Nghiên cứu phát triển tổ hợp phụ gia nâng cao tính đàn hồi, độ bền kéo, chống lan truyền vết nứt cho vành đá xi măng trám giếng khoan dầu khí
Tóm tắt
Nghiên cứu tập trung phát triển tổ hợp phụ gia nhằm cải thiện tính đàn hồi, độ bền kéo, chống lan truyền vết nứt cho vành đá xi măng trong trám giếng khoan dầu khí. Vật liệu chính được sử dụng là hạt cao su nitrile và sợi thủy tinh bền kiềm, được lựa chọn dựa trên đặc tính phân bố cỡ hạt, kích thước sợi phù hợp để ít ảnh hưởng đến tính lưu biến của vữa xi măng.
Kết quả nghiên cứu đã xác định được tổ hợp phụ gia tối ưu gồm sợi thủy tinh bền kiềm 0,75% và hạt cao su nitrile 6 - 6,5% có khả năng nâng cao tính đàn hồi, độ bền kéo, chống lan truyền vết nứt cho vành xuyến đá xi măng trám giếng khoan dầu khí. Tổ hợp phụ gia sau khi biến tính bề mặt bằng chất phân tán cho thấy khả năng tăng tỷ lệ giữa độ bền kéo và module đàn hồi, giúp đá xi măng chịu được ứng suất lâu dài trong môi trường giếng khoan dầu khí. Đặc biệt, độ bền va đập của vành đá xi măng chứa tổ hợp phụ gia vượt trội hơn so với mẫu không sử dụng phụ gia.
Các tài liệu tham khảo
M.J. Thiercelin, B. Dargaud, J.F. Baret, and W.J.Rodriquez, “Cement design based on cement mechanical response”, SPE Annual Technical Conference and Exhibition, San Antonio, Texas, 5 - 8 October 1997. DOI: 10.2118/38598-MS.
Susan Petty, John Gastineau, Daniel L. Bour, and Kris Ravi, “Life cycle modeling of wellbore cement systems used for enhanced geothermal system development”,Proceedings of the 28th Workshop on Geothermal Reservoir Engineering Stanford University, Stanford, California, 27 - 29 January, 2003.
Erik B. Nelson and Dominique Guillot, Well cementing. Schlumberger, 2006.
J. Liu and C. Vipulanandan, “Failure modes of oil well cement during service life”, 2012.
Narjes Jafariesfad, Mette Rica Geiker, Yi Gong, Pål Skalle1, Zhiliang Zhang, and Jianying He, “Cement sheath modification using nanomaterials for long-term zonal isolation of oil wells: Review”, Journal of Petroleum Science and Engineering, Volume 156, pp. 662 - 672, 2017. DOI: 10.1016/j.petrol.2017.06.047.
Catalin Teodoriu, Christian Kosinowski, Mahmood Amani, Jerome Schubert, and Arash Shadravan, “Wellbore integrity and cement failure at HPHT conditions”, International Journal of Engineering and Applied Sciences, Volume 2, Issue 2, pp.1 - 13, 2013.
H. Williams, D. Khatri, R. Keese, S. Le Roy-Delage, J. Roye, D. Leach, P. Rottler, O. Porcherie, and J. Rodriguez, “Flexible, expanding cement system (FECS) successfully provides zonal isolation across marcellus shale gas trends”, Canadian Unconventional Resources Conference, Calgary, Alberta, Canada, 15 - 17 November 2011. DOI: 10.2118/149440-MS.
Sylvaine Le Roy-Delage and Marc Thiercelin, “Cementing compositions and applications of such compositions for cementing oil wells or the like”, United States Patent, US 6742592 B1, 2004.
Sylvaine Le Roy-Delage and Simon James, “Flexible cementing compositions and methods for high-temperature wells”, United States Patent, US 7402204 B2, 2008.
Marita L. Berndt, and Aristodimos J.Philippacopoulos, “Incorporation of fibres in geothermal well cements”, Geothermics, Volume 31, Issue 6, pp. 643 - 656, 2002. DOI: 10.1016/S0375-6505(02)00028-7.
Zoi S. Metaxa, Maria S. Konsta-Gdoutos, and Surendra P. Shah, “Mechanical properties and nanostructure of cement-based materials reinforced with carbon nanofibers and Polyvinyl Alcohol (PVA) microfibers”, Advances in the Material Science of Concrete - Session at the ACI Spring 2010 Convention, pp. 115 - 126, 2010.
1. Tác giả giao bản quyền bài viết (tác phẩm) cho Tạp chí Dầu khí, bao gồm quyền xuất bản, tái bản, bán và phân phối toàn bộ hoặc một phần tác phẩm trong các ấn bản điện tử và in của Tạp chí Dầu khí.
2. Bằng cách chuyển nhượng bản quyền này cho Tạp chí Dầu khí, việc sao chép, đăng hoặc sử dụng một phần hay toàn bộ tác phẩm nào của Tạp chí Dầu khí trên bất kỳ phương tiện nào phải trích dẫn đầy đủ, phù hợp về hình thức và nội dung như sau: tiêu đề của bài viết, tên tác giả, tên tạp chí, tập, số, năm, chủ sở hữu bản quyền theo quy định, số DOI. Liên kết đến bài viết cuối cùng được công bố trên trang web của Tạp chí Dầu khí được khuyến khích.
