عمليات السمنتة في الحفر البحري

**تعريف عملية السمنتة**:

&السمنتة : هي عبارة عن عملية ضخ السائل الإسمنتي (ماء + اسمنت ) من داخل مواسير التغليف ثم إزاحته إلى الفراغ الحلقي أي أننا نقوم باستبدال سائل الحفر الموجود في الفراغ الحلقي (بشكل كامل أو جزئي) بسائل إسمنتي والذي يتصلب بعد فترة زمنية معينة مشكلا حول مواسير التغليف ما يسمى بالحجر الإسمنتي ، من حذاء مواسير التغليف وحتى ارتفاع معين.&

**أهمية عملية السمنتة**:

&ويمكن تلخيص أهمية عملية السمنتة بالنقاط التالية:

1. عزل الطبقات الجيولوجية : حيث تعزل العمليات الإسمنتية الطبقات الجيولوجية عن بعضها البعض وهي الوظيفة الأهم لعمليات السمنتة حيث تمنع اختلاط الموائع المتواجدة فيها وعدم انتقالها من المناطق ذات الضغط المرتفع إلى المناطق ذات الضغط المنخفض وتحقق عازليه جيدة للطبقات المنتجة عن بقية الطبقات الأخرى الأمر الذي يسهل استثمارها على مراحل

2. حماية مواسير التغليف من التأثير التأكلي بفعل المياه الطبقية المالحة أو سائل الحفر الذي دخل الطبقة أو بقي خلف مواسير التغليف أو بفعل الموائع الطبقية الحامضية .( No3-،Co2،Co، So4--).

3. إبعاد تأثير سائل الحفر أو فاقد الرشح عن الطبقات الصخرية : حيث تبعد عمليات الاسمنت تأثير سائل الحفر أو فاقد الرشح عن الطبقات التي تتأثر ثبوتيتها بالماء (غضار، ملح ) وبذلك تثبت عمليات الاسمنت هذه الطبقات وتمنعها من الانهيار وبالتالي تحمي مواسير التغليف من الضغط الخارجي الناتج عن التهدم والآثار السلبية التي قد تتبع ذلك .

4. تثبيت مواسير التغليف وتدعيمها من خلال تشكيل رابطة مقاومة بين السطح الخارجي للمواسير والجدران الصخرية للبئر.&

**الاسمنت**:

&يعتبر الاسمنت المادة الرئيسية في عملية السمنjة وهو عبارة عن مسحوق ناعم جدة تتراوح أبعاده بين (10 – 150) ميكرون. وهو مكون من مزج عدة مواد مطحونة ذات تركيب معدني معين، ويتصف بخاصية التصلب التحول إلى حجر) عند مزجه مع الماء. وينتج الاسمنت من حرق خليط من الجير الطباشير والحجر الجيري ) والغضار (سيليكات الألمونيوم) إلى درجة حرارة تحميص المكونات الداخلة في تركيبه أي حوالي (1450°c) و إضافة الجبس الخام (. Ca SO4 . 2H2O ) لتكوين مادة ثلاثي سيليكات الكالسيوم Tricalcium Silicate Ca3SiO5 وهي المادة الأساسية للإسمنت بالإضافة إلى ثلاثي ألومينات الكالسيوم وثنائي سيليكات الكالسيوم.

عملية تصلب الإسمنت تنشأ نتيجة تفاعل بين مادة ثلاثي سيليكات الكالسيوم والماء طبق للمعادلة التالية:

بعد ذلك تتم عملية طحنه إلى أبعاده المحددة .

