Bài giảng dung dịch khoan xi măng chương 7 GV đỗ hữu minh triết

NỘI DUNG CHƯƠNG CHỌN VỮA XIMĂNG TRONG CÔNG NGHIỆP DẦU KHÍ 7-2 I LỊCH SỬ TRÁM XIMĂNG GIẾNG DẦU II PHÂN LOẠI XIMĂNG III CÁC CHẤT PHỤ GIA CỦA XIMĂNG IV XIMĂNG ĐẶC BIỆT Dung dịch khoan & ximăng – Đỗ Hữu Minh Triết GEOPET Năm 1910, A Perkins giới thiệu đầu trám ximăng hai nút California Các nút trám đúc gang đẩy xuống đáy giếng nhờ áp suất nước Ximăng Portland (xuất phát từ tên mẫu đá lấy từ đảo Portland nước Anh ximăng đông cứng giống với loại đá này) Joseph Aspdin phát minh năm 1824 vật liệu nhân tạo sản xuất cách nung đá vôi với đất sét Đến năm 1917 ximăng Portland thành phần để trám giếng dầu Năm 1920, P Halliburton giới thiệu kỹ thuật trám ximăng giếng dầu Năm 1903, lần ximăng sử dụng giếng dầu để cách ly tầng nước Dung dịch khoan & ximăng – Đỗ Hữu Minh Triết LỊCH SỬ TRÁM XIMĂNG GIẾNG DẦU I LỊCH SỬ TRÁM XIMĂNG GIẾNG DẦU GEOPET Sét vật liệu ximăng sử dụng xây dựng công trình Quá trình hydrat hóa bay nước gắn kết vật liệu khác lại với 7-3 I GEOPET Để khắc phục vấn đề gặp phải sử dụng ximăng Portland giếng sâu (thời gian đông cứng ngắn lực nén phát triển chậm ), người ta thay đổi cấu trúc đặc tính kỹ thuật ximăng Từ năm 1940, đặc biệt từ năm 1983 đến có nhiều loại ximăng phụ gia sản xuất sử dụng 7-4 Dung dịch khoan & ximăng – Đỗ Hữu Minh Triết I LỊCH SỬ TRÁM XIMĂNG GIẾNG DẦU I LỊCH SỬ TRÁM XIMĂNG GIẾNG DẦU GEOPET GEOPET Trang thiết bị phòng thí nghiệm ximăng thiết bị công nghệ bơm trám ximăng ngày hoàn thiện cho phép kiểm soát tốt chất lượng vữa qui trình trám ximăng trường Ngày nay, việc trám ximăng giếng dầu không công việc đội khoan mà thường công ty dịch vụ kỹ thuật chuyên ngành đảm trách Hình 7.1 Trám ximăng giếng khoan thập niên 1920 7-5 Dung dịch khoan & ximăng – Đỗ Hữu Minh Triết II PHÂN LOẠI XIMĂNG 7-6 II PHÂN LOẠI XIMĂNG GEOPET Ximăng công nghiệp dầu khí phân loại chủ yếu dựa tiêu chuẩn Viện dầu khí Hoa Kỳ (API) Dựa tính chất đặc điểm kỹ thuật, ximăng chia thành loại A, B, C, D, E, F, G H a Thành phần hoá học Ximăng thường có thành phần sau đây: GEOPET Dicalcium Silicate (C2S - 2CaO.SiO2): đóng vai trò quan trọng việc tạo độ bền cuối ximăng không ảnh hưởng lớn đến thời gian đông cứng ban đầu ximăng chậm kết hợp với nước Tetracalcium Aluminoferrite (C4AF - 4CaO.Al2O3.Fe2O3): ảnh hưởng đến độ bền ximăng Bảng 7.1 Thành phần hóa học loại ximăng theo tiêu chuẩn API Tricalcium Aluminate (C3A - 3CaO.Al2O3): ảnh hưởng lớn đến thời gian đông cứng, đóng vai trò quan trọng việc phát triển độ bền ximăng Thời gian đông cứng ximăng điều chỉnh cách thêm thạch cao Tricalcium silicate (C3S - 3CaO.SiO2): thành phần ximăng Portland, chiếm 40 - 45% ximăng chậm đông 60 - 65% ximăng đông nhanh C3S định đến giai đoạn phát triển độ bền ximăng 7-7 Dung