Microstructure of porous space in cement sheath used for sealing oil wells

• Autorzy: Kremieniewski M. , Rzepka M. , Stryczek S. , Wiśniowski R.

Identyfikatory

DOI

10.7494/drill.2018.35.3.433

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The effect of cement slurry modification on the microstructure of the annular space in a wellbore is presented in this paper. An admixture of macromolecular copolymer GS was used, which is usually applied in cement slurry technology to counteract gas migration by the binding cement slurry. The copolymer addition also results in sealing up the cement matrix at the stage of the binding and formation of hardened cement slurry. The modification of a slurry composition with this admixture results in the fact that the cement matrix has low porosity and is strongly compact. Consequently, a significantly higher number of micropores with small diameters are formed than those with larger micropores in the analyzed hardened cement slurry sample. An admixture of a macromolecular copolymer (7 wt.% of the cement) was added and 10% of the latex was removed from the recipe to show the influence of the modified recipe on the microstructure of the cement sheath. Thanks to this modification, the microcement participation could be reduced by 50% with the simultaneously improved quality of the most important technological parameters of fresh and hardened cement slurry. The basic and modified recipes were analyzed. The following parameters of the slurry were determined: rheology, filtration, water settlement, and time of densification. The influence of the modified slurry on the parameters describing the microstructure of the hardened slurry was analyzed for the hardened slurry (i.e., porosimetric porosity and microtomographic porosity). The microstructure of a sample fracture was also investigated. The analyses were conducted for recipes of slurries to be used for sealing wells at a temperature of 40°C and pressure of 10 MPa.

Słowa kluczowe

EN

cement slurry; drilling; oil wells

• Wydawca: AGH University of Science and Technology Press
• Czasopismo: AGH Drilling, Oil, Gas
• Rocznik: 2018
• Tom: Vol. 35, no. 3
• Strony: 433--442
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Kremieniewski M.

• Oil and Gas Institute – National Research Institute, ul. Lubicz 25A, 31-503 Krakow, Poland

autor

Rzepka M.

• Oil and Gas Institute – National Research Institute, ul. Lubicz 25A, 31-503 Krakow, Poland

autor

Stryczek S.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Drilling, Oil, and Gas, Department of Drilling and Geoengineering, Krakow, Poland

autor

Wiśniowski R.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Drilling, Oil, and Gas, Department of Drilling and Geoengineering, Krakow, Poland

Bibliografia

• [1] Kremieniewski M.: Badania przestrzeni porowej stwardniałych zaczynów cementowych przeciwdziałających migracji gazu za pomocą mikrotomografii rentgenowskiej. Kraków 2012 [unpublished].
• [2] Stryczek S., Małolepszy J., Gonet A., Wiśniowski R., Kotwica Ł., Złotkowski A., Ziaja J.: Popioły z fluidalnego spalania węgla brunatnego jako dodatek do zaczynów uszczelniających. Wydawnictwa AGH, Kraków 2013.
• [3] Kremieniewski M.: Ocena przepuszczalności kamieni cementowych pod kątem ograniczenia migracji gazu. Instytut Nafty i Gazu – Państwowy Instytut Badawczy, Kraków 2014.
• [4] Kremieniewski M.: Wpływ warunków hydratacji na strukturę przestrzenną kamieni cementowych. Nafta – Gaz, nr 1, 2013, pp. 51–56.
• [5] Rzepka M.: Badanie odporności korozyjnej kamieni cementowych w warunkach działania płynów złożowych o zróżnicowanym składzie chemicznym. Kraków 2011 [unpublished].
• [6] Dohnalik M., Zalewska J.: Korelacja wyników laboratoryjnych uzyskanych metodą rentgenowskiej mikrotomografii, jądrowego rezonansu magnetycznego i porozymetrii rtęciowej. Nafta – Gaz, nr 10, 2013, pp. 735–743.
• [7] Kaczmarczyk J., Dohnalik M., Zalewska J., Cnudde V.: The interpretation of X-ray Computed Microtomography images of rocks as an application of volume image processing and analysis. In: 18th International Conference on Computer Graphics, Visualization and Computer Vision’2010 (WSCG 2010), 1–4 II 2010, Pilzno, WSCG2010 Communication Papers Proceedings, Union Agency Science Press, 2010, pp. 23–30.
• [8] Zalewska J., Poszytek A., Dohnalik M.: Wizualizacja i analiza przestrzeni porowej piaskowców czerwonego spągowca metodą rentgenowskiej mikrotomografii komputerowej. Prace Instytutu Nafty i Gazu, nr 161, Instytut Nafty i Gazu Kraków 2009.
• [9] Laboratorium Mikroskopii Skaningowej i Mikroanalizy, Katedra Ceramiki i Materiałów Ogniotrwałych, [on-line:] http://kcimo.pl/pl/laboratorium/Laboratorium-Mikroskopii-Skaningowej-i-Mikroanalizy [access:15.04.2014].
• [10] Kremieniewski M.: Ograniczenie ekshalacji gazu w otworach wiertniczych poprzez modyfikację receptur oraz kształtowanie się struktury stwardniałych zaczynów uszczelniających. AGH, Kraków 2015 [Ph.D. thesis].

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).