وضعیت: بسته
شماره سند:RFP449806113
تاریخ انتشار: 1398/06/27
مهلت ارسال پیشنهاد: 1398/08/04
فرصتها: براساس پیشنهادها قابل مذاکره خواهد بود.
تماس : ۰۲۱۸۸۳۹۸۵۶۳ – ۰۲۱۸۸۳۹۸۵۴۳
ارسال پروپوزالها: Proposal@boomerangtt.com
سيمان پرتلند مهمترين ماده مورد استفاده در سیمانکاری چاه هاي نفت و گاز ميباشد. این سيمان داراي مقاومت فشاري بالایی است كه ناشي از هيدراسيون تركيبات سيمان می باشد و از مشخصات مهم آن سفت شدن تدريجي، يكنواخت و قابل پيشبيني، نفوذپذيري پائين و عدم حلاليت در آب است. چنين خواصي براي ايزولاسيون و پايداري ديواره چاه ضروري است. سيمان پرتلند از چهار تركيب اصلي تريكلسيمسيليكات (Ca3S)، ديكلسيمسيليكات (Ca2S)، تريكلسيمآلومينات (Ca₃Al₂O₆) و تتراكلسيمآلومينو فريمت (4CaO · Al2O3Fe2O3) تشكيل شده است. اين تركيبات درنتیجه واكنش بين آهك، سيليكا و اكسيدآهن و در دماي حدود 1500 درجه سانتیگراد تشكيل ميشوند. سیمانهای مورد استفاده در چاههای نفت و گاز نظیر سیمان ساختمانی است ولی با اضافه کردن انواع مواد شیمیایی و انجام عملیات خاص، تحمل شرایط سخت داخل چاههای نفت را بهدست می آورند. طبق مقررات API، شش نوع سیمان استاندارد برای چاههای نفت ساخته میشود. 1- سیمان کلاس A: این سیمان تا عمق ٦٠٠٠ فوت استفاده میشود. این فرآورده معمولاً در مواردی که خواص ویژهای نیاز نباشد، به کار میآید. ٢- سیمان کلاس B: این سیمان تا عمق ٦٠٠٠ فوت استفاده میشود و در مقابل ترکیبات گوگردی مقاوم است. این فرآورده در مواردی که مقاومت زیاد یا متوسط در برابر سولفات نیاز است به کار میرود و در دو نوع ضد سولفات متوسط (MSR) و ضد سولفات شدید (HSR) تولید میشود. ٣- سیمان کلاس C: این سیمان تا عمق ٦٠٠٠ فوت استفاده میشود و مقاومت تراکمی زیاد و آنی دارد. این فرآورده در مواردی که به تاب فشاری اولیه بالا نیاز است، به کار میرود و در سه نوع معمولی (O)، ضد سولفات متوسط (MSR) و ضد سولفات شدید (HSR) تولید میشود. ٤- سیمان کلاس D: این سیمان تا عمق ١٢٠٠٠ فوت استفاده میشود و برای استفاده تحت شرایط دما و فشار نسبتاً بالا به کار میرود و در دو نوع ضد سولفات متوسط (MSR) و ضد سولفات شدید (HSR) تولید میشود. ٥- سیمان کلاس E: وقتی که دما و فشار خیلی زیاد است و تا عمق ١٤٠٠٠ فوت مورد استفاده قرار میگیرد. ٦- سیمان کلاس F: وقتی که دما و فشار چاه فوقالعاده زیاد است و تا عمق ١٦٠٠٠ فوت مورد استفاده قرار میگیرد. 7- سیمان کلاس G: این فرآورده از سایش کلینکر سیمان پرتلند به دست میآید و باید شامل سیلیکاتهای کلسیم هیدرولیک و معمولاً یک یا چند فرم از سولفات کلسیم بهعنوان افزودنی حین سایش باشد. در تولید سیمان کلاس G به جز سولفات کلسیم و آب یا هردو، استفاده از هر ماده دیگری بهعنوان افزودنی حین سایش یا اختلاط پس از آن مجاز نمیباشد. این فرآورده بهعنوان سیمان پایه برای چاههای نفت مورد استفاده قرار میگیرد و در دو نوع ضد سولفات متوسط (MSR) و ضد سولفات شدید (HSR) تولید میشود. با افزودن انواع افزایه، خواص مختلف سیمان داخل چاه را میتوان کنترل و تنظیم کرد. برنامه سیمان کاری لولههای جداری معمولاً در حین عملیات حفاری انجام میشود. با توجه به شرایط چاه و خواص گل حفاری مورد استفاده، سیمان مورد احتیاج