Διαδικασία τσιμέντωσης γεωτρήσεων υδρογονανθράκων = Oil and gas well cementic operation.

Περίληψη

Η τσιμέντωση αποτελεί μία από τις πιο βασικές διαδικασίες κατά την εκμετάλλευση υδρογονανθράκων και συγκεκριμένα κατά το στάδιο της διάνοιξης της γεώτρησης. Παρ’ όλα αυτά υπάρχουν διάφορα στάδια τα οποία εμπεριέχουν άλλες πιο σύνθετες και άλλες πιο απλές διαδικασίες. Τα στάδια της έρευνας και εκμετάλλευσης υδρογονανθράκων περιλαμβάνουν την αναζήτηση, την έρευνα, τη διάτρηση, την παραγωγή και ασφαλώς την εγκατάλειψη. Με τον όρο τσιμέντωση χαρακτηρίζεται η διαδικασία πλήρωσης ενός συγκεκριμένου τμήματος της γεώτρησης με μίγμα νερού και τσιμέντου με άλλα πρόσθετα. Η διαδικασία αυτή είναι άμεσα συνυφασμένη με τη διαδικασία της σωλήνωσης. Διακρίνεται στην πρωτογενή τσιμέντωση και την τσιμέντωση αποκατάστασης. Η πιο διαδεδομένη μέθοδος τσιμέντωσης είναι η μέθοδος των δύο πωμάτων (two-plug method). Με τον όρο τσιμεντοπολφό αναφερόμαστε σε ένα μείγμα τσιμέντου, νερού και άλλων πρόσθετων υλικών. Ο τσιμεντοπολφός θα πρέπει να πληροί συγκεκριμένες προϋποθέσεις έτσι ώστε να μπορέσει να μονώσει τους σχηματισμούς κατά τη διατρητική διαδικασία και να αποφευχθούν διάφορες αστοχίες. Το Αμερικανικό Ινστιτούτο Πετρελαίου (American Petroleum Institute ή API) εδραίωσε την χρήση μιας κλίμακας κατάταξης των διαφόρων τύπων τσιμέντου, όπου ανάλογα με τις συνθήκες που επικρατούν σε κάθε γεώτρηση και στα διάφορα βάθη αυτής, να επιλέγεται και ο κατάλληλος τύπος. Ο πιο διαδεδομένος τύπος τσιμέντου που χρησιμοποιείται, είναι αυτός του τύπου Portland. Αν και πλέον κάθε τσιμεντοβιομηχανία ακολουθεί τη δική της μέθοδο, ο σχεδιασμός του τσιμεντοπολφού είναι πολύ σημαντικός για τη διεκπεραίωση του έργου. Τα τελευταία χρόνια η παγκόσμια βιομηχανία πετρελαίου και φυσικού αερίου δέχεται πίεση και καλείται να αυξήσει την παραγωγή για να καλύψει την παγκόσμια ζήτηση ενέργειας. Ένας από τους βασικούς τομείς που αναπτύχθηκε για να καλύψει αυτήν την ανάγκη, είναι τα αποθέματα που βρίσκονται κάτω από σχηματισμούς άλατος. Συνεπώς η διάνοιξη μιας γεώτρησης, η σωλήνωση, και κατ’ επέκταση η τσιμέντωση της, μπορούν να αποτελέσουν ιδιαίτερες προκλήσεις. Τέλος, έχει παρατηρηθεί, ότι τα περισσότερα προβλήματα που παρατηρούνται σε ένα πηγάδι, με την πάροδο του χρόνου, σχετίζονται με λάθη που έχουν γίνει κατά το στάδιο της τσιμέντωσης.  

Cementing is one of the most principal processes during the exploitation of hydrocarbons and specifically during the drilling stage. Nevertheless, there are several stages, which include sometime more complex and sometime simpler procedures. The stages of hydrocarbon exploration and exploitation include research, exploration, drilling, production and of course abandonment. The term cementing describes the process of filling a specific part of the borehole with a mixture of water, cement and other additives. This process is directly intertwined with the piping process. It is distinguished into primary cementation and restoration cementation. The most common cementing method is the two-plug method. By the term cement slurry we refer to a mixture of cement, water and other additional materials. The cement slurry should meet certain conditions so that it can insulate the formations during the drilling process and avoid various failures. The American Petroleum Institute (API) established the use of a ranking scale of various types of cement, where the appropriate type should be selected, depending on the conditions in each well and its various depths. The most common type of cement used is Portland cement. Although now each cement industry follows its own method, the design of the cement slurry is very important for the completion of the project. In recent years, the global oil and gas industry has been under pressure to increase production in order to meet global energy demand. A major key factor that has been developed to fulfill this necessity is the reserves, which exist beneath salt formations. Therefore, the drilling of a well, the tubing, and cementing, can be special challenge. Finally, it has been observed that the most problems in a well, over time, are related to mistakes during the cementing process.