Wat is oliebroncementering?
Het cementeren van oliebronnen is een proces waarbij een verbuizing in een boorput wordt geplaatst en cement in de ringvormige ruimte tussen de verbuizing wordt geïnjecteerd. Het cementeren is een belangrijk onderdeel van de olieboorindustrie en er zijn meestal minstens twee cementeeroperaties voor productieputten en tot vijf voor exploratieputten. Er zijn 5 hoofddoelen voor het cementeren van oliebronnen.
- De integriteit van de boorput stabiliseren - Om onstabiele of gebroken formaties te isoleren, geboorde secties te versterken en een soepele boorvoortgang te garanderen.
- Ondersteuning van boorputinstallatie - Om een fundering te bieden voor blowout-preventiesystemen en een goede modderretourstroom te handhaven door de boorvloeistofafvoer boven de modderput te brengen.
- Zonale isolatie - Voorkomt kruisstromen tussen olie-, gas- en waterlagen met variërende druk en zorgt zo voor optimale omstandigheden voor de productie van koolwaterstoffen.
- Zoetwaterbronnen beschermen - Om ondiepe zoetwateraquifers te beschermen tegen vervuiling door diepere olie, gas, pekel of andere formatievloeistoffen.
- Productiepotentieel verbeteren - Een veilige putstructuur creëren voor toekomstige stimulatiebehandelingen, zoals aanzuren en hydraulisch breken, om de productie te verhogen.
Toepassing van cementeringstechnologie in Rusland
- De afgelopen jaren is de schade aan omhulsels in Russische olievelden gestegen van 17% tot 38%wat resulteert in een jaarlijks productieverlies van ongeveer 7,6-16,6 miljoen ton van olie. In 2015, Rosneft gemeld rond 1.900 beschadigde bronnenwat leidt tot een cumulatief verlies van 9,01 miljoen tonterwijl Tatneft gedocumenteerd bijna 800 getroffen putten, waardoor de productie daalt met 1,09 miljoen ton. Bij acht grote oliemaatschappijen varieerde het aantal defecten aan de casing van 1,78% tot 4,13%.
- Een belangrijke tegenmaatregel is verbeterde putcementeringzoals aangetoond in de Veld Romashkinodie werkt via 40.000 productieputten, 70% waarvan meer dan 30 jaar oud. Veel voorkomende schade aan de behuizing is corrosie en perforatiemet gemiddelde uitwendige corrosiesnelheden van 0,8-1,2 mm/jaar en interne corrosie bij 0,9-1,5 mm/jaar.
Hoe de efficiëntie van oliebronbemaling verbeteren?
- Geavanceerde technieken voor het plaatsen van cement
- Gebruik centralisatoren en pijpbewegingen (rotatie/reciprocatie) om modderkanalen te elimineren en een gelijkmatige cementdekking te verbeteren.
- Computational fluid dynamics (CFD)-simulaties gebruiken om de efficiëntie van cementverplaatsing te voorspellen en te optimaliseren.
- Robuuste zonale isolatiemethoden
- Meerfasig cementeren implementeren voor zones met hoge druk of uitgeputte zones.
- Breng expandeerbare verbuizingpleisters of harssystemen aan in kritieke intervallen.
- Real-time bewaking en evaluatie
- Gebruik akoestische en druksensoren om micro-annuli of zwakke plekken te detecteren.
- Voer ultrasone beeldvorming (CBL/VDL logs) uit na het cementeren voor kwaliteitsbeoordeling.
- Corrosie en chemische weerstand
- Integreer H₂S-afvangende additieven of epoxy-gecoate omhulsels in zure omgevingen.
- Breng coatings op basis van zink of aluminium aan om elektrochemische degradatie te beperken.
- Nauwkeurig slurryontwerp en materiaaloptimalisatie
- Gebruik aangepaste cementformules met hoogwaardige hulpstoffen om de reologie, sterkte en uithardingstijd te verbeteren.
- Verbeter de controle over vloeistofverlies om gasmigratie te voorkomen en een goede hechting te garanderen.
Welke additieven kunnen worden gebruikt bij het cementeren van oliebronnen?