dịch khoan & ximăng – Đỗ Hữu Minh Triết Dung dịch khoan & ximăng – Đỗ Hữu Minh Triết 7-8 Thành phần ximăng (%) Loại ximăng C3S C2S C3A A 53 24 ≥8 B 47 32 ≤5 12 1500 – 1900 C 58 12 8 2.000 – 2.800 D, E & F 26 54 12 1.200 – 2.800 G&H 50 30 12 C4AF Độ mịn (cm2/g) 1.500 – 1.900 1.400 – 1.700 Dung dịch khoan & ximăng – Đỗ Hữu Minh Triết II PHÂN LOẠI XIMĂNG II PHÂN LOẠI XIMĂNG GEOPET Ngoài ra, ximăng có thành phần khác thạch cao, kali sulfate, magiê, vôi … Những thành phần tác động đến trình thuỷ hoá ximăng, thay đổi tỷ trọng vữa có tính kháng hoá chất có hại GEOPET b Phân loại ximăng theo tiêu chuẩn API Theo quy phạm API, có nhiều chủng loại ximăng sử dụng tuỳ thuộc chiều sâu, nhiệt độ đáy giếng tính chất chất lưu vỉa Việc chọn loại ximăng tùy thuộc vào: Ngoài ra, cần tính chất đặc biệt ximăng, thực theo khuyến cáo bảng − Nhiệt độ tĩnh động (lúc tuần hoàn vữa ximăng) đáy giếng: ảnh hưởng đến thời gian đông cứng vữa ximăng Bảng 7.2 Các tính chất đặc biệt ximăng − Tỷ trọng vữa: quy định với giới hạn áp suất vỡ vỉa thành hệ khoan qua Tính chất Cách thực Phát triển độ bền nhanh Chậm đông Khống chế C3S, C3A, nghiền thô Nhiệt thủy hoá thấp Giới hạn C3S, C3A Tính kháng sulfate Giới hạn C2S 7-9 − Độ nhớt dẻo vữa tính thấm lọc chúng Tăng hàm lượng C3S, nghiền mịn − Thời gian đông cứng phát triển độ bền nén theo thời gian − Độ bền ximăng môi trường ăn mòn nhiệt độ đáy giếng Theo API 10, ximăng sử dụng dầu khí phân loại bảng 7.3 Dung dịch khoan & ximăng – Đỗ Hữu Minh Triết II PHÂN LOẠI XIMĂNG III CÁC CHẤT PHỤ GIA CỦA XIMĂNG Điều kiện sử dụng 0-6 loại thường, giếng không đòi hỏi tiêu chuẩn đặc biệt B 0-6 đòi hỏi ximăng có độ bền từ trung bình đến cao với sulfate 0-6 độ bền nén ban đầu cao, độ bền với sulfate từ kém, trung bình đến cao Chất chậm đông Hiện nay, có 100 chất phụ gia cho ximăng chia thành loại sau: Chất nhanh đông D - 12 nhiệt độ áp suất tương đối cao, độ bền với sulfate từ trung bình đến cao Chất làm nhẹ E - 14 nhiệt độ áp suất cao, độ bền với sulfate từ trung bình đến cao Chất làm nặng Chất phân tán Chất giảm độ thoát nước Chất chống vữa Các phụ gia đặc biệt F G H 10 - 16 nhiệt độ áp suất cao, độ bền với sulfate từ trung bình đến cao 0-8 bản, sử dụng với phụ gia đông nhanh đông chậm giếng có chiều sâu nhiệt độ khác nhau, có độ bền với sulfate từ trung bình đến cao (H bền sulfat trung bình) Dung dịch khoan & ximăng – Đỗ Hữu Minh Triết GEOPET Nếu vữa ximăng bao gồm ximăng nước đáp ứng đầy đủ yêu cầu phức tạp thực tế Người ta phải bổ sung chất phụ gia để điều chỉnh tính chất ximăng A C 7-11 Dung dịch khoan & ximăng – Đỗ Hữu Minh Triết GEOPET Bảng 7.3 Phân loại điều kiện sử dụng ximăng theo API Độ sâu, Loại 1000 ft 7-10 7-12 Dung dịch khoan & ximăng – Đỗ Hữu Minh Triết III CÁC CHẤT PHỤ GIA CỦA XIMĂNG III CÁC