طراحی نوین دوغاب‌های سیمان فوق سبک با استفاده از فناوری نانو برای سیمان‌کاری آستری 7 اینچ مخزن آسماری16 حلقه چاه میدان مارون

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسنده

پژوهشگاه صنعت نفت، پژوهشکده مهندسی نفت، گروه پژوهش حفاری و تکمیل چاه

چکیده

طراحی دوغاب سیمان سبک وزن با استفاده از فناوری نانو هیچ‌گونه سابقه‌ای در دنیا نداشته، لیکن در کشورهای صنعتی صاحب تکنولوژی با استفاده از کف، میکرواسفرها و تکنولوژی لایت‌کریت دوغاب‌های سبک وزنی طراحی شده‌اند که با دوغاب‌های سیمان سبک وزن طراحی شده پژوهشگاه صنعت نفت قابل مقایسه نمی‌باشند.دوغاب های سبک وزن طراحی شده با استفاده از فناوری فوق معایبی همچون خواص رئولوژیکی نامطلوب، مقاومت تراکمی بسیار پایین، تخلخل و نفوذپذیری بالایی می‌باشند، اما در این تحقیق با کمک نانو ذرات HSL، میکرو اسفر،سیمان کلاس G و با استفاده از روش توزیع دانه بندی ذرات، علاوه بر سبک سازی دوغاب‌های سیمان تا وزن 62 پوند بر فوت مکعب، دوغاب‌های سبک وزن مختلف با خصوصیات مورد انتظار در شرایط واقعی چاه طراحی شده‌اند. در این روش محدوده هایی از اندازه‌های ذرات جامد به دقت انتخاب شده‌اند به‌طوری‌که با افزایش ذرات جامد غیر یکنواخت علاوه بر رفع معایب سیمان‌های سبک که به آن اشاره شده زمان انتظار برای رسیدن به حداقل مقاومت تراکمی psi500 جهت شروع مجدد عملیات حفاری (WOC) دوغاب سیمان را به مدت زمان حداکثر 8 ساعت کاهش می‌دهد و دارای مقاومت تراکمی 24 ساعته psi2000 در دمای190 درجه فارنهایت، تخلخل 36% و نفوذپذیری 01/0 میلی دارسی برای وزن 34PPG/8می‌باشد.و همچنین خواص ویژه افزودنی‌های مهار مهاجرت گاز ،که شامل انقباض حجمی کم وتوسعه مقاومت فشاری سریع است توسط دوغاب‌های جدید به‌طور غیر مستقیم فراهم شده است.
 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

A New Approch for Designing Ultra Light Weight Cement Slurry for 7” Liner Cementation Using Nano Technology-A Case Study for 16 Well in Asmary Maroon Field

نویسنده [English]

  • hamid soltanian
Department of Drilling and Well Completion, Research Institue of Petroleum Industry (RIPI), Tehran, Iran
چکیده [English]

There is no history of cement slurry design incorporating nanotechnology. However, in developed countries, lightweight slurries have been designed using foam, microspheres, and Lite Crete technology. These slurries differ significantly from RIPI’s slurry containing nanoparticles in properties. Generally, lightweight cement slurry presents some disadvantages such as undesirable rheological properties, low compressive strength, and high porosity and permeability. In this study, by using HSL nanoparticles, microspheres, and cement class G and employing particle size distribution, 62-pcf slurries were obtained according to downhole conditions. In this method, with choosing the optimum range of particle size, the problems of lightweight slurries were solved. In addition, the waiting time of cement (WOC) to reach a minimum compressive strength of 500 psi was decreased to 8 hours. The 24-hour compressive strength was 2000 psi at 190 °F; moreover, the porosity and permeability of the cement were about 36% and 0.01 md respectively for a slurry formulation with 8.34 ppg. Furthermore, the special properties of anti-gas migration additives such as low shrinkage and fast compressive strength were inherently developed in the slurries. 
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Ultra Lightweight Cement Slurry
  • Nanoparticles
  • Compressive Strength
  • Waiting Time of Cement
[1]. Smith Robert C., Amoco Production Co.; Powers, Charles A., Amoco Production Co.; Dobkins, Terrell A., Amoco Production Co., “A New Ultra-Lightweight Cement With Super Strength”, Vol. 32, SPE Journal Paper, 1980, 8256

[2]. Benge O. G. and Spangle L. B., Dowell Division of Dow Chemical U.S.A.; Sauer Jr., C.W., Conoco, Inc., “Foamed Cement - Solving Old Problems with a New Technique”, SPE Conference pp. 11204, 1982.

[3]. Harris K. L., Halliburton Services, “New Lightweight Technology for the Primary Cementing of Oilfield Casings in Cold Environments”, SPE Conference pp. 1991, 22065

[4]. Hossam A., Elmoneim Schlumberger Dowell S., Zaki ADMA-OPCO Hussein Al - Arda, Dowell S., “Cementing the deepest 20 inch Casing in Abu Dhabi using a combination of Noval Light Weight Slurry and Fiber”, SPE Conference Paper, 2000, 87283

[5]. Philippe R. , Bipin J. and Dowell S., “A New Approach to Designing High-performance Lightweight Cement Slurries for Improved Zonal Isolation in Challenging Situations”, SPE Conference pp. 47830, 1998.

[6] Formica J., and Davis B., Dowell S., “Lightweight Cement, Ultrasonic Cement Evaluation, and Cased-Hole Dynamics Formation Pressure Tester Combine to Enhance Infill-Drilling Opportunities in Shallow Marine Shelf Deposits”, Kern County, California, SPE Conference pp. 93959, 2005.