وهنالك تصنيفات متعددة للإسمنت ولكن بشكل عام يؤخذ تصنيف المعهد الأمريكي بالاعتبار في أغلب الأحيان . حيث يصنف المعهد الأمريكي للنفط الأسمنت إلى الأنواع التالية والتي حددت فيه خواصه الفيزيائية والكيميائية وفقا لعمق البئر وهذه الأنواع هي:

. (A,B,C,D,E,F,G,H)

أما بالنسبة للإسمنت البورتلاندي وهو النوع المستخدم في سمنتة الآبار الغازية فإنه يتشكل من حجر كلسي و غضار و أحيانا أكاسيد الحديد والألمنيوم والتي تخلط مع بعضها البعض وتسخن إلى درجة الحرارة المطلوبة ضمن فرن دوار. ويتشكل من المكونات التالية :

2CaOSiO : وهي عبارة عن المادة الرئيسية التي تؤمن للإسمنت قوته وصلابته ، حيث يتهدرج هذا المركب ببطء ليعطي الاسمنت الصلابة المطلوبة ويرمز له بالرمز (C3S) وتكون نسبته في الاسمنت حوالي%(25- 5).

3CaOAI20 : حيث يسرع هذا المركب هدرجة الاسمنت كما يتحكم بزمن التخثر (زمن الشك الابتدائي) ويرمز له بالرمز (C3A) وتكون نسبته في الاسمنت حوالي %10.

30 CaOAIO3 F2 :ويؤمن هذا المركب حرارة هدرجة قليلة ويرمز له بالرمز (C4AF) ) وتكون نسبته في الاسمنت حوالي %10.وبالتالي فإن التأثير الذي نحصل عليه لهذه المواد يجعلنا قادرين على تطوير الاسمنت من أجل تطبيقات متعددة تلبي احتياجات الصناعة النفطية.&

**خواص السوائل الإسمنتية**:

&السائل الإسمنتي هو عبارة عن خليط من الماء والاسمنت مع بعض الإضافات والتي تخلط مع هذا السائل بنسب معينة بهدف تحسين خواص السائل الإسمنتي وبالتالي الحجر الإسمنتي المتشكل، وتعتبر خواص السائل الإسمنتي من العناصر الأساسية في نجاح عمليات السمنة أو فشلها . وكتابع للزمن فإن نوعية السائل الإسمنتي يجب الحفاظ عليها لفترة قصيرة من بداية تحضير السائل الإسمنتي وحتى نهاية عملية السمنتة . وتعتمد هذه الخواص على عوامل عديدة مثل التركيب المعدني والكيميائي لمسحوق الاسمنت ونوع وكمية المواد المضافة ونسبة الماء إلى مسحوق الاسمنت ونظام الخلط ونظام جریان السوائل في الفراغ الحلقي ثم الشروط الطبقية.&

**خواص السوائل الإسمنتية **:

**1-الوزن النوعي للسائل الإسمنتي** :

&وهو عبارة عن وزن واحدة الحجم من السائل الإسمنتي وهو من الخواص الهامة جدا لأنه يمثل الدليل العملي الوحيد لجودته أثناء التحضير ثم النقل إلى البئر وتدل تذبذبات الوزن النوعي للسائل الإسمنتي على تغير خواصه الأخرى.

إن زيادة الوزن النوعي تقابل تناقصا في نسبة الماء إلى مسحوق الأسمنت أي تؤدي إلى تعجيل تكاثف السائل وتناقص الزمن الذي يمكن خلاله متابعة قابليته للحركة ، بينما نقصان الوزن النوعي ينتج عن زيادة نسبة الماء إلى المسحوق الإسمنتي وخفض جودة الحجر الإسمنتي لذا يجب المحافظة عليه بقيمة ثابتة أثناء ضخ السائل الإسمنتي. تتغير نسبة الماء إلى مسحوق3.5-60% = W / C وبذلك يكون الاسمنت تبعا للوزن النوعي المطلوب وتتراوح بين الوزن النوعي بين 1810-1850 Kg /m³ وبذلك يكون الوزن النوعي للسائل الإسمنتي دائما أعلى أو على الأقل يساوي الوزن النوعي  لسائل الحفر وذلك للأسباب التالية :

1- تجنب حدوث اندفاعات ذاتية من الطبقات الخازنة للموائع أثناء عملية السمنتة .

2- المحافظة على قيمة الضغط المعاكس على بعض الطبقات القابلة للانهيار .

 3- الحصول على إزاحة جيدة لسائل الحفر من الفراغ الحلقي من قبل السائل الإسمنتي . يمكن زيادة الوزن النوعي بتخفيض النسبة W / C أو بإضافة مواد مثقلة