CHẤT PHỤ GIA CỦA XIMĂNG GEOPET 3.1 Chất nhanh đông 3.2 Chất chậm đông Các chất làm giảm thời gian đông cứng vữa ximăng, tăng tốc độ phát triển độ bền nén Các chất thường dùng để bù trừ chậm đông số phụ gia khác, ví dụ chất phân tán chất chống vữa Các chất làm tăng thời gian đông cứng vữa ximăng Nguyên lý gây chậm đông phụ gia chưa thống Hiện nay, có lý thuyết chậm đông: Các muối clorua chất nhanh đông phổ biến CaCl2 chất hiệu rẻ tiền Nồng độ CaCl2 sử dụng thường khoảng 2-4% khối lượng ximăng − Lý thuyết hấp phụ: chậm đông gây hút bám phụ gia bề mặt sản phẩm thủy hóa, từ ngăn cản tiếp xúc với nước − Lý thuyết kết tủa: chất chậm đông tác dụng với ion canxi ion hydroxit pha lỏng, tạo lớp chất kết tủa không thấm xung quanh hạt ximăng NaCl2, tùy thuộc nồng độ nhiệt độ, chất nhanh đông, chất hiệu cao Do đó, NaCl2 nên dùng CaCl2 − Lý thuyết hạt nhân: chất chậm đông bám quanh nhân sản phẩm thủy hóa, can thiệp làm chậm phản ứng − Lý thuyết phức hợp: ion canxi bị cô lập phụ gia, ngăn cản hình thành phân tử Ngoài ra, số chất nhanh đông khác như: sôđa, thủy tinh lỏng, xút,… 7-13 Dung dịch khoan & ximăng – Đỗ Hữu Minh Triết III CÁC CHẤT PHỤ GIA CỦA XIMĂNG 7-14 GEOPET 3.3 Chất làm nhẹ – Các muối natri canxi acid lignosulfonic: hiệu với tất loại ximăng Portland, nồng độ thường sử dụng 0,1 – 1,5% khối lượng ximăng Khoảng nhiệt độ hoạt động hiệu tới 122oC đạt tới 315oC trộn chung với borat natri Na2B4O7 Các chất làm giảm tỉ trọng vữa ximăng tỉ trọng đá ximăng sau đông cứng – Thạch cao CaSO4: dùng cho ximăng chứa nhiều C3A Có thể thay thạch cao H2SO4 để kết hợp với lượng Ca(OH)2 dư, tạo thạch cao Vữa ximăng, tùy theo tỉ trọng, chia thành nhóm sau: – CMC: dùng với nồng độ muối vữa Tỉ lệ dùng thường khoảng 0,5 – 1,5% khối lượng ximăng, hoạt động nhiệt độ tới 100oC Bảng 7.4 Phân loại ximăng theo tỉ trọng Loại vữa – Bã rượu sunfit: chất chậm đông hiệu tạo bọt, cần kết hợp với chất chống tạo bọt Nồng độ sử dụng – 1,5%, dùng chung với tinh bột than nâu Nhiệt độ hiệu quả: 150oC Nhẹ – Các muối bicromat kali bicromat natri: chất độc hại, sử dụng kết hợp để trám giếng nhiệt độ cao, tỷ lệ khoảng 0,5% 7-15 Dung dịch khoan & ximăng – Đỗ Hữu Minh Triết III CÁC CHẤT PHỤ GIA CỦA XIMĂNG GEOPET Các chất chậm đông tiêu biểu bao gồm: GEOPET Dung dịch khoan & ximăng – Đỗ Hữu Minh Triết < 1,3 Hơi nhẹ 1,3 – 1,75 Bình thường 1,75 – 1,95 Hơi nặng 1,95 – 2,2 Nặng 7-16 Tỉ trọng > 2,2 Dung dịch khoan & ximăng – Đỗ Hữu Minh Triết III CÁC CHẤT PHỤ GIA CỦA XIMĂNG Các chất làm nhẹ thường dùng là: – Diatomit: chứa tinh thể SiO2, tăng độ bền đá ximăng môi trường axit sulfat – Các chất nguồn gốc núi lửa: chứa nhiều Al2O3 – Các đá cacbonat: đá vôi đá phấn nghiền nhỏ, dùng cho giếng khoan có nhiệt độ nhỏ 120oC – Các chất nguồn gốc hữu cơ: than đá, grafit, carbon