Badania odporności korozyjnej stwardniałych zaczynów cementowych stosowanych do uszczelniania rur okładzinowych w warunkach działania siarkowodoru

• Autorzy: Rzepka M.

Warianty tytułu

EN

The study of corrosion resistance of cement stones used to seal the casing in conditions where hydrogen sulphide is present

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W rejonie Niżu Polskiego odkryto w ostatnich latach szereg złóż ropy naftowej i gazu ziemnego. Jednak podczas wiercenia i eksploatacji tych złóż występują często spore trudności natury technicznej, do których można zaliczyć m.in. dopływy węglowodorów z towarzyszącym gazem toksycznym, jakim jest siarkowodór. W otworach wierconych na obszarze Barnówko–Mostno–Buszewo (BMB) oraz Lubiatów–Międzychód–Grotów (LMG) stężenie siarkowodoru w gazie ziemnym może wynosić od kilku do nawet kilkudziesięciu procent. W artykule omówiono proces oddziaływania siarkowodoru na stwardniały zaczyn cementowych oraz przedstawiono wymagania normowe dotyczące cementu przeznaczonego do uszczelniania otworów wiertniczych, w których stwierdzono obecność H₂S. W części badawczej zaprezentowano opracowane w Instytucie Nafty i Gazu receptury zaczynów cementowych o podwyższonej odporności na korozję chemiczną. Zaczyny te po utwardzeniu poddawane były długotrwałej ekspozycji w warunkach działania solanki złożowej nasyconej siarkowodorem. Dla stwardniałych zaczynów cementowych wykonywano okresowe badania wytrzymałości na ściskanie, przyczepności do rur stalowych, przepuszczalności dla gazu oraz porowatości. Na podstawie przeprowadzonych testów ustalono, iż w otworach wiertniczych, w których stwierdza się obecność siarkowodoru, zaleca się stosowanie zaczynów cementowo-lateksowych na bazie odpowiednio dobranego cementu G HSR o podwyższonej odporności na korozję.

EN

In the Polish Lowland region, in recent years, a number of oil and natural gas fields have been discovered. However, during the drilling and production of these reservoirs there are often a lot of technical difficulties, which may include, among other things inflows of hydrocarbons with accompanying toxic gas which is hydrogen sulfide. In the holes drilled in the area Barnówko–Mostno–Buszewo (BMB) and Lubiatów–Międzychód–Grotów (LMG) the concentration of hydrogen sulfide in natural gas may vary from a few to tens of percent. The article discusses the process of hydrogen sulfide impact on cement stone and presents standard requirements for slurry design to seal boreholes which revealed the presence of H₂S. In the research part of this article cement slurry formulas with high resistance to chemical corrosion developed at the Oil and Gas Institute were presented. These slurries, after setting, were subjected to long-term exposure in the brine saturated with hydrogen sulphide. For the hardened cement slurries periodic testing of compressive strength, adhesion to steel pipes, gas permeability and porosity were performed. Based on the tests it was found that in boreholes where the presence of hydrogen sulfide was observed it is recommended to use latex-based slurries with high corrosion resistance G HSR cement.

Słowa kluczowe

PL

wiertnictwo; cement; zaczyn cementowy; korozja cementu

EN

drilling; cement; cement slurry; cement corrosion

• Wydawca: Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Nafta-Gaz
• Rocznik: 2013
• Tom: R. 69, nr 7
• Strony: 515--524
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., il.

Twórcy

autor

Rzepka M.

• Laboratorium Zaczynów Uszczelniających w Zakładzie Technologii Wiercenia, Instytut Nafty i Gazu

Bibliografia

• [1] Bensted J., Smith J.: Cementy wiertnicze z historycznej perspektywy. Oilwell Cements. Part 6. An Historic Perpective Cement Wapno beton 2008, nr 3.
• [2] Bensted J.: Cementy wiertnicze. Oilwell Cements. Cement Wapno Beton 2002, nr 6.
• [3] Brylicki W.: Czynniki determinujące trwałość betonu i iniekcyjnych zaczynów cementowych. Sympozjum Naukowo-Techniczne: Cementy w budownictwie, robotach wiertniczych i inżynieryjnych oraz hydrotechnice. Piła-Płotki 2001,
• [4] Dębińska E.: Ocena działania dodatków opóźniających czas wiązania zaczynów cementowych na podstawie badań laboratoryjnych. Nafta-Gaz 2012, nr 4, s. 225-232.
• [5] Kremieniewski M.: Modyfikacja przestrzeni porowej kamieni cementowych. Nafta-Gaz 2012, nr 3, s. 165-170.
• [6] Lubaś J. i in.: Problemy badawczo-rozwojowe optymalizacji procesów eksploatacji złóż ropy i gazu rejonu Lubiatów-Grotów-Międzychód. Krosno, listopad 2004.
• [7] Lubaś J. i in.: Wstępna ocena z wykorzystaniem metod bilansowych przebiegu eksploatacji złoża BMB dla określenia mechanizmów energetycznych złoża i wytypowania metod oddziaływania na złoże. Krosno, wrzesień 2004.
• [8] Nalepa J.: Problemy związane z cementowaniem głębokich otworów wiertniczych. Sympozjum Naukowo-Techniczne: Cementy w budownictwie, robotach wiertniczych i inżynieryjnych oraz hydrotechnice. Piła-Płotki 2001.
• [9] Nelson E. B.: Well Cementing Schlumberger Educational Service. Houston, Teksas, USA, 1990.
• [10] PN-EN ISO 10426-1 Przemysł naftowy i gazowniczy - Cementy i materiały do cementowania otworów - Część 1: Specyfikacja.
• [11] PN-EN ISO 10426-2 Przemysł naftowy i gazowniczy - Cementy i materiały do cementowania otworów - Część 2: Badania cementów wiertniczych.
• [12] Rzepka M.: Badanie odporności korozyjnej kamieni cementowych w warunkach działania płynów złożowych o zróżnicowanym składzie chemicznym. Praca naukowo-badawcza INiG. Kraków 2011.
• [13] Rzepka M.: Wpływ warunków otworowych na procesy korozyjne zachodzące w stwardniałych zaczynach cementowych stosowanych w wiertnictwie. Praca doktorska, AGH. Kraków 2005.
• [14] Stryczek S., Gonet A.: Wymagania odnośnie zaczynów uszczelniających stosowanych w technologiach wiertniczych. Sympozjum Naukowo-Techniczne: Cementy w budownictwie, robotach wiertniczych i inżynieryjnych oraz hydrotechnice. Piła-Płotki 2001.