Kaj je cementiranje naftnih vrtin?
Cementiranje naftnih vrtin je ena najpomembnejših faz pri vrtanju naftnih in plinskih vrtin. S tem se izolirajo plasti nafte, plina in vode v vrtini, zaščiti obloga, podaljša življenjska doba vrtine in poveča učinkovitost proizvodnje ogljikovodikov. Po podatkih Ameriškega naftnega inštituta predstavljajo dodatki za cementacijo 38% kemikalij, ki se uporabljajo pri delu na naftnih poljih. Uporaba sredstev za zmanjševanje vsebnosti vode v cementu za naftna polja je postala osrednji tehnični pristop za reševanje različnih kompleksnih izzivov pri cementaciji, izboljšanje kakovosti cementacije ter varovanje naftnih in plinskih nahajališč.
Cementiranje naftnih vrtin v ruskih polarnih regijah
Arktična nahajališča nafte in plina so večinoma na območjih večnega mraza s temperaturami od -5 °C do -18 °C, vsebnostjo ledu do 80% in globino do 500 metrov. Pri tradicionalnih cementnih maltah debela permafrosta v polarnih območjih in nizke temperature upočasnjujejo strjevanje in razvoj trdnosti. Ko temperatura pade pod 0 °C, voda v cementni malti kondenzira in ne sodeluje v reakciji hidratacije. Zaradi tega se malta ne more ustrezno strditi, zato ne uspe zacementirati vodnjaka. Poleg tega lahko toplota, ki se sprošča med procesom hidratacije cementne malte, povzroči odtaljevanje večnega mraza. Hidrati zemeljskega plina v permafrostu lahko sprožijo obsežno razgradnjo, kar predstavlja tveganje, kot so izbruhi vrtin ali izbruhi med vrtanjem.
V Rusiji so zaradi nizke toplotne prevodnosti uporabili sistem lahkih cementnih malt. Ta preprečuje prenos toplote med vrtino in formacijo. V tej formulaciji cementne malte ima polikarboksilatni superplastifikator ključno vlogo pri zmanjševanju eksotermne toplote, ki nastaja med reakcijo hidratacije, medtem ko zagotavljanje, da se gnojevka strdi v zahtevanem časovnem okviru in doseže ustrezno trdnost.
Kaj je polikarboksilatni superplastifikator pri cementiranju naftnih vrtin?
Kot visoko zmogljivo sredstvo za zmanjševanje količine vode tretje generacije, superplastifikatorji na osnovi polikarboksilatov so zasnovani za izboljšanje . obdelovalnost, trdnost in trajnost cementnih sistemov z zmanjšanjem razmerja med vodo in cementom ali vodo in sadro. LANDU Novastar polikarboksilatni superplastifikator je zelo združljiv z drugi dodatki, kot so zaviralci mavca, sredstva za zadrževanje zraka, ali pospeševalniki in različni osnovni materiali, kot je cement PST-1-50. Pri cementiranju naftnih vrtin služi kot:
Dispergator
Ležaj in vrtalni odrezki v vrtalni tekočini lahko tvorijo prostorsko mrežo, če je njihova koncentracija previsoka. To mrežno strukturo lahko okrepijo raztopljene soli, zlasti polivalentni kationi, v vodi v slano-gipsnih formacijah. Na spletni strani . končno zmanjša tekočnost vrtalnega blata. Drug vsestranski dodatek je sadra, ki je še posebej primerna za skrajšanje časa strjevanja cementne malte na območjih večne zmrzali. Vendar pa tudi znatno poveča viskoznost blata.
LANDU NOVASTAR Polikarboksilatni superplastifikator učinkovito poruši to mrežno strukturo, pri čemer se sprosti ujeta voda in s tem prilagodi viskoznost in strižno napetost vrtalne tekočine. Na spletni strani . je zato, ker negativno nabite karboksilne skupine (-COOH) na molekulah PCE odbijajo delce cementa in preprečujejo flokulacijo. Poleg tega dolge stranske verige molekul PCE ustvarjajo fizično pregrado med delci cementa, zmanjšujejo trenje in izboljšujejo tekočnost.
Sredstvo za zmanjševanje vode
LANDU NOVASTAR Polikarboksilatni superplastifikator sredstvo za zmanjševanje vode optimizira porazdelitev velikosti delcev (PSD) cementa in dodatnih materialov, povečuje vsebnost trdnih delcev na prostorninsko enoto in zmanjšuje razmerje med vodo in cementom v suspenziji. Bistveno skrajša začetni čas strjevanja cementa in poveča tlačno trdnost cementa obenem pa se zmanjšata njegova poroznost in prepustnost.
Sredstvo za izboljšanje obdelovalnosti
Pri cementiranju naftnih vrtin je zadrževanje strdka (ohranjanje tekočine v daljšem časovnem obdobju) ključnega pomena za nemoteno črpanje cementa na dolgih razdaljah in pri zapletenih geometrijskih oblikah vrtin. molekule PCE so manj nagnjene k adsorpcija z delci cementa v primerjavi z tradicionalnih superplastifikatorjev (npr. sulfoniranega naftalen formaldehida - SNF). Bistveno izboljša obdelovalnost cementnih mešanic. Ohranja tekočnost mešanica dlje časa, kar preprečuje izgubo drsnosti. Zagotavlja nemoteno in učinkovito črpanje cementnih suspenzij, tudi v visokotlačnih in visokotemperaturnih okoljih (HPHT). Superplastifikatorji PCE so toplotno stabilni in lahko ohranijo svojo učinkovitost tudi pri povišanih temperaturah in tlakih.
Aceton-formaldehid sulfit proti PCE Superplastifikatorju
- Pri cementiranju naftnih vrtin je dispergator aceton-formaldehid-sulfit (AFS) še vedno deluje kot monopol. Vendar, PCE Superplastifikator ima . se je začel pojavljati v zadnjih letih zaradi naslednjih prednosti.
| Funkcija | PCE Superplastifikatorji | Dispergator AFS |
|---|---|---|
| Učinkovitost | Visoka učinkovitost pri majhnih odmerkih. | Manjša učinkovitost, ki zahteva večje odmerke. |
| Zadrževanje gredice | Odlično ohranjanje strmine v daljšem časovnem obdobju. | Omejeno zadrževanje drsnosti zaradi absorpcije cementa. |
| Zmanjšanje količine vode | Do 30% ali večje zmanjšanje količine vode. | Običajno 15-20% zmanjšanje količine vode. |
| Vpliv na okolje | Nizka toksičnost in biološka razgradljivost. | Lahko vsebuje sulfonatne skupine, kar je zaskrbljujoče za okolje. |
| Združljivost | Zelo združljiv z drugimi aditivi. | Lahko ima težave z združljivostjo z nekaterimi dodatki. |