1. Dispergeermiddel en wrijvingsverminderaar
Wanneer kleideeltjes en boorgruis kritische concentraties bereiken in boorvloeistoffen, vormen ze een driedimensionale netwerkstructuur. Dit fenomeen wordt vooral verergerd in zout-gipsformaties waar opgeloste elektrolyten (vooral polyvalente kationen) in het formatiewater de structuurontwikkeling versterken en de vloeistofmobiliteit aanzienlijk belemmeren. Dispergeermiddelen ontmantelen deze netwerkmatrices, waarbij gebonden water vrijkomt om de viscositeit en het vloeipunt te verlagen.
Onze oplossing: Polycarboxylaat Superweekmaker
Onze NOVASTAR Polycarboxylaat Superweekmaker is een hoogwaardige waterverdunner en dispergeermiddel dat wordt gebruikt om de eigenschappen van cementmortel te optimaliseren. Als een van de synthetische polymere dispergeermiddelen biedt het superieure efficiëntie in de volgende aspecten:
- Verspreiding van cementdeeltjes
- Vermindert de consistentie van slurry met 35-50% vergeleken met onbehandelde systemen
- Verbetert reologische parameters: verlaagt de plastische viscositeit met 40-60% met behoud van het optimale vloeipunt - Temperatuur Aanpassingsvermogen
- Effectief prestatiespectrum: 30°C tot 180°C (86°F tot 356°F)
- Behoudt dispersiestabiliteit onder thermische cyclische omstandigheden - Zout tolerantie
- Demonstreert consistente prestaties in 5-10% NaCl-omgevingen
- Compatibel met verschillende waterbronnen zonder zuiverheidseisen - Compatibiliteitsprofiel
- Synergetisch met alle API-cementadditieven
- Geen negatieve interacties met vochtverliesregelaars/vertragers/antifoams
2. Additief voor de beheersing van cementvloeistofverlies
Vloeistofverliesadditieven (FLA's) zijn essentieel voor het minimaliseren van filtraatverlies in cementslurries en dienen drie hoofddoelen:
- Het voorkomen van voortijdige uitdroging in doorlatende formaties is met name kritisch tijdens het cementeren van de voering.
- Watergevoelige formaties beschermen tegen schade door vloeistofinvasie.
- Verbetering van de efficiëntie van Squeeze Cementing door de integriteit van de slurry te behouden onder hoge drukverschillen.
Ons vlaggenschip: multifunctioneel additief voor vloeistofverlies: HPMC
LANDERCOLL HPMC is een gemodificeerde cellulose-ether die veel wordt gebruikt als waterreducerend middel. Als in water oplosbaar polymeer helpt het boorspoeling te stabiliseren door vloeistofverlies in permeabele formaties te beperken, terwijl de reologische eigenschappen behouden blijven. LANDU levert verschillende soorten HPMC voor cementeertoepassingen, waaronder:
- HPMC voor systemen met lage dichtheid
- Speciaal geformuleerd voor kwetsbare formaties en zones met verloren circulatie.
- Behoudt uitstekende controle over vloeistofverlies (<50mL/30min) bij dichtheden tot 1,20 SG. - HPMC voor toepassingen met hoge dichtheid
- Geoptimaliseerd voor HPHT-bronnen en diepwateromgevingen.
- Levert <30mL/30min vloeistofverlies in slurrydichtheden tot 2,60 SG. - HPMC voor slurries met conventionele dichtheid
- Universele oplossing voor de meeste standaard cementeerwerkzaamheden.
- Biedt betrouwbare <50mL/30min API controle over vloeistofverlies. - HPMC voor zeewatermengtoepassingen
- Corrosiebestendige formulering voor offshore toepassingen.
- Behoudt stabiele prestaties in omgevingen met een hoog zoutgehalte.
Een ideale cementvertrager verlengt en handhaaft effectief de vloeibare toestand en verpompbaarheid van slurry. De beste vertragers hebben de volgende eigenschappen:
- Breed temperatuur aanpassingsvermogen: Consistente prestaties bij verschillende omstandigheden in het boorgat.
- Doseproportionele indikkingstijd: Voorspelbare vertraging op basis van concentratie.