hydro cứng asfan, bitum,… Ở nhiệt độ cao tăng độ thấm giảm độ bền đá ximăng – Một số chất khác: tro nung than đá, than bùn, bụi nhà máy ximăng sấy nung clinke… Dung dịch khoan & ximăng – Đỗ Hữu Minh Triết III CÁC CHẤT PHỤ GIA CỦA XIMĂNG Một phương pháp đơn giản tăng tỉ trọng vữa ximăng giảm lượng nước pha trộn Khi đó, cần bổ sung phụ gia phân tán để đảm bảo khả bơm, đồng thời phải trì độ thoát nước, tính lưu biến chống lắng đọng chất rắn Tỉ trọng tối đa đạt 2,16 Khi cần vữa có tỉ trọng cao hơn, phải bổ sung chất làm nặng Chất làm nặng phải đảm bảo: cỡ hạt tương đương với ximăng, phản ứng với nước, tương thích với phụ gia khác Các chất làm nặng phổ biến theo thứ tự hiệu là: hematite (Fe2O3, γ = 4,95), ilmenite (FeTiO3, γ = 4,45) barit (BaSO4, γ = 4,33) 7-18 Thành phần rắn vữa ximăng đạt tới 70% Tính lưu biến vữa phụ thuộc tính lưu biến thành phần lỏng, tỉ lệ hạt rắn tương tác qua lại hạt rắn Các chất phân tán điều chỉnh tương tác qua lại hạt rắn để đạt tính lưu biến mong muốn Chất phân tán sử dụng phố biến muối sulfonate hữu Cấu tạo phân tử chất bao gồm – 50 nhóm sulfonate gắn vào gốc polyme đa nhánh Nồng độ hiệu khoảng 0,5 – 1,5% khối lượng ximăng Dung dịch khoan & ximăng – Đỗ Hữu Minh Triết Dung dịch khoan & ximăng – Đỗ Hữu Minh Triết III CÁC CHẤT PHỤ GIA CỦA XIMĂNG GEOPET 3.5 Chất phân tán 7-19 GEOPET 3.4 Chất làm nặng – Sét bột sét: thêm sét tạo thành gel ximăng Không sử dụng nhiệt độ 80oC độ khoáng hóa cao 7-17 III CÁC CHẤT PHỤ GIA CỦA XIMĂNG GEOPET GEOPET 3.6 Chất giảm độ thoát nước Khi ximăng bơm vào vị trí, chênh lệch áp suất gây tượng thấm lọc nước thoát vào vỉa Sự thay đổi lượng nước trộn vữa ảnh hưởng lớn đến trình thủy hóa ximăng tính chất vữa thời gian đông cứng, tính lưu biến, độ bền nén Ngoài bơm trám ximăng xảy 7-20 Dung dịch khoan & ximăng – Đỗ Hữu Minh Triết III CÁC CHẤT PHỤ GIA CỦA XIMĂNG Nếu trình thoát nước ximăng không kiểm soát, hậu nặng nề xảy ra, dẫn tới trám ximăng thất bại Độ thoát nước ximăng theo tiêu chuẩn API phải nhỏ 50 ml/30 phút Các chất phụ gia giảm độ thoát nước bao gồm nhóm: − Nhóm vật liệu lơ lửng: bentonit, bột carbonate, asphaltene,… Dung dịch khoan & ximăng – Đỗ Hữu Minh Triết III CÁC CHẤT PHỤ GIA CỦA XIMĂNG 3.7 Chất chống tuần hoàn Mất tuần hoàn thường xảy thành hệ yếu, nứt nẻ Kinh nghiệm thông tin vỉa trình khoan giúp ích nhiều cho công tác bơm trám ximăng sau Vật liệu tạo cầu nối bịt kín khe nứt nhỏ vỉa trơ với trình thủy hóa ximăng Điển hình gilsonite than đá hạt thô; có hạt thực vật cứng, sét bentonit thô, trấu, lõi bắp,… Ximăng thixotropic xâm nhập khe nứt, hóa cứng bịt kín khe nứt 7-22 Bao gồm chất chống tạo bọt, chất sợi hữu tăng độ bền, chất phóng xạ đánh dấu, chất khử nhiễm bẩn ximăng Chất chống tạo bọt dùng để khắc phục hiệu ứng bọt phụ gia khác