ar šķidruma zudumu regulētājiem/retarderiem/ pretputām.
2. Cementa šķidruma zudumu kontroles piedeva
Šķidruma zudumu piedevas (FLA) ir ļoti svarīgas, lai samazinātu filtrāta zudumus cementa suspensijās, un tās kalpo trim galvenajiem mērķiem:
- Priekšlaicīgas dehidratācijas novēršana caurlaidīgos veidojumos ir īpaši svarīga čaulas cementēšanas operāciju laikā.
- Ūdens jutīgu veidojumu pasargāšana no šķidruma invāzijas izraisītiem bojājumiem.
- Squeeze cementēšanas efektivitātes uzlabošana, saglabājot suspensijas integritāti augsta spiediena starpības apstākļos.
Mūsu vadošā daudzfunkcionālā šķidruma zudumu piedeva: HPMC
LANDERCOLL HPMC ir modificēts celulozes ēteris, ko plaši izmanto kā ūdeni samazinošu līdzekli. Kā ūdenī šķīstošs polimērs tas palīdz stabilizēt urbšanas šķidrumu, samazinot šķidruma zudumus caurlaidīgos veidojumos, vienlaikus saglabājot reoloģiskās īpašības. LANDU piedāvā dažādus HPMC veidus cementēšanai, tostarp:
- HPMC zema blīvuma sistēmām
- Īpaši izstrādāts trausliem veidojumiem un cirkulācijas zuduma zonām.
- Nodrošina lielisku šķidruma zudumu kontroli (<50 ml/30 min) pie blīvuma līdz pat 1,20 SG. - HPMC augsta blīvuma lietojumiem
- Optimizēts HPHT urbumiem un dziļūdens videi.
- Nodrošina <30 ml/30 min šķidruma zudumus suspensijā ar blīvumu līdz 2,60 SG. - HPMC parastā blīvuma suspensijām
- Universāls risinājums vairumam standarta cementēšanas operāciju.
- Nodrošina uzticamu <50ml/30min API šķidruma zudumu kontroli. - HPMC jūras ūdens sajaukšanai
- Pret koroziju izturīgs sastāvs darbiem atklātā jūrā.
- Uztur stabilu darbību augstas sāļuma pakāpes vidē.
Ideāls cementa retardētājs efektīvi pagarina un saglabā šķidruma stāvokli un suspensijas sūknējamību. Labākajiem retardieriem piemīt šādas īpašības:
- Plaša temperatūras pielāgošanās spēja: Pastāvīga veiktspēja dažādos dziļurbuma apstākļos.
- Devas proporcionāls sabiezēšanas laiks: Paredzama aizkavēšanās atkarībā no koncentrācijas.
- Savietojamība: Harmoniska mijiedarbība ar visu veidu naftas urbumu cementiem un piedevām, nelabvēlīgi neietekmējot:
- Viskozitātes palielināšanās
- Tiksotropā želejēšana
- Spiedes stiprības attīstība
- Kontrolējama veiktspēja: Droša sabiezēšanas laika prognozēšana un atkārtojamība.
- Drošība un atbilstība vides aizsardzības prasībām: Netoksisks, nedegošs, nepiesārņojošs un izturīgs pret piesārņojumu.
Biežāk izmantoto palēninātāju salīdzinošā analīze
- Citronskābe un nātrija citrāts
- Galvenā funkcija: Retardācija (viegla iedarbība), ar sekundāru dispersijas spēju.
- Devas jutība:
- Minimālā efektīvā deva: 0,5% BWOC (zem šī sliekšņa var paātrināt iestatīšanu).
- Optimālais devas diapazons: Stabila aizkavēšanās, pārsniedzot kritisko koncentrāciju, ar minimālu jutību pret nelielām izmaiņām.
- Ierobežojumi:
- vājāks dispersijas efekts salīdzinājumā ar specializētiem dispersantiem.
- Veiktspēja ievērojami atšķiras atkarībā no cementa klases.
- Vīnskābe un kālija nātrija tartrāts (Rochelle sāls)
- Galvenās funkcijas:
- Izcila retardacija augstās temperatūrās (līdz 180°C+).
- Viegla disperģējošā iedarbība (papildina reoloģisko uzlabojumu).
- Cementa stiprības pasliktināšanās nenotiek.
- Praktiski izaicinājumi:
- Palielināti brīvā ūdens un šķidruma zudumi - rodas nepieciešamība izmantot šķidruma zudumu piedevas (FLA).
- Augsta jutība pret sārmainu piesārņojumu var izraisīt neparedzamu iestatīšanas uzvedību, padarot to mazāk populāru lauka darbībās.
Mūsu ieteikumi: Amino bāzes retardētājs
- Uz aminoskābju bāzes Retardieris ir specializēta ķīmiska piedeva, ko izmanto, lai aizkavēt cementa suspensijas sacietēšanu palēninot portlandcementa hidratācijas reakcijas. Šie palēninātāji ir īpaši vērtīgi dziļi, augstas temperatūras (HT/HPHT) urbumi., kur standarta palēninātāji (piemēram, lignosulfonāti vai organiskās skābes) var sadalīties vai kļūt neefektīvi.
Retardācijas mehānisms
- Chelēšana un adsorbcija:
- Amino grupas (-NH₂, -NH-) veido kompleksus ar Ca²⁺ joni cementā, kavējot C-S-H (kalcija silikāts hidrāts) želeja, kas ir ļoti svarīgi cementa sacietēšanai.
- Adsorbējas uz cementa daļiņu virsmām, veidojot barjera kas aizkavē ūdens iekļūšanu un mitrināšanu.
- pH-reaģējoša iedarbība:
- Efektīvāka sārmaini apstākļi (tipiski cementa suspensijām, pH ~12-13).
Priekšrocības salīdzinājumā ar parastajiem retardieriem
| ĪPAŠUMS | PALĒNINĀTĀJS UZ AMINOSKĀBJU BĀZES | LIGNOSULFONĀTI | ORGANISKĀS SKĀBES (PIEMĒRAM, CITRONSKĀBE/GLIKOSKĀBE). |
|---|---|---|---|
| STABILITĀTE AUGSTĀ TEMPERATŪRĀ | LĪDZ 250+°C | PASLIKTINĀS >120°C | NOĀRDĀS >150°C |
| DOZĒŠANAS EFEKTIVITĀTE | ZEMS (0,1-0,5% BWOC) | AUGSTS (0,5-2% BWOC) | MĒRENI (0,3-1% BWOC) |
| SĀĻU TOLERANCE | IZCILS | SLIKTS | MĒRĪGAIS |
| VIRCAS SADERĪBA | DARBOJAS AR LIELĀKO DAĻU PIEDEVU | VAR TRAUCĒT DISPERGATORU DARBĪBU. | JUTĪGS UZ pH IZMAIŅĀM |
Facebook
Twitter
LinkedIn
Telegramma
Sazinieties ar mums un saņemiet bezmaksas paraugus
Lūdzu, sazinieties ar mani, lai saņemtu jaunāko piedāvājumu vai pieprasītu parauga testu (mūsu paraugi ir bezmaksas un ietver piegādi).
