Pizhūhish-i Naft (Feb 2023)
بهینه‌سازی ترکیب سیمان چاه‌های نفت و گاز با استفاده از لاتکس پلیمر-نانوذرات سیلیکا به منظور جبران پدیده ترک و میکرو آنالوس در غلاف سیمان
Abstract
تولید پایدار از منابع هیدروکربنی امری بسیار مهم در ثبات اقتصادی، حفظ توان تولیدی و عمل به تعهدات صادراتی دولت‌ها در زمینه فراهم کردن منابع انرژی از سوخت‌های هیدروکربنی است. برای دست یافتن به اهداف تولید پایدار از ذخائر نفت و گاز لازم است تا چاه‌های نفت و گاز به‌عنوان مجراهای تولیدی، به ایمن‌ترین و کارآمدترین روش‌های ممکن حفاری و تکمیل شوند. یکی از تهدیدات تولید پایدار از مخازن نفت و گاز، از دست‌دادن یکپارچگی ساختار چاه و عدم تحقق تفکیک لایه‌های مختلف زیرزمینی از فضای درونی چاه است که مشکلات متعددی از جمله تولید زود هنگام آب از چاه‌های نفت و گاز، نشت گاز یا شورآب از حاشیه باند سیمانی پیرامون چاه یا لبه آستری فولادی محافظ دیواره چاه است. برای دست یافتن به اهداف تفکیک لایه‌های زیرزمینی و کنترل جریان دلخواه سیال هیدروکربنی به مجرای تولیدی، عملیات سیمان کاری به‌عنوان یک سد جداکننده در برابر لایه‌هایی با محتوای سیال و فشار منفذی متفاوت و ایجاد غلاف یکپارچه جدا کننده چاه از محیط خارجی استفاده می‌شود. این غلاف سیمانی که پس از راندن جداری‌های فولادی به فضای پشت آنها پمپ می‌شود، پس از استقرار و سخت شدن به استحکام سازه چاه و پایداری آن در برابر فشارهای خارجی می‌انجامد. این تحقیق به‌طور خلاصه عوامل مؤثر بر ایجاد پیوند ضعیف سیمانی به سازند و جداره فولادی، تشکیل فضای میکروآنالوس در حاشیه باند سیمانی، بهینه‌سازی ترکیبات سیمان جهت تقویت مشخصات مکانیکی آن، مهاجرت گاز درون سیمان و راه‌کارهای مؤثر بر کنترل این پدیده زیان بار تمرکز دارد. در آزمایشات انجام شده اثر نانوذرات سیلیکا در بهبود مقاومت تراکمی سیمان، کاهش تخلخل و نفوذپذیری مؤثر در مهاجرت گاز به‌خوبی مشخص گردیده است. همچنین، لاتکس پلیمری با توسعه خواص سیکسوتروپیک در دوغاب و کاهش پنجره زمانی حالت گذرا کمک شایانی به دوغاب سیمانی می‌کند تا احتمال مهاجرت گاز در زمان بحرانی که سیمان قادر به مقاومت مؤثر در برابر آن نیست را به حداقل رسانده و فرصت لازم برای تهاجم سیالات و خلل در ساختار غلاف سیمانی را به کمترین مقدار کاهش دهد.
Keywords
