استفاده از روش طراحي آزمايش سطح پاسخ ( RSM ) به منظور بررسي خصوصيات مكانيكي سيمان مورد استفاده در چاه هاي نفتي

روش های بسیاری جهت بهبود و بهینه سازی عملیات سیمان كاری چاه های نفتی مورد بررسی قرار گرفته اند. در این تحقیق اثر تركیبات پلی آكریل آمید ( APAM ) و كلرید كلسیم ( 2CaCl ) و همچنین شكل و قطر داخلی قالب بتنی، بر مقاومت فشاری سیمان جایگذاری شده در میان سازند و لوله جداری مورد بررسی قرار گرفته است. به منظور كاهش تعداد متغیرهای قابل كنترل موجود، سطوح تاثیرگذار بر متغیرها و برهمكنش میان آن ها تعیین شده و طراحی آزمایشی با استفاده از روش سطح پاسخ، با طراحی تركیب مركزی ( CCD )، صورت گرفته است. مقاومت فشاری سیمان در 10 آزمایش مجزا و در بازه زمانی 7 روز، با سه تكرار در هر آزمایش )مجموعا 30 آزمایش(، اندازه گیری و روابط میان متغیرها و نمودارهای مربوطه، با آنالیز مقادیر حاصل، تعیین شده است. بر اساس آنالیز انجام شده مدل انتخابی برای مقاومت فشاری نمونه های 7 روزه مدلی خطی است و تابع تبدیل منطبق بر مقادیر مقاومت تابعی توانی با مقدار Lambda= 0.21 است. نتایج بدست آمده بیانگر افزایش مقاومت فشاری قالب های سیمانی با افزایش ضخامت غلاف سیمانی و مقدار افزودنی ها است. همچنین بهینه سازی آزمایش و یافتن بهترین مقادیر هریك از پارامترها برای رسیدن به ماكزیمم مقاومت فشاری بلوك های سیمانی بیانگر این است كه قطر لوله داخلی باید در حداقل مقدار و درصد پلیمر و كلرید كلسیم در حداكثر مقدار قرار داشته باشند تا بهترین نتایج برای مقاومت فشاری بلوك سیمانی حاصل شود. همچنین مقادیر بدست آمده از آنالیز رگرسیون بیانگر تاثیر نامحسوس برهمكنش میان متغیرها است .

Cementing oil wells is a process of mixing cement powders, additives, and water and pumping the resulting slurry into the annulus around the casing. Different techniques were used to improve and optimize the drilling cement properties. This study investigates the effect of polyacrylamide (APAM), Calcium Chloride (CaCl2) an shape and size of the molds on compressive strength of the placed cement. For this purpose, response surface method (RSM) was used to perform the optimum number of experiments. According to RSM, the compressiv strength of the prepared cements was investigated by ten different experiments in seven days intervals. To guarantee the results each experiment was repeated three times hence thirty experiments in total were performed Base on the experimental analysis, the linear model was obtained as the best model to evaluate the compressive strength of the cement. Also observed was the fact that the compressive strength was improved by decreasing th internal mold diameter and increasing the amount of additives. Furthermore, the results obtained from regression analysis showed the negligible interaction between parameters.