Poprawa stabilności sedymentacyjnej zaczynu cementowego

• Autorzy: Kremieniewski M.

Identyfikatory

DOI

10.18668/NG.2017.04.04

Warianty tytułu

EN

Improvement of the sedimentation stability of cement slurry

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Prawidłowy dobór parametrów zaczynu cementowego w dużej mierze decyduje o skuteczności zaizolowania przestrzeni międzyrurowej i pozaruruowej. Należy mieć na uwadze fakt, że wymagania dotyczące parametrów zaczynów uszczelniających są zróżnicowane w zależności od wielu czynników, do których należy także konstrukcja i przeznaczenie otworu wiertniczego. Jednolita struktura płynnego zaczynu oraz powstałego po związaniu płaszcza cementowego jest istotna z punktu widzenia szczelności otworu wiertniczego. W artykule przedstawiono wyniki badań przeprowadzonych w celu poprawy stabilności sedymentacyjnej zaczynów cementowych przeznaczonych do uszczelniania kolumn rur okładzinowych w kierunkowych i poziomych otworach wiertniczych. Podczas badań laboratoryjnych wykorzystywano stosowane dotychczas oraz nowe środki zapobiegające segregacji ziaren zaczynu cementowego. Zrealizowane prace badawcze mające na celu określenie możliwości poprawy stabilności sedymentacyjnej zaczynu skutkowały wytypowaniem grupy środków przeznaczonych do zaczynów mających tendencję do segregacji drobnych frakcji. Opracowane składy charakteryzują się homogeniczną strukturą płynnego zaczynu cementowego, który nie wykazuje tendencji do segregowania ziaren pod wpływem sił grawitacji. Powstały z takiego zaczynu płaszcz cementowy posiada izotropową mikrostrukturę o jednakowych parametrach mechanicznych i fizykomechanicznych w całym odcinku uszczelnianego interwału.

EN

Appropriate selection of cement slurries properties largely determines the effectiveness of the insulate of inter-tubular and annular space. It is important to bear in mind that the requirements of cement slurries parameters vary, depending on many factors, which also include the construction and purpose of the borehole. Uniform texture, of both fresh cement slurry and cement sheath after setting, is important for tightness of the well. The article presents the laboratory test results that were conducted with the purpose of improving the sedimentation stability of cement slurries for sealing off casing for directional and horizontal drilling. During the laboratory tests, previously used and novel additives to prevent segregation of cement slurries grains were applied. Accomplished research for determined opportunities to improve the sedimentation stability of cement slurries, resulted in the selection of the additives dosed to cement slurries, which tend to segregate fine fractions. Developed recipes were characterized by the homogeneous structure of fresh cement slurries, which do not tend to segregate the grains due to the gravitational forces. Obtained cement sheath was characterized by isotropic microstructure of the same mechanical and physiomechanical parameters throughout the whole sealing intervals.

Słowa kluczowe

PL

stabilność sedymentacyjna; zaczyn cementowy; struktura izotropowa

EN

sedimentation stability; cement slurry; isotropic microstructure

• Wydawca: Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Nafta-Gaz
• Rocznik: 2017
• Tom: R. 73, nr 4
• Strony: 242--249
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Kremieniewski M.

• Zakład Technologii Wiercenia. Instytut Nafty i Gazu – Państwowy Instytut Badawczy, ul. Lubicz 25 A, 31-503 Kraków

Bibliografia

• [1] Aguilera R., Cordell G., Ng M.G., Nicholl G.W., Runions G.A.: Horizontal Wells. Gulf publishing Company, Houston 1991.
• [2] Armessen P., Jourdan A.P., Mariotti Ch.: Horizontal drilling gas negative and positive factors. PennWell Publishing Comp. 1988.
• [3] Bandrowski J., Merta H., Zioło J.: Sedymentacja zawiesin. Zasady i projektowanie. Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 1995.
• [4] Barron A.R.: Hydration of Portland Cement; http://cnx.org/content/m16447/latest/ (dostęp: 26.01.2010).
• [5] Bhatty J.I., Banfill P.F.G.: Sedimentation behaviour in cement pastes subjected to continuous shear in rotational viscometers. Cement and Concrete research 1985.
• [6] Carpenter R.B.: Matrix Control Cementing Slurry. U.S. Patent No. 4.569.395, 1986.
• [7] Chatterji S.: On the properties of freshly made Portland cement paste. Part 2. Sedimentation and strength of flocculation. Cement and Concrete Research 1988.
• [8] Dębińska E.: Ocena działania dodatków opóźniających czas wiązania zaczynów cementowych na podstawie badań laboratoryjnych. Nafta-Gaz 2012, nr 4, s. 225-232.
• [9] Dohnalik M., Zalewska J.: Korelacja wyników laboratoryjnych uzyskanych metodą rentgenowskiej mikrotomografii, jądrowego rezonansu magnetycznego i porozymetrii rtęciowej. Nafta-Gaz 2013, nr 10, s. 735-743.
• [10] Kątna Z. i in.: Badania modelowe wpływu odstoju wody, sedymentacji i początkowego skurczu zaczynu cementowego na jakość uszczelniania rur w otworach odchylonych od pionu i poziomych w temperaturach do 85°C. Praca naukowo-badawcza INiG, Kraków 1997.
• [11] Kremieniewski M., Rzepka M., Stryczek S., Wiśniowski R., Kotwica Ł., Złotkowski A.: Korelacja przepuszczalności i parametrów opisujących strukturę stwardniałych zaczynów cementowych stosowanych do uszczelniania otworów w rejonie Basenu Pomorskiego. Nafta-Gaz 2015, nr 10, s. 737-746, 10.18668/NG2015.10.04.
• [12] Kremieniewski M., Stryczek S., Kotwica Ł.: Zmiany w mikrostrukturze płaszcza cementowego w zależności od warunków hydratacji zaczynu. Nafta-Gaz 2014, nr 12, s. 918-926.
• [13] McNaught A.D., Wilkinson A.: IUPAC. Compendium of Chemical technology (Gold Book). Wyd. 2. Oksford: Blackwell Scientific Publications, 1997. Wersja internetowa: Nic M., Jirat J., Kosata B.: Colloidal dispersion (ang.), aktualizowana przez Jenkins A. DOI: 10.1351/goldbook.C01174.
• [14] Parcevaux P.: Gas Migration and GASBLOCK technology. Driling & Pumping, Aug. 1987. 1987, s. 11-22.
• [15] Praca zbiorowa: Rzeczpospolita łupkowa. Studium wiedzy o gazie z formacji łupkowych. Prace Naukowe INiG 2012, nr 183.
• [16] 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, .2, s. 625-636.
• [17] Slomkowski S., Alemán J.V., Gilbert R.G., Hess M., Horie K., Jones R.G., Kubias P., Meisel I., Mormann W., Pencek S., Stepto R.F.T.: Terminology of polymers and polymerization processes in dispersed systems (IUPAC Recommendations 2011). Pure Appl. Chem. 2011, vol. 83, nr 12, s. 2229-2259.
• [18] Stryczek S., Wisniowski R., Gonet A., Złotkowski A.: The influence of time of rheological parameters of fresh cement slurries. AGH Drilling, Oil, Gas 2014, vol. 31, s. 123-133.
• [19] Zima G.: Nowy rozkład płuczki wiertniczej do zastosowania w warunkach HTHP. Nafta-Gaz 2015, nr 8, s. 556-564.

Uwagi

PL

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