سیمان و بتن مورد استفاده در صنعت حفاری
- نوشته شده توسط Super User
- دسته: عمران
سیمان و بتن مورد استفاده در صنعت حفاری
مقدمه
از میان خدماتی که در طول حفاری یک چاه نفت یا گاز صورت می گیرد. لوله گذاری (casing) و سیمانکاری (cementing) را یقیناً می توان مهمترین خدمات دانست. عمر چاه، میزان تولید و مدت بهره دهی آن به مقدار وسیعی بستگی به درجه موفقیت این خدمات دارد. درعملیات لوله گذاری، چاه لخت به وسیله یک رشته لوله فولادی مخصوص پوشیده می شود و متعاقب آن در عملیات سیمانکاری، فضای حلقوی بین لوله و دیواره چاه، از یک دوغاب سیمان با ترکیبات معین، پر می شود.
دوغاب سیمانی که به این ترتیب دالان پشت لوله‌ها را پر می کند با گذشت زمان (معمولاً پس از چند ساعت یا چند روز) می بندد و سخت می شود و سنگ سیمان حاصل چون غلافی محکم، لوله های پوششی (casing) را در بر می گیرد و آنها را با سازند پیوند می دهد. این غلاف سیمانی وظایف متعددی را انجام می دهد که شاید بتوان همه آنها را در دو کلمه «محافظت» و «ممانعت» خلاصه کرد: سیمان به دیواره چاه ثبات می دهد و لوله های پوششی را در مقابل فشارهای خارجی ناشی از طبقات زمین که ممکن است حتی باعث درهم شکسته شدن و خورد گشتن لوله گردند و نیز در مقابل الکترولیز و خوردگی که ناشی از آبهای خورنده زیرزمینی و هیدروکربنهای ترش یا تماس مستقیم لوله ها با چینه ها می باشد “محافظت” می کند و از مهاجرت سیال های یک سازند به سازند دیگر و آلوده شدن ناخواسته هیدروکربنهای ارزشمند (نفت و گاز) “ممانعت” به عمل می آورد.
تاریخچه
دستگاه حفاری دریایی مدرس شرکت ملی حفاری ایران، در خلیج فارس
شرکت ملی حفاری ایران، در اول دی ماه ۱۳۵۸ تاسیس شد و فعالیت خود را با ۶ دستگاه حفاری آغاز کرد. این شرکت، به لحاظ دامنه عملیاتی، از بزرگترین شرکت‌های فرعی شرکت ملی نفت ایران به شمار می‌رود، که از شمالی‌ترین مناطق؛ (سرخس، خانگیران) تا مرکزی، غرب، جنوب‌غربی و تا جنوبی‌ترین مناطق (خلیج فارس، پارس جنوبی) و بطور کلی، در بیش از ۱۰ استان کشور، که امکان استحصال نفت و گاز وجود داشته باشد، فعالیت می‌کند.
شرکت ملی حفاری هم‌اکنون، با افزایش دستگاه‌های حفاری و توسعه خدمات فنی‌ومهندسی و با بهره‌گیری از بیش از ۱۶ هزار نفر نیروی‌انسانی ، عملیات‌حفاری و خدمات فنی و مهندسی چاه‌های نفت و گاز را، در ایران انجام می‌دهد.
سیمان حفاری
معرفی سیمان حفاری و مواد افزودنی
سیمان چاه نفت یا حفاری طبق استاندارد API آمریکا در کلاس های هشتگانه A تا H با مشخصات و خواص مختلف تولید می گردند.
در این گزارش به طور خلاصه خواص ویژه سیمان کلاس G (ضمن اشاره به مواد افزودنی مصرفی در دوغاب سیمان چاه نفت) معرفی شده است .انواع سیمان پرتلند یا سیمان های آمیخته ( سیمان های ساختمانی )عمدتا به صورت ملات و بتن مصرف می شوند اغلب با فاز سخت شده بتن و استحکام آن مواجه هستیم و رفتار بتن عمدتا به رشد واکنش های هیدراسیون در بتن پس از چند روز مرتبط می گردد و به رفتار آن در فاز خمیری از جمله خواص رئولوژی و ویسکوزیته ملات کمتر توجه داریم .
سیمان چاه نفت به منظور آب بندی و حفاظت لوله نفت (حین عملیات حفاری و پس از اتمام آن) بین دیواره چاه ولوله فولادی داخلی که حمل نفت به سطح زمین را برعهده دارد به صورت دوغاب تزریق می گردد و با توجه به اینکه متناسب با عمق چاه فشار و دما تغییر می کند انواع سیمان های چاه نفت با خواص متفاوتی در کلاس های مختلف عرضه می شوند.
عملیات حفاری
عملیات حفاری، یکی از مدیریت‌های مهم و پایه‌ای شرکت ملی حفاری ایران است که فعالیت خود را با ۶ دستگاه حفاری آغاز کرد و درحال‌حاضر دارای بیش از ۶۰ دستگاه حفاری است که هر گونه عملیات حفاری در خشکی و دریا تا عمق ۶ هزار متر، در سازندهای سخت و پر فشار را انجام می‌دهند.
سیمان حفاری
ناوگان عملیات حفاری این شرکت، با بکارگیری ۵۴ دستگاه حفاری خشکی و ۸ دستگاه حفاری دریایی، به سه شاخه تقسیم می‌شود:
مدیریت عملیات حفاری خشکی
مدیریت عملیات حفاری دریایی
بخش پشتیبانی تعمیرات
انواع و ویژگی این سیمان ها :
· الف - سیمان کلاس A – برای مصرف تا عمق ۶۰۰۰ فوت ( ۱۸۲۹ متر )
·ب- سیمان کلاس B – برای مصرف تا عمق ۶۰۰۰ فوت ( ۱۸۲۹ متر ) مقاوم در برابر سولفات
· ج- سیمان کلاس D – برای مصرف تا عمق ۱۰۰۰۰-۶۰۰۰ فوت ( ۳۶۵۸ متر ) مقاوم در برابر سولفات
·د- سیمان کلاس E – برای مصرف تا عمق ۱۴۰۰۰ فوت ( ۴۲۶۷ متر ) مقاوم در برابر سولفات
·ه- سیمان کلاس G – برای مصرف تا عمق ۸۰۰۰ فوت ( ۲۴۳۸ متر) سیمان پایه نوع مقاوم در برابر سولفات
سیمان حفاری
عمده مصرف این سیمان ها در صنعت نفت ایران و کشورهای نفت خیز منطقه می باشد.
دو چالش بزرگ در حفاری چاه درمیادین نفت و گاز:
1-ناپایداری دیواره‌های چاه‌های نفتی یکی از مشکلات عمده ما در میادین نفتی است چراکه غالبا دیواره‌های چاه‌ها قابل کنترل نیستند و به دلیل نداشتن پایداری کافی تخریب می‌شود که این امر موجب گیر افتادن لوله‌های حفاری در چاه‌ها خواهد شد چون حایلی برای نگهداری لوله‌ها وجود ندارد.
2-ناپایداری دیواره چاه‌ها که باید دیواره سیمان کاری شود که این امر ایجاد حفره چاه موازی را در پی دارد که این اقدام موجب افزایش هزینه‌ها می‌شود.
