Wat is oliebroncementering?
Het cementeren van oliebronnen is een van de meest kritieke fasen in de boortechniek voor olie- en gasbronnen. Dit is om de olie-, gas- en waterlagen in de boorput te isoleren, de behuizing te beschermen, de levensduur van de boorput te verlengen en de koolwaterstofproductie efficiënter te maken. Volgens het American Petroleum Institute zijn cementeringsadditieven goed voor 38% van de chemicaliën die in olieveldoperaties worden gebruikt. De toepassing van waterreducerende middelen in cement voor olievelden is een cruciale technische benadering geworden voor het aanpakken van verschillende complexe cementeeruitdagingen, het verbeteren van de cementeerkwaliteit en het beschermen van olie- en gasreservoirs.
Oliebronbemaling in de Russische poolgebieden
Arctische olie- en gasreservoirs bevinden zich voornamelijk in permafrostzones met temperaturen van -5°C tot -18°C, ijsinhoud tot 80% en dieptes tot 500 meter. Voor traditionele cementmortels vertragen de dikke permafrost in poolgebieden en de lage temperaturen de uitharding en sterkteontwikkeling. Wanneer de temperatuur onder 0°C daalt, condenseert het water in de cementmortel en neemt het niet deel aan de hydratatiereactie. Als gevolg daarvan kan de mortel niet voldoende uitharden en kan de put niet worden gecementeerd. Bovendien kan de warmte die vrijkomt tijdens het hydratatieproces van de cementspecie de permafrost doen ontdooien. De aardgashydraten in de permafrost kunnen leiden tot uitgebreide ontbinding, wat risico's met zich meebrengt zoals putkicks of blowouts tijdens boorwerkzaamheden.
Rusland heeft gekozen voor een lichtgewicht cementmortelsysteem vanwege de lage thermische geleidbaarheid. Het stopt de warmteoverdracht tussen de boorput en de formatie. In deze cementmortelformule speelt polycarboxylaat superplastificeermiddel een sleutelrol bij het verminderen van de exotherme warmte die vrijkomt tijdens de hydratatiereactie, terwijl ervoor zorgen dat de slurry binnen de vereiste tijd uithardt en voldoende sterkte bereikt.
Wat is een polycarboxylaat superweekmaker in oliebronbemaling?
Als een hoogwaardig waterverminderend middel van de derde generatie, superweekmakers op basis van polycarboxylaat zijn ontworpen verbeteren de bewerkbaarheid, sterkte en duurzaamheid van cementgebonden systemen door de verhouding water-cement of water-gips te verlagen. LANDU Novastar Polycarboxylaat Superplasticizer is zeer compatibel met andere additieven, zoals gipsvertragers, luchtbelemmerende middelen, of versnellers en verschillende basismaterialen, zoals PST-1-50 Cement. Bij het cementeren van oliebronnen dient het als:
Dispergeermiddel
De lag en het boorgruis in de boorvloeistof kunnen een ruimtelijk netwerk vormen als hun concentratie te hoog is. Deze netwerkstructuur kan worden versterkt door opgeloste zouten, met name polyvalente kationen, in het water in zout-gipsformaties. Deze uiteindelijk de vloeibaarheid van de boorspoeling ondermijnt. Een ander veelzijdig additief is gips, vooral geschikt om de uithardingstijd van cementmortel in permafrostgebieden te verkorten. Het verhoogt echter ook aanzienlijk de viscositeit van de slurry.
LANDU NOVASTAR Polycarboxylaat Superweekmaker verstoort deze netwerkstructuur effectief, waardoor ingesloten water vrijkomt en de viscositeit en schuifspanning van de boorvloeistof worden aangepast. Deze is omdat De negatief geladen carboxylgroepen (-COOH) op PCE moleculen stoten cementdeeltjes af, waardoor vlokvorming wordt voorkomen. Ook vormen de lange zijketens van PCE moleculen een fysieke barrière tussen cementdeeltjes, waardoor wrijving wordt verminderd en de vloeibaarheid wordt verbeterd.
Water Reducerende Agent
LANDU NOVASTAR Polycarboxylaat Superplasticeermiddel waterreduceermiddel optimaliseert de deeltjesgrootteverdeling (PSD) van cement en aanvullende materialen, waardoor het gehalte vaste deeltjes per volume-eenheid toeneemt en de water-cementverhouding van de slurry wordt geminimaliseerd. Het verkort de initiële uithardingstijd van cement en verhoogt de druksterkte van het cement terwijl het de porositeit en permeabiliteit vermindert.
Verwerkbaarheidsverbeteraar
Bij het cementeren van oliebronnen is het behoud van de slump (vloeibaarheid behouden in de loop van de tijd) van cruciaal belang om ervoor te zorgen dat het cement soepel door lange afstanden en complexe putgeometrieën kan worden gepompt. PCE-moleculen zijn minder gevoelig voor adsorptie door cementdeeltjes vergeleken met traditionele superweekmakers (bijv. gesulfoneerd naftaleenformaldehyde - SNF). Het verbetert de verwerkbaarheid van cementmengsels aanzienlijk. Het behoudt de vloeibaarheid van de mengsel gedurende langere perioden, waardoor slumpverlies wordt voorkomen. Zorgt voor soepel en efficiënt verpompen van cementslurries, zelfs in omgevingen met hoge druk en hoge temperatuur (HPHT). Superweekmakers van PCE zijn thermisch stabiel en kunnen hun prestaties zelfs bij hoge temperaturen en druk behouden.
Aceton Formaldehyde Sulfiet vs. PCE Superplasticizer
- Bij het cementeren van oliebronnen is het dispergeermiddel aceton-formaldehyde-sulfiet (AFS) acteert nog steeds als een monopolie. Echter, PCE Superweekmaker heeft begonnen te ontstaan in de afgelopen jaren voor de volgende voordelen.
| Functie | PCE Superweekmakers | AFS Dispergeermiddel |
|---|---|---|
| Efficiëntie | Hoge efficiëntie bij lage doseringen. | Lagere efficiëntie, waardoor hogere doseringen nodig zijn. |
| Behoud van klonters | Uitstekend behoud van slump gedurende langere perioden. | Beperkt instortvermogen door cementabsorptie. |
| Watervermindering | Tot 30% of meer watervermindering. | Typisch 15-20% watervermindering. |
| Milieu-impact | Lage toxiciteit en biologische afbreekbaarheid. | Kan sulfonaatgroepen bevatten, wat problemen oplevert voor het milieu. |
| Compatibiliteit | Zeer compatibel met andere additieven. | Kan compatibiliteitsproblemen hebben met bepaalde additieven. |
