Zaczyny cementowe przeznaczone do uszczelniania eksploatacyjnych kolumn rur okładzinowych na Niżu Polskim

• Autorzy: Rzepka M. , Kremieniewski M. , Dębińska E.

Warianty tytułu

EN

Cement slurries for sealing off production casings in the Polish Lowlands

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Artykuł omawia zagadnienia związane z uszczelnianiem głębokich kolumn rur eksploatacyjnych na obszarze Niżu Polskiego. Przedstawiono w nim wyniki badań receptury zaczynów cementowych stosowanych do cementowania otworów w naszym kraju w ostatnich latach. Badania laboratoryjne prowadzono w temperaturach od 90[stopni]C do 120[stopni]C i ciśnieniach od 60 MPa do 70 MPa. Receptury zaczynów opracowane zostały przy współpracy Instytutu Nafty i Gazu Oddział Krosno z Serwisem Cementacyjnym w Wołominie. Zaczyny cementowe sporządzane były na bazie 10-procentowej solanki NaCl. Głównymi składnikami zaczynów były: lateks w ilości 20-25% (zapobiegający migracji gazu i obniżający filtrację), mączka krzemionkowa (podnosząca odporność termiczną kamienia cementowego w wysokiej temperaturze), hematyt (materiał obciążający, dodawany w ilości od 30% do 110% w stosunku do masy cementu) oraz mikrocement (doszczelniający matrycę cementową). Jako spoiwo wiążące używano cementu wiertniczego G HSR, spełniającego wymagania normy PN-EN ISO 10426-1 Przemysł naftowy i gazowniczy - Cementy i materiały do cementowania otworów. Opracowane zaczyny posiadały gęstości w granicach od 2050 kg/m[^3] do 2350 kg/m[^3], lepkości plastyczne około sto kilkadziesiąt mPa [kropka] s i czasy gęstnienia wynoszące od około trzech i pół do około sześciu godzin. Filtracje zaczynów wynosiły około 30-40 cm[^3]/30 min, a odstoje wody były zerowe. Stwardniałe zaczyny cementowe posiadały wysoką wytrzymałość na ściskanie (przekraczającą w większości przypadków 30 MPa). Poprzez prowadzenie w INiG szczegółowych badań świeżych i stwardniałych zaczynów cementowych oraz dzięki realizowaniu szeregu prac związanych z coraz doskonalszą modyfikacją receptur zaczynów, jakość cementowania głębokich kolumn rur eksploatacyjnych, udostępniających złoża węglowodorów na obszarze Niżu Polskiego, ulega ciągłej poprawie.

EN

The article discusses issues related to the sealing off of deep production casings in the Polish Lowlands. It presents the results of recipes of cement slurries used in our country in recent years. Laboratory tests were performed at temperatures from 90 to 120[degrees]C and pressure from 60 to 70 MPa. Slurry recipes had been developed in the Oil and Gas Institute in collaboration with the Cementing Service in Wołomin. Cement slurries were prepared with 10% NaCl brine as a base. The main components of the slurries were: latex in an amount of 20-25% (to prevent gas migration and reduce filtration), silica powder (raising the thermal resistance of cement stone at high temperature), hematite (weighting material added in amounts ranging from 30 to 110%) and microcement (sealing cement matrix). The G HRS cement was used as a binder. It met the requirements of PN-EN ISO 10426-1 Petroleum and natural gas industries - Cements and materials for well cementing. Developed slurries had density ranging from 2050 to 2350 kg/m[^3], plastic viscosity of about a hundred and dozens of MPa [dot] s, and a thickening time of between three and a half to six hours. The slurries filtration were about 30-40 cm[^3]/30 mins. and free water was zero. Hardened cement slurries (paste) had a high compressive strength (in most cases exceeding 30 MPa) and high adhesion to steel pipes. By carrying out detailed studies of fresh and hardened cement slurries and by implementing a numbers of tests related to the modification of better and better slurries recipes, the quality of cementing deep production casings is being improved.

Słowa kluczowe

PL

cementowanie; kolumny rur eksploatacyjnych; otwór wiertniczy; uszczelnianie; zaczyn cementowy

EN

borehole; cement grout; cementation; pipe supplies; sealing

• Wydawca: Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Nafta-Gaz
• Rocznik: 2012
• Tom: R. 68, nr 8
• Strony: 512--522
• Opis fizyczny: Fot., rys., tab.,Bibliogr. 12,

Twórcy

autor

Rzepka M.

autor

Kremieniewski M.

autor

Dębińska E.

• Instytut Nafty i Gazu, Oddział Krosno

Bibliografia

• 1. Bensted J., Smith J.: Cementy wiertnicze z historycznej perspektywy. Oilwell Cements. Part 6. An Historic Perspective. „Cement-Wapno-Beton” 2008, nr 3.
• 2. Bensted J.: Cementy wiertnicze. Oilwell Cements. „CementWapno-Beton” 2002, nr 6.
• 3. Herman Z., Migdał M.: Problemy cementowania rur okładzinowych na Niżu Polskim. „Nafta-Gaz” 1998, nr 12.
• 4. Nalepa J.: Problemy związane z cementowaniem głębokich otworów wiertniczych. Sympozjum Naukowo-Techniczne Cementy w budownictwie, robotach wiertniczych i inżynieryjnych oraz hydrotechnice, Piła-Płotki 2001.
• 5. Nelson E.B.: Well Cementing. Schlumberger Educational Service. Houston, Teksas, USA, 1990.
• 6. PN-EN ISO 10426-1 Przemysł naftowy i gazowniczy – Cementy i materiały do cementowania otworów – część 1: Specyfikacja.
• 7. PN-EN ISO 10426-2 Przemysł naftowy i gazowniczy – Cementy i materiały do cementowania otworów – część 2: Badania cementów wiertniczych.
• 8. Protokoły z rurowania i cementowania otworów na Niżu Polskim w latach 2008–2011.
• 9. Rzepka M. i in.: Zaczyny cementowe do uszczelniania kolumn rur okładzinowych w głębokich otworach wiertniczych w temperaturach dynamicznych do ok. 120°C. Praca naukowo-badawcza INiG. Kraków 2009.
• 10. Rzepka M.: Wpływ warunków otworowych na procesy korozyjne zachodzące w stwardniałych zaczynach cementowych stosowanych w wiertnictwie. Praca doktorska, AGH. Kraków 2005.
• 11. Strona internetowa firmy Dowell-Schlumberger: HighPressure, High-Temperature Well Construction, http://www.slb.com, dostęp: październik 2010 r.
• 12. 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.