Tilbake til søkeresultatene

PETROMAKS2-Stort program petroleum

Voltage on casing for improved well cement quality

Alternativ tittel: Forbedret sementkvalitet ved bruk av elektrisk spenning på fôringsrøret

Tildelt: kr 5,5 mill.

Sementering er en viktig del av brønnkonstruksjonsprosessen. Etter at man har boret seg et stykke ned i undergrunnen sementerer man på plass et fôringsrør. Man lar deretter sementen herde, slik at den mekanisk støtter opp brønnen og hindrer lekkasje. Sement brukes også som forseglingsmateriale for å tette igjen brønner som ikke lenger er i bruk. Det er med andre ord sementbarrierer vi setter vår lit til for å minimere lekkasje fra aktive og pluggede brønner over tid. Å oppnå kontroll over sementplassering og sementheft er derfor viktige ingredienser i å redusere miljøbelastningen fra olje- og gassaktiviteter. I dette prosjektet har vi undersøkt om man kan manipulere brønnsement ved å påføre en elektrisk spenning på fôringsrøret i brønner. Målet har vært å prøve å "tvinge" sementen til å hefte eller flyte på en spesiell måte utenfor eller i stålrøret. Teorien er at dette er mulig fordi sementpartiklene har elektrisk ladning. Konsepter som går ut på å manipulere ladede partikler i slurryer er allerede i bruk i flere andre industrier, f.eks. konstruksjons-, bergverks- og prosessindustri. Det er imidlertid en ny idé å manipulere strømning og heft av brønnsement med elektrisk spenning. Prosjektet har pågått i perioden 2017-2020, og arbeidet er blitt utført av SINTEF, NTNU, Université du Maine (Frankrike) og sementeksperter fra det franske firmaet Curistec. Det er blitt utført en serie eksperimenter med mål om å kaste lys over de fundamentale prosessene som bestemmer hvordan sement kan manipuleres med elektrisk spenning. Både elektrisk manipulasjon av flytende sementslurryer og effekter etter at sementen har fått herde under forskjellige spenningsbetingelser er blitt studert. Detaljert mikroskopi er blitt brukt for å studere grenseflatene mellom sement og katode/anode, og en serie mekaniske push-out tester er gjennomført for å måle bindingsstyrken mellom sement og stål. Resultatene viser at spenning er en lovende metode for å sikre tettere sement i brønner. Både sementkjemi, partikkelpakking, porøsitet og heftstyrke viste seg å kunne manipuleres med spenning. Arbeidet resulterte i 8 fagfellevurderte artikler, 11 konferanseforedrag, 7 populærvitenskapelige presentasjoner og 1 patenterbar idé.

The goal of this project is to reduce the environmental footprint of oil and gas activities. This will be done by studying how to minimize leakage along the interface between cement and steel casing pipe in wells by improving cement placement and the cement-steel bonding quality. The project, which has an experimental focus, will study how cement slurry flow and solidification can be optimized by applying specially-designed voltages to the casing during cementing operations. It is hypothesized that phenomena, such as electrophoresis, dielectrophoresis and electrohydrodynamic effects, can be exploited to improve cement placement and bonding to steel. Cement hardening and flow experiments will be performed to understand the effect of AC and DC electric fields in the annulus. The bond quality will be monitored during and after solidification using microscopic and tomographic characterization techniques, and will subsequently be measured by mechanical testing. Theoretical work will support the design of the experiments and the interpretation of the experimental results.

Publikasjoner hentet fra Cristin

Ingen publikasjoner funnet

Aktivitet:

PETROMAKS2-Stort program petroleum