سیمان حفاری : کاربرد منیزیت و اكسيد منيزيم (DBM-CCM)

سیمان حفاری

سیمان حفاری منیزیتی یا مگنست - سیمان حفاری اکسید منیزیم - مگنست - سیمان منیزیم - سیمان منیزیتی - سیمان اکسید منیزیم

سیمان حفاری - سیمان حفاری منیزیتی یا مگنست به عنوان ماده اصلي جهت تهيه دوغاب سيمان منيزيتي حفاري به كار مي رود. کاربرد مگنست در حفاری به سبب قدرت بالای سیمان تهیه شده از منیزیت است. مگنست به طور کلی به دو دسته مگنست معمولی و مگنست ريتارد شده تقسیم میشود.
در حين حفاري چاههاي نفت، اغلب اوقات مته حفاري از طبقات يا لايه هايي مي گذرد كه داراي خلل و فرج ريز و درشت هستند. در چنين حالتي گل حفاري از اين گونه منافذ خارج شده و به هدر مي رود. با توجه به قيمت بالاي گل حفاري، يكي از وظائف مهم حفاران اين است كه در كوتاه ترين زمان ممكن از هرزروي گل حفاري مطلع شده و بلافاصله جهت مسدود كردن منافذ خروج اقدام نمايند.

چندين نوع ماده شناخته شده در دنيا وجود دارد كه به عنوان مواد مسدود كننده جهت اين گونه منافذ و خلل و فرج مصرف آن ها در صنعت حفاري چاههاي نفت متداول شده است. اغلب اين مواد اساسا" منافذ و خلل و فرج حفره هاي لايه هاي حاوي نفت (Oil Zone) چاه را براي هميشه مسدود مي كنند. استفاده كردن از مسدود كننده ها براي عبور از اين نوع لايه ها و ادامه عمليات حفاري چاه نفت حياتي مي باشد ولي در ناحيه بهره برداري (Production Zone) كه ضروري است نفت مورد استخراج قرار گيرد و نهايتاً از همين حفره ها به لوله هاي خروجي راه يابد، استفاده از اين گونه مسدود كننده ها بر بازدهي چاه اثر منفي مي گذارد.

جهت جلوگيري از كاهش بهره برداري نفت در لايه هاي حاوي نفت، ضرورت دارد در حين عمليات حفاري و براي جلوگيري از هرزروي گل حفاري از مواد مسدود كننده اي استفاده گردد كه بتوان به نحوي بعد از خاتمه عمليات حفاري، آنها را از حفره هاي مذكور خارج نمود تا حفره ها به حالت طبيعي اوليه برگردند. براي اين منظور از سيمان خاصي به نام سيمان منيزيتي حفاري استفاده مي شود.

سيمان منيزيتي حفاري (مگنست)

پودر اكسيد منيزيم قليائي با محلول كلرور منيزيم و نيز سولفات منيزيم در غلظتهاي مناسب واكنش داده و دو نوع سيمان منيزيتي اكسي كلرور (سيمان سورل) و اكسي سولفات، كه سيمانهايي سخت با ويژگي هاي مفيد مي باشند را ايجاد مي كند.

در مورد فرمول شيميايي اين نوع سيمان بين پژوهشگران مختلف اتفاق نظركامل وجود ندارد ولي در اكثر منابع، فرمولهاي زير گزارش شده است:

5MgO, MgCl2, 8H2O

5MgO, MgSO4, 8H2O

سيمان منيزيتي حفاري سيماني است كه از املاح و تركيبات مختلف معدني منيزيم و كلسيم تشكيل و ساخته شده است و داراي انحلال پذيري در اسيدكلريدريك مي باشد. دوغاب سيمان منيزيتي با افزودني هاي مورد نياز در تركيبات آن، جهت كاهش هرزروي گل حفاري و انسداد سوراخها و شكافهاي وسيع طبقات زمين در عمليات حفاري چاههاي نفت به عنوان موادمسدودكننده (Lost Circulation Material) در لايه هاي حاوي نفت به كار برده مي شود.

سيمان منيزيتي حفاري (مگنست) و افزايه هاي آن

سيمان منيزيتي حفاري (مگنست):
به عنوان ماده اصلي جهت تهيه دوغاب سيمان منيزيتي حفاري به كار مي رود.

روان كننده سيمان منيزيتي (Magneset Thinner):
اين افزايه جهت پراكنده سازي متناسب و يكنواخت ذرات موجود در دوغاب سيمان منيزيتي و نتيجتا" كاهش گرانروي اوليه دوغاب تا حد مناسب به كار برده مي شود. اين افزايه نبايد هيچ گونه اثرات منفي روي زمان بندش و استحكام تراكمي دوغاب سيمان منيزيتي و ساير پارامترها داشته باشد.

كند كننده زمان بندش سيمان منيزيتي (Magneset Retarder):
اين افزايه جهت تأخير در زمان بندش دوغاب سيمان منيزيتي به كار برده مي شود.

شتاب دهنده زمان بندش سيمان منيزيتي(Magneset Accelerator):
اين افزايه به عنوان تسريع كننده زمان بندش دوغاب سيمان منيزيتي در مناطقي كه دما كمتر از 140 درجه فارنهايت (60 درجه سلسيوس) مي باشد، به كار برده مي شود.

انواع سيمان منيزيتي حفاري

سيمان منيزيتي حفاري بر اساس زمان بندش و دماي كاربردي به دو نوع درجه بندي مي گردد:

سيمان منيزيتي حفاري دماي پايين (مگنست معمولي): كاربرد اين نوع سيمان در دماي پايين تر از 200 درجه فارنهايت مي باشد.

سيمان منيزيتي حفاري دماي بالا (مگنست ريتارد شده): كاربرد اين نوع سيمان در دماي بالاتر از 200 درجه فارنهايت مي باشد.

نمونه برداري از انبار سيمان منيزيتي حفاري

در اين نمونه برداري به ازاي هر 5 تن يا بخشي از آن، يك كيسه سيمان انتخاب شده و مقدار لازم توسط ابزار نمونه برداري، نمونه گيري مي شود. دراين نمونه برداري بايد حداقل از سه نقطه مختلف محموله نمونه برداري شود. نمونه هاي برداشته شده حداكثر 60 تن را مي توان با همديگر مخلوط نموده و به عنوان يك نمونه واحد مورد آزمون قرار داد. حداقل نمونه برداشته شده مورد نياز 3 كيلوگرم مي باشد.

سیمان حفاری منیزیتی یا مگنست به علت سرعت سخت شدگی بالا، استحکام خوب و قابلیت حل شدن در اسید، در صنعت حفاری چاه های نفتی بسیار استراتژیک است.