Evaluation of Nano Zeolite as an Additive for Oil-Well Cementing
No Thumbnail Available
Date
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Saudi Digital Library
Abstract
إن التقنيات متناهية الصغر أسهمت بمدى واسع من الحلول لمواجهة مشاكل الصناعة التي لا يمكن حلها بواسطة الطرق التقليدية. بهذه التقنيات أستطاع الباحثون تغيير خواص المواد السائبة بمقياس متناهي الصغير "نانومتري". استخدمت العديد من المواد المتناهية الصغر بنجاح في مجالات هندسة النفط خصوصاً في موائع الحفر، موائع لمنع فقدان دورة سائل الحفر، الإنتاج المحفز للنفط وسمنتة أبار النفط. خلال العقد المنصرم، استخدمت العديد من المواد المنتاهية الصغر في تطبيقات عملية سمنتة أبار النفط كالسيليكا المتناهية الصغر، الطفل المتناهي الصغر، الأنابيب الكربونية المتناهية الصغر، الأمونيا المتناهية الصغر، الفيريت المتناهية والتيتانيا المتناهية الصغر. إن الهدف الأساسي من هذه الدراسة هو الكشف عن أداء اسمنت النفط باستخدام الزيوليت المتناهي الصغر كمادة إضافية تضاف للإسمنت. تم أيضاً دراسة أداء إضافة الزيوليت الصغير (الميكروي) للإسمنت ومقارنتها مع الزيوليت المتناهي الصغر. في هذه الرسالة، سندرس تأثير إضافة الزيوليت الصغير والزيوليت المتناهي الصغر في إسمنت أبارالنفط تحت ظروف الضغط ودرجة الحرارة العالتين (HPHT). هذا الزيولايت المتناهي الصغرستضاف بنسب بمختلفة لخليط الإسمنت المستخدم حالياً في عملية سمنتة أبار النفط والغاز في المملكة العربية السعودية. أجريت دراسات مخبرية لمعرفة خصائص خليط الإسمنت كزمن التثخين، خاصية فصل الماء الحر، الخواص الريولوجية (الخواص المتعلقة بتشوه المادة)، القوة الإنضغاطية، قوة الشد، الكثافة، خاصية فقدان السائل، دراسة المجهر الإلكتروني الماسح (SEM)، دراسة البلورات بالأشعة السينية (XRD)، المسامية والنفاذية. وجد أن الخواص الريولوجية مثل اللزوجة البلاستيكية ونقطة الخضوع وقوة الجل تزيج بإضافة الزيوليت المتناهي الصغر. منتجات عملية التميه تغيرت بإضافة الزيوليت المتناهي الصغر كما هو ملاحظ في دراسات المجهر الإلكتروني الماسح (SEM). وجد أن الزيوليت المتناهي الصغر يؤخر زمن تخثين خليط الإسمنت بينما الزيوليت الصغير يعمل كمادة مسرعة للتثخين. لم يلاحظ تغير مهم في كثافة الإسمنت عند إضافة الزيوليت المتناهي الصغر بينما وجد أن القوة الإنضغاطية تزداد بسرعة عند إضافة الزيوليت الصغير والزيوليت المتناهي الصغر. وجد أن الزيوليت المتناهي الصغر يعمل على تقليل مسامية ونفاذية الإسمنت وبالتالي الحصول على إنشاء مجهري كثيف للإسمنت عند ملاحظته في دراسة المجهر الإلكتروني الماسح (SEM). وجد أن القوة الإنضغاطية بواسطة عملية التحطيم تزداد بإضافة الزيوليت المتناهي الصغر للإسمنت بينما لم يلاحظ تغير مهم في خاصية فقدان السائل للإسمنت عند إضافة الزيوليت المتناهي الصغر. يعمل الزيوليت المتناهي الصغر كمادة إضافية فعّالة لإسمنت أبار النفط لأنها تحسن القوة الإنضغاطية المبكرة وبالإضافة إلى تحسين متانة الإسمنت. تسريع القوة الإنضغاطية قد يساعد في تقليل زمن الإنتظار لتثخين الإسمنت وبالتالي يؤدي إلى تقليل التكلفة التشغيلية لحفر الأبار. إن عملية تحسين القوة الإنضغاطية وقوة الشد مهمة عملياً للأبار ذات الضغط ودرجة الحرارة العاليتين (HPHT) بسبب قوات الشد العالية التي تتعرض لها هذه الأبار في طوال حياتها بينما يساعد الإنشاء المجهري الكثيف للإسمنت في تحسين خاصية مقاومة السوائل المتآكلة الموجودة في الطبقات الأرضية.