طراحي نوين دوغاب‌هاي سيمان فوق سبك با استفاده از فناوري نانو براي سيمان‌كاري آستري 7 اينچ مخزن آسماري16 حلقه چاه ميدان مارون

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

طراحي دوغاب سيمان سبك وزن با استفاده از فناوري نانو هيچ‌گونه سابقه‌اي در دنيا نداشته، ليكن در كشورهاي صنعتي صاحب تكنولوژي با استفاده از كف، ميكرواسفرها و تكنولوژي لايت‌كريت دوغاب‌هاي سبك وزني طراحي شده‌اند كه با دوغاب‌هاي سيمان سبك وزن طراحي شده پژوهشگاه صنعت نفت قابل مقايسه نمي‌باشند.دوغاب هاي سبك وزن طراحي شده با استفاده از فناوري فوق معايبي همچون خواص ريولوژيكي نامطلوب، مقاومت تراكمي بسيار پايين، تخلخل و نفوذپذيري بالايي مي‌باشند، اما در اين تحقيق با كمك نانو ذرات HSL، ميكرو اسفر،سيمان كلاس G و با استفاده از روش توزيع دانه بندي ذرات، علاوه بر سبك سازي دوغاب‌هاي سيمان تا وزن 62 پوند بر فوت مكعب، دوغاب‌هاي سبك وزن مختلف با خصوصيات مورد انتظار در شرايط واقعي چاه طراحي شده‌اند. در اين روش محدوده هايي از اندازه‌هاي ذرات جامد به دقت انتخاب شده‌اند به‌طوري‌كه با افزايش ذرات جامد غير يكنواخت علاوه بر رفع معايب سيمان‌هاي سبك كه به آن اشاره شده زمان انتظار براي رسيدن به حداقل مقاومت تراكمي psi 500 جهت شروع مجدد عمليات حفاري (WOC) دوغاب سيمان را به مدت زمان حداكثر 8 ساعت كاهش مي‌دهد و داراي مقاومت تراكمي 24 ساعته psi 2000 در دماي190 درجه فارنهايت، تخلخل 36% و نفوذپذيري 01/0 ميلي دارسي براي وزن 34PPG/8 مي‌باشد.و همچنين خواص ويژه افزودني‌هاي مهار مهاجرت گاز ،كه شامل انقباض حجمي كم وتوسعه مقاومت فشاري سريع است توسط دوغاب‌هاي جديد به‌طور غير مستقيم فراهم شده است.

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