أنواع السوائل الإسمنتية - (الجزء الرابع )

8-** السوائل الإسمنتية المخصصة لعزل المجالات التي تسبب تسرب للسائل في الطبقة**:

&تعتبر مشكلة تسرب السائل في الطبقة من أكثر مشاكل الحفر تعقيدا نظرة للعوامل الكثيرة التي تؤثر بها. ومن أجل سمنتة مجالات حدث فيها تسرب لسائل الحفر تستعمل خلطات إسمنتية خاصة ، تتميز هذه الخلطات ( إضافة إلى الوزن النوعي المنخفض) بزمن تكاثف قليل جدا ( تبدأ بالتصلب خلال زمن قصير جدا بعد الانتهاء من الضخ ). كما تعالج بمواد سدادة مشابهة تماما للمواد التي تستخدم في معالجة سائل الحفر. ومن أجل رفع جودة عزل هذه المجالات يتم ضخ محلول كلور الكالسيوم ( قبل السائل الإسمنتي ) لتنظيف جدران البئر التي سيتم سمنتتها. كما يستخدم الملح الصخري NaCl و CaCl2 كمسرع للتصلب ( علما أن نسب استعمال هذين الملحين هي بحدود 23 % للملح الأول و 5-3% بالنسبة الثاني). ويستخدم الجص لتحقيق الهدف ذاته، وذلك بإضافته إلى السائل الإسمنتي، أو بصفة مستقلة عند درجات الحرارة المنخفضة (لا تتجاوز درجة حرارة البئر 60 درجة مئوية).

ينصح بعزل المجال الذي أدى إلى تسرب سائل الحفر فيه قبل إنزال مواسير التغليف، لأنه سوف يؤدي بصورة شبه أكيدة إلى تسرب السائل الإسمنتي ذي الوزن النوعي المرتفع جدا قياسا مع الوزن النوعي لسائل الحفر. وتفضل السوائل الإسمنتية الزيتية في مثل هذه الحالات - يمزج مسحوق الإسمنت مع النفط الخام أو أحد مشتقاته مثل زيت الديزل لأن هذه السوائل لا تتجمد، وتشكل حجرة إسمنتية إلا عند توفر الماء الموجود في الطبقة التي تسرب فيها سائل الحفر- وبذلك فإنها لن تتصلب سوى في فراغات الطبقة مغلقه إياها ومانع حدوث التسرب مجددا. إن دور النفط الخام أو مشتقاته هو نقل مسحوق الإسمنت إلى المجال المستهدف.&

9- **سائل إسمنتي بوزن نوعي مرتفع (Heavy weight cement)**:

&تستخدم السوائل الإسمنتية المثقلة بهدف التغلب على مشاكل معينة مثل زحف الغضار والضغوط الطبقية المرتفعة، حيث تم حفر هذه المجالات بسوائل حفر مرتفعة الوزن النوعي تزيد عن dm³ / kgf 2 ويمكن زيادة الوزن النوعي للسائل الإسمنتي بإحدى الوسيلتين الآتيتين:

1- إنقاص نسبة الماء إلى مسحوق الإسمنت ومعالجة السائل الإسمنتي بمواد مقللة للاحتكاك واللزوجة. وتحدد كمية ونوعية مواد المعالجة بحيث تكون فعاليتها كافية لإنجاز عملية السمنة. يمكن أن يصل الوزن النوعي للسائل الإسمنتي بهذه الطريقة إلى kgf / dm³2.04 -2.1 ولا يمكن إنقاص نسبة الماء إلى مسحوق الإسمنت كثير ( النهاية الصغرى التي يمكن قبولها هي ( 0.35 = W / C ) لأن تحضير السائل وضخه في البئر يصبح أكثر صعوبة.

