Wie funktioniert gut Zementieren?

Ein Teil des Prozesses zur Vorbereitung eines Bohrlochs für das weitere Bohren, Produzieren oder Aufgeben, Zementieren eines Bohrlochs, ist das Verfahren zum Entwickeln und Pumpen von Zement in einem Bohrloch.

Das Zementieren wird aus verschiedenen Gründen verwendet und schützt und versiegelt das Bohrloch. Am häufigsten wird das Zementieren verwendet, um das Eindringen von Wasser in den Brunnen dauerhaft zu verhindern. Als Teil des Fertigstellungsprozesses eines potenziellen Produktionsbohrlochs kann das Zementieren verwendet werden, um den Ringraum abzudichten, nachdem ein Mantelstrang in einem Bohrloch verlegt wurde. Zusätzlich wird Zement verwendet, um eine verlorene Zirkulationszone oder einen Bereich abzudichten, in dem die Strömung innerhalb des Bohrlochs verringert oder nicht vorhanden ist. Beim Richtungsbohren wird durch Zementieren ein vorhandenes Bohrloch verstopft, um von diesem Punkt aus ein Richtungsbohrloch zu betreiben. Zementieren wird auch verwendet, um einen Brunnen zu verschließen, um ihn aufzugeben.

Das Zementieren wird durchgeführt, wenn die Zementaufschlämmung über Pumpen in das Bohrloch eingebracht wird, wobei die noch im Bohrloch befindlichen Bohrflüssigkeiten verdrängt und durch Zement ersetzt werden. Die Zementaufschlämmung fließt durch das Gehäuse zum Boden des Bohrlochs, das schließlich das Rohr sein wird, durch das die Kohlenwasserstoffe zur Oberfläche fließen. Von dort füllt es den Raum zwischen dem Gehäuse und dem eigentlichen Bohrloch aus und härtet aus. Dies schafft eine Abdichtung, so dass äußere Materialien nicht in den Bohrlochfluss gelangen können, und positioniert das Gehäuse dauerhaft an Ort und Stelle.

Zement vorbereiten

Bei der Vorbereitung eines Bohrlochs zum Zementieren ist es wichtig, die für den Auftrag erforderliche Zementmenge festzulegen. Dies erfolgt durch Messen des Durchmessers des Bohrlochs entlang seiner Tiefe unter Verwendung eines Bremssattelprotokolls. Multifinger-Messschieber verwenden sowohl mechanische als auch Schallmittel, um den Durchmesser des Bohrlochs an zahlreichen Stellen gleichzeitig zu messen, um Unregelmäßigkeiten im Bohrlochdurchmesser auszugleichen und das Volumen des offenen Lochs zu bestimmen.

Zusätzlich sind die erforderlichen physikalischen Eigenschaften des Zements wesentlich, bevor mit dem Zementieren begonnen wird. Der richtige abgebundene Zement wird ebenfalls bestimmt, einschließlich der Dichte und Viskosität des Materials, bevor der Zement tatsächlich in das Loch gepumpt wird.

Spezielle Mischer, einschließlich hydraulischer Strahlmischer, Umwälzmischer oder Chargenmischer, werden verwendet, um trockenen Zement mit Wasser zu kombinieren, um den feuchten Zement zu erzeugen, der auch als Aufschlämmung bekannt ist. Der im Bohrlochzementierungsprozess verwendete Zement ist Portlandzement und wird mit Additiven kalibriert, um eine von acht verschiedenen API-Zementklassen zu bilden. Jeder wird für verschiedene Situationen eingesetzt.

Additive können Beschleuniger sein, die die für den Zement erforderliche Abbindezeit verkürzen, sowie Verzögerer, die das Gegenteil bewirken und die Abbindezeit des Zements verlängern. Um die Dichte des Zements zu verringern oder zu erhöhen, werden leichte und schwere Additive zugesetzt. Additive können hinzugefügt werden, um die Druckfestigkeit des Zements sowie die Fließeigenschaften und Dehydratisierungsraten zu verändern. Extender können verwendet werden, um den Zement zu expandieren, um die Kosten für das Zementieren zu senken, und Antischaumadditive können hinzugefügt werden, um ein Schäumen innerhalb des Bohrlochs zu verhindern. Um verlorene Zirkulationszonen zu verstopfen, werden auch Brückenmaterialien hinzugefügt.

Den Brunnen zementieren

Nachdem das Gehäuse oder Stahlrohr in das Bohrloch eingeführt wurde, wird ein L-förmiger Zementierkopf an der Oberseite des Bohrlochkopfs befestigt, um die Aufschlämmung von den Pumpen aufzunehmen. Zwei Wischerstopfen oder Zementstopfen, die das Innere des Gehäuses fegen und ein Vermischen verhindern: der untere und der obere Stopfen.

Um zu verhindern, dass sich die Bohrflüssigkeiten mit der Zementaufschlämmung vermischen, wird der Bodenstopfen in das Bohrloch eingeführt und die Zementaufschlämmung in das dahinter liegende Bohrloch gepumpt. Der untere Stopfen wird dann direkt über dem Boden des Bohrlochs vom Schwimmerkragen erfasst, der als Einwegventil fungiert und es der Zementaufschlämmung ermöglicht, in das Bohrloch einzudringen.

Dann wird der Druck auf den Zement, der in das Bohrloch gepumpt wird, erhöht, bis eine Membran innerhalb des Bodenstopfens gebrochen ist, so dass die Aufschlämmung durch sie hindurch und die Außenseite des Mantelstrangs hinauffließen kann.

Nachdem das richtige Zementvolumen in das Bohrloch gepumpt wurde, wird ein oberer Stopfen in das Gehäuse gepumpt, wobei die verbleibende Aufschlämmung durch den unteren Stopfen gedrückt wird. Sobald der obere Stopfen den unteren Stopfen erreicht, werden die Pumpen ausgeschaltet und der Zement kann abbinden.

Die Zeit, die Zement zum Aushärten benötigt, wird als Verdickungszeit oder Pumpbarkeitszeit bezeichnet. Zum Abbinden von Bohrlöchern in tiefen Tiefen, unter hoher Temperatur oder hohem Druck sowie in korrosiven Umgebungen können spezielle Zemente verwendet werden.

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Lin Yang (Frau)

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