Badania nad możliwością zastosowania cementów specjalnych do uszczelniania kolumn rur okładzinowych

• Autorzy: Kut Ł.

Identyfikatory

DOI

10.18668/NG.2018.02.03

Warianty tytułu

EN

Research on the possibility of using special cements for sealing casing columns

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Uszczelnienie kolumn rur okładzinowych wymaga zastosowania zaczynów cementowych o odpowiednio dobranych parametrach reologicznych, zerowym odstoju wody oraz o właściwym dla danej głębokości czasie gęstnienia. Również powstały po związaniu stwardniały kamień cementowy powinien odznaczać się wysokimi parametrami mechanicznymi i jak najmniejszą przepuszczalnością dla gazu. Bardzo istotne jest prowadzenie szczegółowych badań nad doborem odpowiednich receptur zaczynów do warunków geologicznych, jakie panują w danym rejonie na dnie otworu wiertniczego. Opracowanie odpowiednich składów wymaga realizowania innowacyjnych badań laboratoryjnych nad doborem odpowiednich rodzajów środków chemicznych i materiałów uszczelniających, wpływających na polepszenie parametrów mechanicznych otrzymanych z nich kamieni cementowych. Celem zaprezentowanych w artykule badań była analiza możliwości zastosowania cementów specjalnych do uszczelniania kolumn rur okładzinowych oraz wynikających z tego różnic. Z wybranych do badań składów dotychczas stosowanych w przemyśle opracowano analogiczne receptury, jednak na bazie dwóch różnych cementów specjalnych. Podjęto również wstępne próby sporządzenia zaczynów cementowych na bazie wody i oleju. Zaczyny cementowe oraz otrzymane z nich próbki kamieni cementowych poddano badaniom technologicznym w celu określenia wpływu różnych cementów na ewentualne rozbieżności w wynikach. Zastosowanie w składach zaczynów cementowych spoiw wiążących dotychczas wykorzystywanych głównie w budownictwie pokazało możliwości wynikające z takiego rozwiązania oraz poszerzyło wiedzę na ten temat. Ponadto użycie w składach zaczynów cementowych dodatków o zróżnicowanej wielkości uziarnienia wpłynęło dodatkowo na lepsze wypełnienie przestrzeni międzyziarnowej matrycy cementowej oraz na zmniejszenie przepuszczalności kamieni cementowych. Zinterpretowanie uzyskanych wyników badań laboratoryjnych pozwoli na wytypowanie odpowiednich składów zaczynów cementowych na bazie cementów specjalnych, mogących znaleźć zastosowanie podczas uszczelniania otworów wiertniczych po użyciu różnych płuczek wiertniczych [3, 9–11].

EN

Sealing casing requires the use of cement slurries with appropriate rheological parameters, zero free water and adequate thickening time for a given depth. Also hardened cement stone, should be characterized by high mechanical parameters and minimal gas permeability. It is very important to conduct detailed research on the selection of suitable cement slurry recipes for the geological conditions that occur at the bottom of the borehole. The development of appropriate cement slurry recipes, requires the implementation of innovative laboratory tests on the selection of applicable types of chemicals and sealing materials, that improve the mechanical parameters of cement stones obtained from them. The aim of the research presented in this paper was to investigate the possibility of using special cements to seal the casing and the resulting differences. From the selected recipes used in industrial conditions, have been developed analogous recipes have been developed, however, based on two different special cements. Preliminary attempts have also been made to prepare oil based cement slurries. Cement slurries and cement stones obtained from them were subjected to technological tests to determine the effect of various cements on possible discrepancies in the results. The use of cement binders in the composition of cement slurries, used so far mainly in the construction industry, has shown the possibilities resulting from such a solution and has broadened the knowledge about them. Moreover, the application of additives with different grain size, resulted in better filling of the intergranular space of cement matrix and reducing the permeability of the cement stones. Interpretation of the results of laboratory tests, will allow to select appropriate cement slurry compositions, based on special cements which can be used for sealing of boreholes after using different drilling muds.

Słowa kluczowe

PL

zaczyn cementowy; kamień cementowy; parametry mechaniczne; parametry technologiczne; cementy specjalne

EN

cement slurry; cement stone; mechanical parameters; technological parameters; special cement

• Wydawca: Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Nafta-Gaz
• Rocznik: 2018
• Tom: R. 74, nr 2
• Strony: 96--105
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., tab.

Twórcy

autor

Kut Ł.

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

Bibliografia

• [1] Abu-Khamsin S.A.: Basic Properties of Reservoir Rocks. King Fahd University of Petroleum & Minerals, Dhahran, Saudi Arabia, 2004.
• [2] Alford P, Anderson D., Bishop M., Goldwood D. i in.: Novel Oil Based Mud Additive Decreases HTHP Fluid Loss and Enhances Stability. AADE-14-FTCE-18, 2014.
• [3] Dębińska E.: Ocena działania dodatków opóźniających czas wiązania zaczynów cementowych na podstawie badań laboratoryjnych. Nafta-Gaz 2012, nr 4, s. 225-232.
• [4] Dudek J., Dudek L., Klimek P: Badania ekshalacji gazu w rejonie złoża Przeworsk. Prace Instytutu Górnictwa Naftowego i Gazownictwa nr 130, 2004.
• [5] Fernandez J., Sharp K, Plummer D.: EnhancedFluid Viscosity Using Novel Surfactant Chemistry Purposely Designedfor Low-Aromatic Minerał and Synthetic Base Fluids. AADE-14-FTCE-15, 2014.
• [6] Giergiczny Z. i in.: Cementy w ofercie handlowej Górażdże Cement S.A. Chorula, październik 2003.
• [7] Instrukcja obsługi przepuszczalnościomierza firmy OFITE. Model 120-87.
• [8] Jasiński B.: Badania nad zastosowaniem emulsji olejowo-wodnych jako cieczy roboczych o obniżonej gęstości. Nafta-Gaz 2012, nr 12, s. 1155-1164.
• [9] Kremieniewski M.: Modyfikacja przestrzeni porowej kamieni cementowych. Nafta-Gaz 2012, nr 3, s. 165-170.
• [10] Kremieniewski M: Wpływ warunków hydratacji na strukturę przestrzenną kamieni cementowych. Nafta-Gaz 2013, nr 1, I s. 51-56.
• [11] Kremieniewski M., Stryczek S., Kotwica L.: Zmiany w mikrostrukturze płaszcza cementowego w zależności od warunków hydratacji zaczynu. Nafta-Gaz 2014, nr 12, s. 918-925.
• [12] Kurdowski W.: Chemia cementu i betonu. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2010.
• [13] Kut Ł.: Wpływ mikrocementu na parametry zaczynu i kamienia cementowego. Nafta-Gaz 2011, nr 12, s. 903-908.
• [14] Vipulanandan C, Krishnamoorti R.: Smart cementing materials and drilling muds for real time monitoring of deepwater well-bore enhancement. C1GMAT University of Huston, kwiecień 2013.
• [15] PN-B-19707 Cement. Cement specjalny. Skład, wymagania i kryteria zgodności, 2013.
• [16] PN-EN ISO 10426-2 Cementy i materiały do cementowania otworów wiertniczych. Część 2: Badania cementów wiertniczych, 2006.
• [17] PN-EN-14647 Cement glinowo-wapniowy. Skład, wymagania i kryteria zgodności, 2007.

Uwagi

PL

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