ZACZYNY CEMENTOWE DO USZCZELNIANIA GŁĘBOKICH OTWORÓW WIERTNICZYCH
Анотація
Artykuł przedstawia zagadnienia dotyczące uszczelniania głębokich kolumn rur eksploatacyjnych. Przedstawione zostały wyniki badań receptur zaczynów cementowych stosowanych podczas uszczelniania otworów w Polsce w okresie ostatnich lat. Przeprowadzone zostały badania laboratoryjne w zakresie temperatur od 90 do 120°C w ciśnieniach od 60 do 70 MPa. Receptury zaczynów opracowane zostały w ramach współpracy Instytutu Nafty i Gazu PIB Oddział Krosno z Serwisem Cementacyjnym grupy EXALO. Zaczyny sporządzane były na bazie 10% solanki NaCl. Głównymi dodatkami zaczynów był:
- lateks w ilości 20 – 25% (zapobiegający migracji gazu i obniżający filtrację);
- mączka krzemionkowa (podnosząca odporność termiczną stwardniałego zaczynu cementowego w wysokiej temperaturze);
- hematyt (materiał obciążający dodawany w ilości od 30 do 110% w stosunku do masy cementu);
- mikrocement (doszczelniający matrycę cementową).
Spoiwem wiążącym był cement wiertniczy G HSR, spełniający wymagania normy PN-EN ISO 10426-1 „Przemysł naftowy i gazowniczy” – Cementy i materiały do cementowania otworów. Zaprezentowane zaczyny posiadały gęstości w granicach od 2050 do 2350 kg/m3, lepkości plastyczne około sto kilkadziesiąt mPa.s i czasy gęstnienia wynoszące od około trzech i pół do około sześciu godzin. Filtracje zaczynów zawierały się w przedziale 30 do 40 cm3/30 min, ponadto zaczyny charakteryzowały się zerowym odstojem wody. Stwardniałe zaczyny cementowe wykazywały wysoką (często przekraczającą 30 MPa) wytrzymałość na ściskanie. Dzięki prowadzonym w INiG PIB szczegółowym badaniom zaczynów oraz stwardniałych zaczynów cementowych, a także poprzez realizację wielu prac mających na celu doskonalenie receptur zaczynów, jakość cementownia głębokich kolumn rur eksploatacyjnych udostępniających złoża węglowodorów, systematycznie poprawia się.
Посилання
2. J. Bensted, J. Smith: Cementy wiertnicze z historycznej perspektywy, Oilwell Cements. Part 6. An Historic Perspective. Cement - Wapno - Beton Nr 3, (2008).
3. Z. Herman, M. Migdał: Problemy cementowania rur okładzinowych na Niżu Polskim, Nafta – Gaz, Nr 12, Kraków (1998).
4. J. Nalepa: Problemy związane z cementowaniem głębokich otworów wiertniczych, Sympozjum Naukowo - Techniczne, Cementy w budownictwie, robotach wiertniczych i inżynieryjnych oraz hydrotechnice, Piła - Płotki (2001).
5. E. B. Nelson: Well Cementing, Schlumberger Educational Service, Houston, Teksas, USA, (1990).
6. M. Rzepka: Wpływ warunków otworowych na procesy korozyjne zachodzące w stwardniałych zaczynach cementowych stosowanych w wiertnictwie, Praca doktorska, AGH, Kraków (2005).
7. M. Rzepka 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).
8. S. Stryczek, A. Gonet: Wymagania odnośnie zaczynów uszczelniających stosowanych w technologiach wiertniczych. Sympozjum Naukowo - Techniczne, Cementy w budownictwie, robotach wiertniczych i inżynieryjnych oraz hydrotechnice, Piła - Płotki (2001).
9. PN-EN ISO 10426-1 „Przemysł naftowy i gazowniczy” – Cementy i materiały do cementowania otworów – część 1:Specyfikacja, (2009).
10. PN-EN ISO 10426-2 „Przemysł naftowy i gazowniczy” – Cementy i materiały do cementowania otworów – część 2: Badania cementów wiertniczych, (2006).
11. Protokoły z rurowania i cementowania otworów na Niżu Polskim w latach 2013 - 2015.
12. Strona internetowa firmy Dowell - Schlumberger: High-Pressure, High-Temperature Well Construction – http://www.slb.com/ - dostęp: maj 2011.
