Zaczyny cementowe i cementowo-lateksowe sporządzane na bazie wody morskiej

• Autorzy: Rzepka M.

Identyfikatory

DOI

10.18668/NG.2017.04.05

Warianty tytułu

EN

Seawater based cement slurries and cement slurries with latex additive

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W ostatnich latach coraz częściej w technologii cementacyjnej wykorzystywane są mieszaniny wiążące oparte na cieczach o różnym zasoleniu. Ma to związek z faktem, iż w wielu wypadkach konieczne jest użycie zmineralizowanej wody zarobowej, zawierającej znaczne ilości rozpuszczonych soli. Dotyczy to np. wierceń prowadzonych na platformach wiertniczych, w których jako ciecz zarobową można wykorzystać wodę morską. Woda morska jest powszechnie stosowana na wielu platformach wiertniczych, zwłaszcza w Zatoce Meksykańskiej, okolicach Alaski, Zatoce Perskiej i na Morzu Północnym. W literaturze [13] można znaleźć informacje, że woda morska jest odpowiednia do przygotowania zaczynów cementowych do uszczelniania rur okładzinowych, a własności technologiczne otrzymywanych zaczynów z kilku prób są powtarzalne i stabilne. W artykule omówiono badania laboratoryjne wykonane w INiG – PIB, mające na celu opracowanie składów zaczynów cementowych zarabianych wodą morską. W wyniku przeprowadzonych badań opracowano dwa rodzaje receptur zaczynów cementowych na bazie wody morskiej (pobranej z Morza Bałtyckiego). Były to zaczyny cementowe oraz cementowo-lateksowe testowane w temperaturach 50 i 70°C i przy ciśnieniach 25 i 35 MPa. W celu opracowania odpowiedniego zaczynu cementowego należało dobrać głównie ilość środka opóźniającego wiązanie. Zaczyny cementowe posiadały gęstości od około 1790 kg/m³ (przy zastosowaniu cementu portlandzkiego CEM I 32,5) do około 1870 kg/m³ (przy użyciu cementu wiertniczego G). Czasy początku gęstnienia opracowanych zaczynów dla temperatur 50 i 70°C wynosiły około 3÷3 ½ godziny, natomiast czasy końca gęstnienia – około 4÷4 ½ godziny. Kamienie cementowe po 7 dniach hydratacji posiadały wytrzymałość na ściskanie wynoszącą około 20÷25 MPa.

EN

In recent years, binding mixtures based on various salinity fluids are being used increasingly in cementing technologies. This is due to the fact that in many cases it is necessary to use mineralized mixing water, containing substantial quantities of dissolved salts. This applies for example to offshore drilling during which seawater can be used as mixing water. The seawater is commonly used on many offshore platforms, especially in the Gulf of Mexico, around Alaska, the Persian Gulf and the North Sea. In many publications we can find information that seawater is suitable for the preparation of cement slurries for sealing the casing and obtained cement slurries have reproducible and stable technological properties. This paper discusses the result of laboratory tests carried out in The Oil and Gas Institute – National Research Institute, for the development of formulas for cement slurries based on seawater. As a result of the tests, two kind of seawater based cement slurries (water from Baltic Sea) have been developed. Developed slurries: cement slurries and latex-based slurries were tested at temperatures 50°C and 70°C and at pressure 25 MPa and 35 MPa. The aim of laboratory tests was to develop cement slurries with the addition of an appropriate amount of retarders. Cement slurries had density in the range from 1790 kg/m³ (based on Portland cement class CEM I) to 1870 kg/m³ (based on drilling class cement G). The slurries analyses were performed at temperatures 50°C and 70oC, the beginning of their thickening time was approx. 3÷3 ½ hour, while the end of thickening time was approx. 4÷4 ½ hour. The compressive strength of cement stones was about 20÷25 MPa after 7 days of hydration.

Słowa kluczowe

PL

zaczyn cementowy; stwardniały zaczyn cementowy; woda morska; cementowanie otworów

EN

cement slurry; set cement; sea water; cement job

• Wydawca: Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Nafta-Gaz
• Rocznik: 2017
• Tom: R. 73, nr 4
• Strony: 250--256
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Rzepka M.