gây Sử dụng phổ biến gồm nhóm: polyglycol ête silicon Nồng độ pha chế thấp, thường 0,1% khối lượng nước Chất sợi hữu cơ, bổ sung với nồng độ 0,15 – 0,5%, tăng độ bền ximăng bắn mở vỉa Sử dụng phổ biến sợi nylon, với chiều dài tới inch Dung dịch khoan & ximăng – Đỗ Hữu Minh Triết Dung dịch khoan & ximăng – Đỗ Hữu Minh Triết III CÁC CHẤT PHỤ GIA CỦA XIMĂNG GEOPET 3.8 Các phụ gia đặc biệt 7-23 GEOPET Chống tuần hoàn thực vật liệu tạo cầu nối vữa ximăng thixotropic, loại ximăng đặc biệt − Nhóm vật liệu polyme hòa tan nước: đồng thời tăng độ nhớt pha lỏng giảm tính thấm vỏ bùn, sử dụng phổ biến dẫn xuất cellulose Tuy nhiên, cần ý điều kiện nồng độ nhiệt độ Dưới 65oC, cellulose chất chậm đông hiệu quả; 93oC, cellulose tác dụng giảm độ thoát nước 7-21 III CÁC CHẤT PHỤ GIA CỦA XIMĂNG GEOPET GEOPET Chất phóng xạ đánh dấu trộn vào vữa ximăng giúp định vị dễ dàng đỉnh cột ximăng sau trám Trước đây, chất hay sử dụng khảo sát nhiệt độ đo vành đá ximăng thay phần chức Chất phóng xạ đánh dấu dùng để trám ximăng khắc phục Chất phóng xạ sử dụng phổ biến I53131 (8,1 ngày), Ir77192 (74 ngày) Một số hóa chất dung dịch khoan lại giếng làm chậm đáng kể trình đông cứng ximăng Để giảm thiểu ảnh hưởng vữa ximăng trộn lẫn với dung dịch khoan, số hóa chất paraformaldehyde hỗn hợp paraformaldehyde natri chromate (Na2Cr2O7) bổ sung 7-24 Dung dịch khoan & ximăng – Đỗ Hữu Minh Triết IV XIMĂNG ĐẶC BIỆT IV XIMĂNG ĐẶC BIỆT GEOPET Cùng với phát triển công nghệ sản xuất bơm trám ximăng, số loại ximăng đặc biệt sản xuất để khắc phục vấn đề phức tạp, bao gồm: nước, tuần hoàn, vi khe nứt, trám ximăng qua tầng muối, trám ximăng môi trường ăn mòn, giếng nhiệt độ cao, khí rò rỉ,… GEOPET 4.1 Ximăng thixotropic Thixotropic: thuật ngữ dùng để mô tả tính chất hệ thể lỏng chịu ứng suất trượt, hình thành cấu trúc gel ổn định tự Vữa ximăng thixotropic có độ nhớt thấp chảy loãng pha trộn bơm, nhanh chóng hình thành cấu trúc gel cứng ngừng bơm Nếu bị tác dụng lực, cấu trúc gel bị phá vỡ vữa lại bơm Các loại ximăng đặc biệt bao gồm: Ximăng thixotropic Ximăng trương nở Ximăng chịu lạnh Khi chịu ứng suất, vữa ximăng thixotropic cư xử chất lỏng dẻo Bingham, nghĩa đặc trưng ứng suất trượt tới hạn độ nhớt dẻo Ximăng muối Ximăng nhựa biến đổi Ximăng chịu ăn mòn Ximăng dùng dung dịch khoan Dung dịch khoan & ximăng – Đỗ Hữu Minh Triết IV XIMĂNG ĐẶC BIỆT 7-26 Dung dịch khoan & ximăng – Đỗ Hữu Minh Triết IV XIMĂNG ĐẶC BIỆT GEOPET Ximăng thixotropic có nhiều ứng dụng quan trọng, thường dùng giếng ximăng nghiêm trọng bơm trám Những giếng có khu vực thành hệ yếu, dễ khởi tạo khe nứt áp suất thủy tĩnh nhỏ Khi hình thành cấu trúc gel, ximăng thixotropic làm giảm cột áp thủy tĩnh, khe nứt không hình thành vữa ximăng không vào vỉa GEOPET Áp suất tuần hoàn Loãng pha trộn