طراحي و ساخت يك نمونه دوغاب سيمان بهينه به منظور جلوگيري از پديده مهاجرت گاز از طريق دوغاب سيمان چاه‌هاي گازي خانگيران

Designing Optimum Cement Slurry to Prevent the Gas Migration through the Cement Slurries in Khangirian Gas Wells

در اين تحقيق علل مهاجرت گاز از طريق ستون سيمان در يكي از چاه‌هاي گازي در منطقه خانگيران مورد بررسي قرار گرفته است. طبق مطالعات و بررسي‌هاي به عمل آمده در اكثر چاه‌هاي منطقه بعد از گذشت زمان، پديده مهاجرت گاز به وضوح ديده مي‌شود . بررسي كيفي فرمولاسيون دوغاب‌هاي سيمان استفاده شده در اين چاه‌ها يكي از عوامل اصلي اين پديده را نامناسب بودن دوغاب‌هاي طراحي شده معرفي مي‌كند . هدف اين تحقيق شناسايي عوامل موثر بر پديده مهاجرت گاز از نقطه نظر طراحي دوغاب سيمان در فضاي داليزي لوله آستري ? اينچ يك چاه كانديد و ارايه راهكار مناسب از نقطه نظر طراحي دوغاب سيمان در پيشگيري از اين مشكل و يا به حداقل رساندن اين پديده بوده است. فعاليت‌هاي انجام پذيرفته در طول اجراي اين تحقيق شامل بازسازي دوغاب سيمان استفاده شده در سيمان‌كاري اين مقطع از چاه در آزمايشگاه و اندازه‌گيري خواص دوغاب و سنگ سيمان با رويكرد شناسايي دلايل بروز مهاجرت گاز در اين چاه به عنوان نمونه شاهد و ساخت يك نمونه دوغاب سيمان پيشنهادي با استفاده از افزايه‌هاي مناسب و مشاهده بهبود خواص دوغاب جديد براي پيشگيري از پديده مهاجرت گاز هستند. دوغاب پيشنهادي داراي خواص بهبود يافته‌اي عبارت از زمان مقاومت ژلگي كوتاه‌تر، افت صافآب ديناميكي كمتر، تخلخل و نفوذپذيري سنگ سيمان پايين‌تر، آب آزاد كمتر و مقاومت تراكمي بيشتر است. اين مطالعات از ديدگاه علمي بحث طراحي و فرمولاسيون دوغاب سيمان را بررسي مي‌كند و كليه عوامل تاثيرگذار برروي كيفيت دوغاب و سنگ سيمان را با رويكرد درمان مشكل مهاجرت گاز مورد بررسي قرار مي‌دهد. نتيجه اين شناسايي‌ها همراه با استفاده از مواد افزودني مناسب مورد استفاده در طراحي‌ها منجر به ارايه بهترين فرمولاسيون به عنوان دوغاب پيشنهادي جهت استفاده در چاه‌هاي منطقه شده است. لازم به ذكر است كه راه مقابله با مهاجرت گاز، "پيشگيري" از وجود چنين معضلي است؛ زيرا وقتي كه اين پديده به وقوع پيوست عملاً هيچ راه حلي براي مقابله با مشكل متصور نيست.

In this study, the causes of the gas migration through the cement slurry of a seven-inch annulus of a well in Khangiran gas field as a case study are studied. Moreover, this study intends to propose practical solutions to prevent or at least decrease the problem. The quality and life time of the used cement sheath in the well is studied and the main causes of the gas migration are determined. The cement recipe is evaluated by new scientific methods and all the design parameters are evaluated, so that a new cement recipe using new cement additives and new design techniques replaces the traditional recipe and prevent gas migration. The proposed slurry has improved properties, including shorter transition time, less dynamic fluid loss, less porosity and permeability of cement stone, less free water, and higher compressive strength. It should be noted that the best way to solve the gas migration problem is the prevention and once the migration starts, it is almost impossible to stop it.