• Laboratorium Zaczynów Uszczelniających w Zakładzie Technologii Wiercenia. Nafty i Gazu – Państwowy Instytut Badawczy, ul. Lubicz 25 A, 31-503 Kraków

Bibliografia

• [1] Barlet-Gouedard V., Goffe B.: Cementing composition and application of such compositions for cementing oil wells or the like. Patent US 6911078 B2. Numer zgłoszenia: US 10/239,459. data publikacji: 28.06.2005.
• [2] Biedrzycka A.: Złoża ropy w polskiej części Bałtyku. Odkrycia potwierdzone testami i analizami, http://www.nbi.com.pl/assets/NBI-pdf/2006/6_9_2006/pdf/12_zloza_ropy.pdf (dostęp: 03.03.2016).
• [3] Borowski T., Hryniewicz T.: Spadek zasolenia Morza Bałtyckiego jako naturalne zjawisko. referat, Politechnika Koszalińska; http://ros.edu.pl/images/roczniki/archive/pp_2004_017.pdf (dostęp: 30.05.2016).
• [4] Childs J.D., Brothers L.E., Taylor M.J.: Method of preparing a light weight cement composition from sea water. Patent US 4450009 A. Number zgłoszenia: US 06/490,088. data publikacji: 22.05.1984.
• [5] Dębińska E.: Ocena działania dodatków opóźniających czas wiązania zaczynów cementowych na podstawie badań laboratoryjnych. Nafta-Gaz 2012, nr 4, s. 225-232.
• [6] Kremieniewski M.: Wpływ dodatku superplastyfikatora na zwiększenie efektywności uszczelniania kolumn rur okładzinowych. Nafta-Gaz 2016, nr 3, s. 169-176, 10.18668/NG.2016.03.03.
• [7] Nalepa J.: Problemy związane z cementowaniem głębokich otworów wiertniczych. Sympozjum Naukowo-techniczne „Cementy w budownictwie, robotach wiertniczych i inżynieryjnych oraz hydrotechnice”, Piła-Płotki 2001, s. 95-103.
• [8] Nelson E.B.: Well Cementing. Schlumberger Educational Service, Houston, Texas, USA, 1990.
• [9] Rzepka M.: Zaczyny cementowe do uszczelniania kolumn rur okładzinowych w podziemnych magazynach gazu. Nafta-Gaz 2011, nr 10, s. 714-718.
• [10] Rzepka M., Kremieniewski M., Dębińska E.: Zaczyny cementowe przeznaczone do uszczelniania eksploatacyjnych kolumn rur okładzinowych na Niżu Polskim. Nafta-Gaz 2012, nr 8, s. 512-522.
• [11] Rzepka M., Stryczek S.: Laboratoryjne metody określania parametrów technologicznych świeżych zaczynów uszczelniających przed zabiegiem związanym z procesem uszczelniania kolumn rur okładzinowych w otworach wiertniczych. Wiertnictwo, Nafta, Gaz 2008, t. 25, z. 2, s. 625-636.
• [12] Serwis Informacyjny Państwowej Służby geologicznej: Pierwsza ropa spod dna Bałtyku ze złoża B8 jeszcze w tym roku; http://infolupki.pgi.gov.pl/pl/aktualnosci/pierwsza-ropa-spod-dna-baltyku-ze-zloza-b8-jeszcze-w-tym-roku (dostęp: 03.03.2016).
• [13] Smith R.C., Calvert D.G.: The Use of Sea Water in Well Cementing. Paper SPE 5030, 1974.
• [14] Stryczek S., Małolepszy J., Gonet A., Wiśniewski R., Kotwica Ł., Złotkowski A., Ziaja J.: Popiły z fluidalnego spalania węgla brunatnego jako dodatek do zaczynów uszczelniających. Wydawnictwa Naukowe AGH, Kraków 2013.
• [15] Ylhami D., Hasbi Y., Osman S.: The effect of sea water on the properties of concrete with silica fume admixture. Cement-Lime-Concrete 2010, nr 1, s. 22-30.
• Akty prawne i normatywne
• [16] Norma PN-EN ISO 10426-6 Przemysł naftowy i gazowniczy. Cementy i materiały do cementowania otworów. Część 2: Badania cementów wiertniczych, maj 2006.

Uwagi

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).