انتخاب و در آزمایشگاه گلوسیمان آزمایش و سپس برنامه سیمان به عملیات حفاری ابلاغ میشود. اولين پارامتر مؤثر در میزان فشار هيدروستاتيك چاه در عملیات حفاري و سیمانکاری و وزن حجمي سیالی است که سازندهاي اطراف چاه در تماس و تحت فشار آن ها خواهند بود. دومين عامل، جریان پذیری سيال در حين تزریق است. عامل وزن سیال را ميتوان در فازهاي طراحي و اجرا كنترل نمود اما مسئله كنترل جریانپذیری سیال نسبت به كنترل وزن مشكلتر است. براي سبك سازی دوغاب سيمان سه روش عمده زیر مورد استفاده قرار میگیرند که دو روش اول معمول و مورد علاقه اكثر شركتهای حفاری است.
دلايل اصلي استفاده از دوغاب هاي سبك را ميتوان در موارد زير خلاصه نمود:
همچنین اهداف استفاده از مواد سبككننده دوغاب را ميتوان بهصورت زير خلاصه نمود:
شکل زیر دلایل تمایل شرکت متقاضی به استفاده از سیمان سبک در چاههای نفت و گاز را نشان میدهد:
سیمانکاری چاههای نفت و گاز بخش مهمی از عملیات تکمیلی حفاري چاه محسوب میشود که به دلیل تجديدناپذيري داراي حساسیت خاصی است و کیفیت آن در طول عمر چاه تأثیرگذار میباشد. تبديل فرمولاسیون معمول دوغاب سیمان به فرمولاسیونی با ترکیبات ساختاري جديد (بعضاً نانو)، ضمن حفظ شرايط مطلوب قبلی و بهبود خصوصیات رئولوژي، باعث کاهش وزن دوغاب سیمان و کاهش loading و استرس بر چاه میشود… تبديل مواد مورد استفاده در فرمولاسیون معمول سیمان باعث افزايش مساحت سطح، کنترل تخلخل و سايز میشود که در خصوصیات رئولوژي و مکانیکی مؤثر است و سبب سبکی سیمان میگردد. در بسیاري از مخازن نفت و گاز به علت افت فشار ناشی از بهرهبرداری در طول سالیان دراز نمیتوان از سیمانهای متداول با وزن بالا بهمنظور سیمان کاری چاههای نفت و گاز استفاده کرد. از آنجاکه بسیار از سازندها تحمل فشار هیدروستاتیکی چنین دوغابهایی را ندارند، براي جلوگیري از شکستن طبقات و هرزروي دوغاب در سازندها در مقاطع ضعیف و شکننده، بايد دوغابهای سبکتری را بکار برد.
لولهگذاري (casing) و سیمانکاری (cementing) را میتوان از مهمترین خدمات در طول عملیات حفاري چاههای نفت يا گاز دانست. عمر چاه، ميزان توليد و مدت بهرهدهي آن به مقدار وسيعي بستگي به درجه موفقيت اين خدمات دارد. در عملیات لولهگذاري، چاه بهوسیله يك رشته لوله فولادي مخصوص پوشيده ميشود و متعاقب آن در عمليات سیمانکاری، فضاي حلقوي بين لوله و ديواره چاه، از يك دوغاب سيمان با تركيبات معين پر ميشود. دوغاب سيماني كه به این ترتیب دالان پشت لولهها را پر ميكند با گذشت زمان (معمولاً پس از چند ساعت يا چند روز) سخت ميشود و سنگ سيمان حاصل، چون غلافي محكم لولههاي پوششي (casing) را در بر ميگيرد و آنها را با سازند پيوند مي دهد (شکل 1). اين غلاف سيماني وظايف متعددي را انجام ميدهد كه شايد بتوان همه آنها را در دو كلمه «محافظت» و «ممانعت» خلاصه كرد. سيمان به ديواره چاه ثبات ميدهد و لولههاي پوششي را در مقابل فشارهاي خارجي ناشي از طبقات زمين و نيز در مقابل الكتروليز و خوردگي ناشي از آبهاي خورنده زيرزميني و هيدروكربنهاي ترش يا تماس مستقيم لولهها با چينهها “محافظت” ميكند و از مهاجرت سيالهاي يك سازند به سازند ديگر و آلوده شدن ناخواسته هيدروكربن هاي ارزشمند (نفت و گاز) “ممانعت” به عمل ميآورد.
