Влияние порошка нано-частиц цеолита на долговечность скважинного цемента класса G
Мохаммедамин А.И.М.
DOI: https://doi.org/10.25689/NP.2023.4.369-383
Аннотация
Для обеспечения структурной поддержки обсадной колонны и изоляции призабойных зон при цементировании скважин, необходимо раннее развитие прочности цементного камня. В данной статье представлены экспериментальные результаты влияния нано-цеолита (размер частиц ≤ 100 нм) на прочность при сжатии для повышения начальной прочности цемента класса G. Кубические образцы были приготовлены с тремя различными добавками нано-цеолита: 0,5 %, 1 % и 1,5 % по массе цемента (BWOC). Образцы отверждали на водяной бане при атмосферном давлении, причем температура нагревания составляла 60°C (140° F) , а длительность - 8 часов. Прочность на сжатие определяли путем прессования образцов в прессе (разрушающий метод) в соответствии со стандартом Американского института нефти (API). Результаты показали, что добавление 1,5 % нано-цеолита приводит к повышению ранней прочности на 32,4 %. Нано-цеолита указывали на пуццолановое поведение с большим объемом свободного пространства и высокой способностью к катионообмену. Они способны поглощать молекулы с медленной, средней и быстрой скоростью. Эти свойства помогают повысить прочность цементных смесей.
Список литературы
2. Сен Ду, Цзюньлян Ву, Осман Аль-Шарида, Сяньмин Ши. Нанотехнологии в материалах на основе цемента: обзор долговечности, моделирования и расширенных характеристика//Наноматериалы.-2019.-№9(9). https://doi.org/10.3390/nano9091213
(По-английски)
3. В. А. Хан, М. К. Рахман, М. А. Махмуд, П. Сармах. МУНТ для улучшения механических свойств цемента для нефтяных скважин при использовании HPHT//SPE/IADC-178175-MS.-2016 (По-английски)
4. М. Табатабаи, А. Дахи Талегани, Н. Алем. Нанопластинки графита с модифицированной поверхностью для повышения долговечности цементной оболочки //SPE 199897.- 2019 (По-английски)
5. Любомира Тошева, Вальчев Валентин Петрович. Наноцеолиты: синтез, механизм кристаллизации и применение//Хим. Матер.-2005.-№ 17(10).-С.2494-2513 (По-английски)
6. Эхсан Кианфар. Наноцеолиты: синтез, свойства, применение//Журнал Sol-Gel Science and Technology.- 2019.-№91.-С.415–429. https://doi.org/10.1007/s10971-019-05012-4 (По-английски)
7. Светлана Минтова, Жан-Пьер Жильсон, Валентин Вальчев. Достижения в области наноразмерных цеолитов//Nanoscale.-2013.- №(5).-С.6693-6703. https://doi.org/10.1039/C3NR01629C (По-английски)
8. Эсмат Кохсарян, Мансур Анбиа. Наноразмерные и иерархические цеолиты: краткий обзор//Китайский журнал катализа.-2016.-№(37).-С.447-467. https://doi.org/10.1016/S1872-2067(15)61038-5 (По-английски)
9. Файтен и др. Цементирующие композиции, содержащие межмолотый цементный клинкер и цеолит//Патент США 2006/0054319 А1 (По-английски)
10. Люк и др. Цеолитсодержащая цементная композиция//Патент США 2004/0112600 А1 (По-английски)
11. Мирза Талха Байг, Мухаммад Калимур Рахман, Абдулазиз Аль-Маджед. Применение нанотехнологий при цементировании нефтяных скважин//SPE-187543-MS.- 2017 (По-английски)
12. Эрик Брони-Бедиако, Фульгенс Маал-Ире Наату. Экспериментальная оценка эффективности свежего наноцеолита в качестве добавки к цементу для нефтяных скважин//Нефтяная наука и техника.-2021.-№5(1).- С.1-12. (По-английски)
13. Эрик Брони-Бедиако, Фульгенс Маал-Ире Наату. Влияние свежего наноцеолита на физические свойства цементного раствора нефтяных скважин при высокой температуре//Технологический журнал Ганы.-2021.-№5(2).-С.86–99. (По-английски)
14. Амин Пурзангене, Биджан Ганавати, Борзу Асгари Пирбалути. Исследование влияния наноцеолита на реологические и механические свойства тяжелого цементного раствора для бурения скважин на южном нефтяном месторождении Ирана//Иранский журнал нефтегазовой науки и технологий.-2022.-№11(2).-С.51-64. http://ijogst.put.ac.ir (По-английски)
15. Спецификация API 10А, Цементы и материалы для цементирования скважин. 25-е издание.-2019г. (По-английски)
16. ASTM C109/C109M-02, Стандартный метод испытаний прочности на сжатие гидравлических цементных растворов (с использованием кубических образцов размером 2" или [50 мм]).-2002г. (По-английски)
17. Хусейн Хамада, Алия Алаттар, Бассам Тайе, Фадзил Яхая, Ибрагим Альмешаль. Влияние различных методов отверждения на прочность на сжатие сверхвысокопрочного бетона: комплексный обзор//Практические примеры строительных материалов.-2022.-№17.- e01390. https://doi.org/10.1016/j.cscm.2022.e01390 (По-английски)
18. Сарвар Сиддики, Уэсли Ниберг, Уилсон Смит, Бретт Блэквелл, Кайл А. Райдинг. Влияние наличия и состава затвердевающей воды на гидратацию цемента//Журнал ACI Материалы.-2013.-№110 (3) (По-английски)
19. Масаки Даймон, Салах А. Або-Эль-Энейн, Гико Хосака, Сейси Гото, Реничи Кондо. Пористая структура гидрата силиката кальция в гидратированном трикальцийсиликате//Журнал Американского керамического общества.-1977.-№60(3-4) (По-английски)
20. Шенгвен Танг, Янг Ванг, Чжичэн Гэн, Сяофэй Сюй, Вэньчжи Ю, Хубао А, Цзинтао Чен. Структура, фрактальность, механика и прочность гидратов силиката кальция//Фрактальный фракт.-2021.- №5(2) 47.- С.1–34 https://doi.org/10.3390/fractalfract5020047 (По-английски)
21. Хасан Абдул Хади, Хасан Абдул Амир. Экспериментальное исследование влияния наноглинозема и нанокремнезема на прочность и консистенцию цемента нефтяных скважин//Инженерный журнал.-2017.-№23(12) (По-английски)
Для цитирования:
Мохаммедамин А.И.М. Влияние порошка нано-частиц цеолита на долговечность скважинного цемента класса G // Нефтяная провинция.-2023.-№4(36).-С. 369-383. - DOI https://doi.org/10.25689/NP.2023.4.369-383. - EDN ZJJHBQ