2- معالجة السائل الإسمنتي العادي بمواد مثقلة: وهي الطريقة الأفضل والأكثر استعمالا، حيث تستخدم نسبة الماء إلى مسحوق الإسمنت المثالية تبعا لشروط البئر، ثم يجري رفع الوزن النوعي للسائل باستخدام مواد حيادية بالنسبة للماء ( لا تؤدي إلى رفع اللزوجة) وذات وزن نوعي مرتفع. تستعمل كمواد مثقلة نفس المركبات التي تستخدم في معالجة سائل الحفر مثل البارايت (BaSO4 ) ذو الوزن النوعي/dm³ kgf 4.2 أكاسيد الحديد ذات الوزن النوعي dm³ / kgf4.2-6.5 وأكسيد الرصاص عند الاضطرار لرفع الوزن النوعي للسائل الإسمنتي إلى قيمة كبيرة.&

10-** سائل إسمنتي مخفف (بوزن نوعي قليل) (Light weight cement)**:

&تستخدم السوائل الإسمنتية ذات الوزن النوعي المنخفض في الآبار التي استعمل فيها سائل حفر بوزن نوعي قليل، والتي أدت إلى تسرب السائل المخفف في الطبقة، ولم يتم عزلها جيدا قبل عملية التغليف، كما تستخدم في الآبار التي تتطلب رفع الإسمنت في الفراغ الحلقي إلى مسافة كبيرة عن حذاء مواسير التغليف ( سمنتة الطبقات الغازية والتي يرفع فيها الإسمنت حتى السطح- طول المجال المفتوح من البئر كبير، ويتكون من طبقات تتطلب العزل بالإسمنت بكاملها )، وعزل المجالات النفطية ذات الضغوط الطبقية المنخفضة. يخفف الوزن النوعي للسائل الإسمنتي باستعمال نسب مرتفعة من الماء إلى الإسمنت، حيث تستخدم القيم العظمى لهذه النسب، والتي يتمكن عندها الخليط من التصلب ( علما أن النسبة العظمى المسموح بها هي 60%). إذا كانت القيمة العظمى لنسبة الماء إلى مسحوق الإسمنت غير كافية ( مازال الوزن النوعي للسائل الإسمنتي أكبر من اللازم يعالج السائل الإسمنتي بمقللات للوزن النوعي. ويعتبر البنتونيت أهم المواد المقلة للوزن النوعي للسائل الإسمنتي، لأنه يحتفظ بكميات إضافية من الماء، وبالتالي يسمح بزيادة كبيرة لنسبة الماء إلى المسحوق الإسمنتي ( تفوق القيمة العظمى )، وبالتالي يتناقص الوزن النوعي. وتتراوح كمية البنتونایت المستخدمة في الخلطات الإسمنتية من 25-4 % من وزن مسحوق الإسمنت. وتتصف السوائل الإسمنتية المعالجة بمسحوق البنتونایت مقارنة مع السوائل الإسمنتية الأخرى بالميزات الآتية:

1- وزن نوعي منخفض ( وفق متطلبات البئر).

2 - فاقد رشح قليل.

3 - نفوذية منخفضة.

4 - مرونة عالية، وبالتالي قابلية قليلة للتشقق عند التثقيب.

ولكن استخدام البنتونيت بتركيز مرتفع ( أكثر من 5%) يترافق بعيب رئيسي هو انخفاض المقاومة الميكانيكية للحجر الإسمنتي، وهو ما يؤدي إلى انخفاض إمكانية استخدام تركيز مرتفع منه. أما عند التركيز المنخفض فإن المقاومة الميكانيكية تتحسن نظرا لارتباط البنتونيت بجزء من الماء، ويتم تصلب السائل الإسمنتي بسرعة أقل، وعند درجات الحرارة المرتفعة والضغوط العالية يتفاعل البنتونيت مع مركبات السائل الإسمنتي وخاصة Ca OH 2 (مكونة سيليكات وألومينيات هيدروكسيلية. ونظرا للنتائج الإيجابية لإضافة البنتونيت إلى السائل الإسمنتي والتي أثبتتها المعطيات المخبرية والحقلية ينصح باستخدام الخلطات الإسمنتية المعالجة بالبنتونيت ليس في ظروف الحفر الصعبة فقط ( من أجل تخفيف الوزن النوعي للسائل الإسمنتي لمنع تسربه في الطبقات ذات الضغوط المنخفضة)، بل وحتى في الآبار التي يتم حفرها بشكل عادي.)

يجب التنويه إلى ضرورة معالجة السائل الإسمنتي البنتونيتي بمقللات اللزوجة، وذلك إما بزيادة نسبة الماء في الخلطة الإسمنتية، أو باستخدام المركبات الكيميائية