Cứng ngừng bơm Áp suất bơm 7-25 Lưu lượng Không chảy Áp suất bơm Thời gian Ximăng thixotropic dùng xảy dung dịch khoan Vữa ximăng vào vùng dung dịch đông cứng lại cô lập hoàn toàn vùng Hình 7.3 Áp suất bơm lưu lượng chất lỏng thixotropic Trở lại lỏng tác dụng lực 7-27 Dung dịch khoan & ximăng – Đỗ Hữu Minh Triết Loãng bơm lại Hình 7.2 Ứng xử chất lỏng thixotropic 7-28 Dung dịch khoan & ximăng – Đỗ Hữu Minh Triết IV XIMĂNG ĐẶC BIỆT IV XIMĂNG ĐẶC BIỆT GEOPET Ximăng thixotropic bao gồm hệ sau: Hệ aluminum sulfate/sắt (II) sulfate: hỗn hợp Al2(SO4)3 FeSO4 dùng với ximăng Portland chứa C3A 5% Hệ gốc sét: ximăng Portland có chứa sét trương nở Hệ khống chế rò rỉ khí số trường hợp Hệ gốc CaSO4: CaSO4 0,5H2O hóa chất sử dụng rộng rãi để tạo vữa ximăng thixotropic với hầu hết loại ximăng Portland Hóa chất cần bổ sung nước pha chế vữa ximăng tạo thành không tương thích với hầu hết phụ gia chống nước Hệ polyme cellulose liên kết vòng: tạo thành cách bổ sung polyme liên kết vòng hòa tan nước tác nhân liên kết Polyme hydroxyethylcellulose (HEC), carboxymethylhydroxyethylcellulose (CMHEC), rượu polyvinyl, loại polyme sulfonate Tác nhân liên kết số hợp chất hữu vòng titan kẽm Lựa chọn loại polyme, tác nhân liên kết tỉ lệ tối ưu chúng thay đổi tùy thuộc nhiệt độ đáy giếng Bên cạnh tính chất thixotropy, hệ ximăng gốc CaSO4 có tính kháng sulfate 7-29 GEOPET Dung dịch khoan & ximăng – Đỗ Hữu Minh Triết IV XIMĂNG ĐẶC BIỆT 7-30 Dung dịch khoan & ximăng – Đỗ Hữu Minh Triết IV XIMĂNG ĐẶC BIỆT GEOPET 4.2 Ximăng trương nở 4.3 Ximăng chịu lạnh Ximăng trương nở sau đông cứng giúp bịt kín khe nứt nhỏ tăng cường hiệu trám ximăng Lực giãn nở ximăng làm ximăng ép sát vào thành ống chống bề mặt vỉa Ngay dung dịch khoan lại lỗ khoan thành giếng, kết cấu chặt sít ximăng đạt Dùng cho vùng đóng băng vĩnh cửu Alaska bắc Canada Các loại phụ gia ximăng trương nở bao gồm: − Hệ ettringite (C3A.3CaSO4.H32): tinh thể ettringite tích lớn tạo thành sau ximăng đông cứng, từ làm ximăng nở GEOPET Lớp băng vĩnh cửu dày tới 600m Khi khoan hoàn thiện giếng, tránh gây tan chảy lớp băng vĩnh cửu Ximăng dùng để trám, vậy, phải có nhiệt lượng tỏa thủy hóa thấp phát triển độ bền nén nhiệt độ thấp Ximăng Portland thông thường bị đóng băng trước kịp đông cứng, độ bền nén Hai loại ximăng trám thành công điều kiện là: – Ximăng canxi aluminate − Muối ăn: phụ gia dùng điều chế ximăng trương nở, tinh thể muối hình thành ximăng sau đông cứng – Hỗn hợp ximăng Portland/thạch cao: − Bột nhôm: tạo bọt khí nhỏ ximăng, dùng cho giếng độ sâu nhỏ 7-31 − Ôxit magiê nung: dùng cho giếng nhiệt độ cao Dung dịch khoan & ximăng – Đỗ Hữu Minh Triết 7-32 Dung dịch khoan & ximăng – Đỗ Hữu Minh Triết IV XIMĂNG ĐẶC BIỆT IV XIMĂNG ĐẶC BIỆT GEOPET GEOPET 4.4 Ximăng muối 4.5 Ximăng nhựa