井戸セメントはどのように機能しますか？

さらなる掘削、生産、または放棄のために井戸を準備するプロセスの一部である井戸のセメント化は、セメントを開発し、坑井内の所定の位置に圧送する手順です。

さまざまな理由で使用されるセメントは、坑井を保護および密閉します。最も一般的には、セメントは井戸への水の浸透を恒久的に遮断するために使用されます。将来の生産井の完成プロセスの一部であるセメントは、ケーシングストリングが坑井内で稼働した後、環状部をシールするために使用できます。さらに、セメントは、失われた循環ゾーン、またはウェル内の流れが減少または欠如している領域をシールするために使用されます。傾斜掘削では、セメントを使用して既存の坑井を塞ぎ、その地点から傾斜坑井を稼働させます。また、セメントは井戸を塞いでそれを放棄するために使用されます。

セメントは、セメントスラリーがポンプを介して坑井に展開され、坑井内にまだある掘削流体を置換し、それらをセメントと交換するときに実行されます。セメントスラリーはケーシングを通って坑井の底に流れ、最終的には炭化水素が表面に流れるパイプになります。そこから、ケーシングと実際の坑井の間の空間を埋め、硬化します。これにより、外部の材料がウェルフローに入らないようにシールが作成され、ケーシングが所定の位置に恒久的に配置されます。

セメントの準備

セメント用の井戸を準備する際には、作業に必要なセメントの量を確立することが重要です。これは、キャリパーログを使用して、その深さに沿ってボアホールの直径を測定することによって行われます。マルチフィンガーキャリパーログは、機械的手段と音響的手段の両方を利用して、坑井の直径の不規則性に対応し、開口部の体積を決定するために、多数の場所で同時に坑井の直径を測定します。

さらに、セメントの必要な物理的特性は、セメント操作を開始する前に不可欠です。セメントを実際に穴に注入する前に、材料の密度と粘度を含め、適切な硬化セメントも決定されます。

油圧ジェットミキサー、再循環ミキサー、バッチミキサーなどの特殊なミキサーを使用して、乾燥セメントを水と組み合わせて、スラリーとも呼ばれる湿潤セメントを作成します。坑井セメントプロセスで使用されるセメントはポルトランドセメントであり、添加剤で較正されて、8つの異なるAPIクラスのセメントの1つを形成します。それぞれがさまざまな状況で採用されています。

添加剤には、セメントに必要な凝結時間を短縮する促進剤と、その逆でセメントの凝結時間を長くする遅延剤が含まれます。セメントの密度を増減させるために、軽量および重量の添加剤が添加されます。添加剤を添加して、セメントの圧縮強度、流動特性、脱水速度を変えることができます。エクステンダーは、セメントのコストを削減するためにセメントを膨張させるために使用でき、消泡剤を追加して、ウェル内での発泡を防ぐことができます。失われた循環ゾーンを塞ぐために、ブリッジング材料も追加されます。

井戸をセメントで固める

ケーシングまたは鋼管が井戸に流れ込んだ後、L字型のセメントヘッドが井戸ヘッドの上部に固定され、ポンプからスラリーを受け取ります。ケーシングの内側を掃引し、混合を防ぐ2つのワイパープラグまたはセメントプラグ：下部プラグと上部プラグ。

掘削流体がセメントスラリーと混合しないように、下部プラグがウェルに導入され、セメントスラリーがその背後のウェルにポンプで送られます。次に、下部プラグがフロートカラーによって坑井の底のすぐ上に引っ掛かります。フロートカラーは、セメントスラリーがウェルに入るのを可能にする一方向バルブとして機能します。

次に、ウェルにポンプで送られるセメントへの圧力が、ダイアフラムが下部プラグ内で破損するまで増加し、スラリーがそれを通ってケーシングストリングの外側に流れることを可能にします。

適切な量​​のセメントがウェルに注入された後、上部のプラグがケーシングに注入され、残りのスラリーが下部のプラグに押し出されます。上部のプラグが下部のプラグに達すると、ポンプがオフになり、セメントが固まります。

セメントが硬化するのにかかる時間は、増粘時間またはポンピング時間と呼ばれます。深部、高温または高圧下、および腐食性環境での井戸の設置には、特殊なセメントを使用できます。

詳細については、お問い合わせください。

感謝をこめて、

リンヤン（さん）

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