- Compatibiliteit: Harmonieuze interactie met alle soorten oliebroncement en additieven zonder nadelige gevolgen:
- Viscositeitsopbouw
- Thixotrope gelering
- Ontwikkeling van de druksterkte
- Controleerbare prestaties: Betrouwbare voorspelling van indiktijden en herhaalbaarheid.
- Veiligheid en milieuvriendelijkheid: Niet-giftig, niet-ontvlambaar, vrij van vervuiling en bestand tegen vervuiling.
Vergelijkende analyse van gangbare vertragers
- Citroenzuur & natriumcitraat
- Primaire Functie: Vertraging (mild effect), met secundair dispergerend vermogen.
- Gevoeligheid voor dosering:
- Minimale effectieve dosis: 0,5% BWOC (Onder deze drempel kan de instelling versnellen).
- Optimaal dosisbereik: Stabiele vertraging voorbij een kritische concentratie, met minimale gevoeligheid voor kleine variaties.
- Beperkingen:
- Zwakker dispersie-effect in vergelijking met gespecialiseerde dispergeermiddelen.
- De prestaties variëren aanzienlijk afhankelijk van de cementklasse.
- Wijnsteenzuur & kaliumnatriumtartraat (Rochelle-zout)
- Belangrijkste kenmerken:
- Uitzonderlijke retardatie bij hoge temperaturen (tot 180°C+).
- Mild dispergerend effect (supplementen reologische verbetering).
- Geen sterktevermindering in uitgehard cement.
- Praktische uitdagingen:
- Verhoogd verlies van vrij water en vloeistoffen - maakt het gebruik van additieven voor vloeistofverlies (FLA's) noodzakelijk.
- Hoge gevoeligheid voor alkalische verontreiniging kan leiden tot onvoorspelbaar gedrag bij het zetten, waardoor het minder geschikt is voor gebruik in het veld.
Onze aanbevelingen: Vertrager op Amino-basis
- op aminobasis Vertrager is een gespecialiseerd chemisch additief dat wordt gebruikt om de uitharding van cementslurries vertragen door de hydratatiereacties van portlandcement te vertragen. Deze vertragers zijn vooral waardevol in diepe putten met hoge temperatuur (HT/HPHT)waar standaardvertragers (bijv. lignosulfonaten of organische zuren) kunnen afbreken of ineffectief worden.
Mechanisme van vertraging
- Chelatie en adsorptie:
- Aminogroepen (-NH₂, -NH-) vormen complexen met Ca²⁺ ionen in het cement, waardoor de vorming van C-S-H (calciumsilicaat hydraat) gelwat cruciaal is voor de uitharding van cement.
- Adsorbeert aan oppervlakken van cementdeeltjes, waardoor een barrière die waterpenetratie en hydratatie vertraagt.
- pH-gevoelige actie:
- Effectiever in alkalische omstandigheden (typisch voor cementslurries, pH ~12-13).
Voordelen ten opzichte van conventionele vertragers
| EIGENSCHAPPEN | VERTRAGER OP AMINOBASIS | LIGNOSULFONATEN | ORGANISCHE ZUREN (BIJV. CITROENZUUR/GLUCONZUUR) |
|---|---|---|---|
| STABILITEIT BIJ HOGE TEMPERATUREN | TOT 250+°C | DEGRADEERT >120°C | DEGRADEERT >150°C |
| DOSERINGSEFFICIËNTIE | LAAG (0,1-0,5% BWOC) | HOOG (0,5-2% BWOC) | MATIG (0,3-1% BWOC) |
| ZOUTTOLERANTIE | UITSTEKEND | POOR | MATIG |
| DRIJFMESTCOMPATIBILITEIT | WERKT MET DE MEESTE ADDITIEVEN | KAN INTERFEREREN MET DISPERGEERMIDDELEN | GEVOELIG VOOR pH-schommelingen |
Facebook
Twitter
LinkedIn
Telegram
Neem contact met ons op en ontvang gratis monsters
Neem contact met me op voor de laatste offerte of om een proefmonster aan te vragen (onze proefmonsters zijn gratis en inclusief verzending).