biến đổi Ximăng chứa lượng đáng kể muối ăn NaCl KCl gọi ximăng muối Nhựa thuật ngữ tổng quát polyme dạng nhũ tương Muối dùng nhiều ximăng trám giếng khoan do: Trong thành phần nhựa có hạt polyme cực nhỏ (200 – 500 nm), thường làm ổn định hoạt chất bề mặt nhằm tăng tính chịu lạnh chống vón cục pha vào ximăng Portland Hầu hết nhựa chứa khoảng 50% hạt rắn – Ở vài nơi, muối có nước pha chế ximăng, ví dụ khơi – Muối hóa chất phổ biến, rẻ tiền thay đổi đáng kể ứng xử ximăng Tùy theo nồng độ, muối chất nhanh đông chất chậm đông, làm phân tán ximăng, làm ximăng trương nở tạo ximăng chịu lạnh – Khi trám ximăng qua vỉa muối vỉa sét trương nở, cần bổ sung lượng lớn muối để hạn chế cố xảy 7-33 Dung dịch khoan & ximăng – Đỗ Hữu Minh Triết IV XIMĂNG ĐẶC BIỆT Ximăng nhựa biến đổi sử dụng ngày nhiều có nhiều ưu điểm: tăng cường hiệu quả, giảm độ thấm, tăng sức bền kéo, giảm co ngót, tăng tính đàn hồi tăng mối liên kết ximăng-sắt, ximăng-ximăng 7-34 Dung dịch khoan & ximăng – Đỗ Hữu Minh Triết IV XIMĂNG ĐẶC BIỆT GEOPET GEOPET 4.6 Ximăng chịu ăn mòn 4.7 Ximăng dùng dung dịch khoan Ximăng Portland đông cứng bền vững Tuy nhiên, có giới hạn mà đá ximăng vượt qua Một số cố khoan hoàn thiện giếng tuần hoàn, nước liên thông nước tầng khắc phục dung dịch khoan có tính chất ximăng Ximăng chịu ăn mòn bao gồm ximăng bền với hóa chất dùng cho giếng chứa hóa chất thải, ximăng dùng để trám giếng có kế hoạch thu hồi tăng cường bơm ép CO2 Đối với giếng chứa hóa chất thải, ximăng chọn tùy thuộc loại hóa chất bơm vào giếng Các phụ gia tăng độ bền giảm độ thấm ximăng pozzolan, nhựa, chất phân tán Chống ăn mòn CO2 cách giảm tối đa độ thấm đá ximăng 7-35 Dung dịch khoan & ximăng – Đỗ Hữu Minh Triết Ximăng loại có tính cách ly thành hệ tốt Ví dụ hệ ximăng Portland chứa bentonit Harrison Goodwin giới thiệu năm 1971 dùng dung dịch khoan khoan Tới giai đoạn hoàn tất, người ta bổ sung loại muối kim loại đa hóa trị (ví dụ CaCl2) vào dung dịch trình đông cứng kích hoạt Một số hệ ximăng khác kích hoạt đông cứng phóng xạ, nhiệt,… 7-36 Dung dịch khoan & ximăng – Đỗ Hữu Minh Triết GEOPET KẾT THÚC CHƯƠNG 7-37 Dung dịch khoan & ximăng – Đỗ Hữu Minh Triết 10 ... đổi Ximăng chịu ăn mòn Ximăng dùng dung dịch khoan Dung dịch khoan & ximăng – Đỗ Hữu Minh Triết IV XIMĂNG ĐẶC BIỆT 7- 26 Dung dịch khoan & ximăng – Đỗ Hữu Minh Triết IV XIMĂNG ĐẶC BIỆT GEOPET Ximăng... GEOPET Dung dịch khoan & ximăng – Đỗ Hữu Minh Triết IV XIMĂNG ĐẶC BIỆT 7- 30 Dung dịch khoan & ximăng – Đỗ Hữu Minh Triết IV XIMĂNG ĐẶC BIỆT GEOPET 4.2 Ximăng trương nở 4.3 Ximăng chịu lạnh Ximăng... độ sâu nhỏ 7- 31 − Ôxit magiê nung: dùng cho giếng nhiệt độ cao Dung dịch khoan & ximăng – Đỗ Hữu Minh Triết 7- 32 Dung dịch khoan & ximăng – Đỗ Hữu Minh Triết IV XIMĂNG ĐẶC BIỆT IV XIMĂNG ĐẶC BIỆT