چاه مسلح به سيمان، بدون نشتي قادر به هدايت مؤثر سيال از مخزن به سطح است لذا عمليات سیمانکاری طول عمر چاه را تعیین میکند و نشان ميدهد كه چاه موردنظر تا چه مدت ميتواند مولد بماند. علاوه بر مسئله ايمني و كاهش هزينه در حفاریهای خشکی، مسئله زیستمحیطی مربوط به مواد شيميايي به علت حفاظت سفره آبها در حين و پس از حفاري از اهمیت برخوردار است. شکل 2 تصویر چاه سیمانکاری شده را نشان میدهد.
اگر فشار فضاي حلقوي كمتر از فشار سازند گردد، سيال داخل سازند وارد چاه میشود و باعث ايجاد فوران چاه میگردد. اگر فشار هيدروستاتيك فضاي حلقوي از فشار سازند بيشتر شود، هرزروی سيال به داخل سازند باعث شكست سازند و آسیب دیدگی چاه میشود. علاوهبر آن، مقدار قابلتوجهی سيال حفاري يا سيمان در اثر شكست سازند اتلاف میشود. اولین و مهمترین پارامتر مؤثر در فشار هيدروستاتيك چاه در عملیات حفاري و سیمانکاری، وزن حجمي دوغاب سیمان است که سازندهاي اطراف چاه در تماس و تحت فشار آن خواهند بود. در حالت معمول، وزن مخصوص دوغابهاي سبک وزن سيمان بين 90 الی 111 پوند بر فوت مکعب است. با توجه به استاندارد API براي كلاسهاي مختلف سيمان، سبكترين دوغاب خالص را ميتوان با كلاس G تهيه نمود، اما مشکل آنجاست که بسياري از سازندها، تحمل فشار هيدروستاتيكي چنين دوغابهايي را ندارند. براي جلوگيري از شكستن طبقات سازند و هرزروي دوغاب در مقاطع ضعيف و شكننده آنها لازم است که از دوغابهاي سبکتری استفاده شود. وزن مخصوص دوغابهاي فوق سبك کمتر از 90 پوند بر فوت مکعب است. در چاههای نفتي و گازي و ژئوترمال با توجه به مقاومت طبقات زمين در مقابل فشارهاي وارده از طبقات فوقاني و مجاور، بهمنظور جلوگيري از خرد شدن، سنگ سيمان طراحي و اجرا میشوند. در حال حاضر با افزودن مواد كاهنده وزن دوغاب سيمان از جمله بنتونايت، گليسونايت و ساير extenderهاي سيمان چاه نفت (مثل پوزولنها، خاك دو اتمي و پرلايتها) سیمان سبک (90 الی 111 پوند بر فوت مکعب) ساخته میشود اما اقدام عملی برای تهیه سیمان فوق سبک انجام نشده است. در این طرح، ارائه روشهای تهیه و ساخت دوغابهای سیمان با وزن مخصوص حدود 70 پوند بر فوت مکعب مطلوب است که دارای کیفیت و استانداردهای مورد اشاره باشند.
روال پیادهسازی این فناوری توسط تیمهای فناور به طور خلاصه در ذیل بیان شده است:
لذا تمامی تیمهای توانمند در رفع این نیاز باید هزینههای مربوط به انجام این پروژه را از ابتدا تا مرحله تست ميداني اعلام نمایند.