سیمان حفاری

کاربرد این سیمان منحصر در چاه‌های نفت میباشد. در حفاریهای نفتی که عمق آن گاهی به حدود 6000 متر هم می‌رسد، جهت جلوگیری از ریزش دیواره‌ها با قرار دادن لوله‌هایی درون چاه ، پشت آن را دوغاب سیمان ترزیق می‌کنند. سیمان مصرفی برای این منظور میبایست تامین کننده خصوصیات ذیل باشد:

1ـ وقت گیرش اولیه آن طولانی (در حدود 3 ساعت) باشد تا فرصت کافی برای پمپ نمودن آن به اعماق پایینی زمین وجود داشته باشد.

2ـ از آن جا که در دما در اعماق پایینی زمین امکان دارد تا حدود هم برسد، میبایست در برابر حرارت مقاوم باشد.

3ـ چون لایه ریزی آن از پایین به بالاست، مقاومت سیمان میبایست پس از گیرش به سرعت زیاد شدن یابد. سیمان متناسب برای این اهداف، سیمان حفاری یا سیمان چاه‌های نفت میباشد که زیاد گرانقیمت تر از سیمان پرتلند معمولی میباشد و هرگز نبایستی از آن برای منظور دیگری استفاده نمود. در گونه ساخت بتن با این سیمان، این بتن تا چند روز حالت خمیری دارد و دیر سفت می‌شود. ولی پس از سفت شدن مقاومت بسیاری بالایی خواهند داشت و تخریب آن فوق‌العاده دشوار میباشد.

بهتر است بدانید: سیمانکاری بدون داربست

انواع سیمان حفاری

سیمان حفاری انواع مختلفی دارد که با توجه به شرایط درون چاه و موقعیت های مختلف، هر یک کاربرد خواص خود را دارند. سیمان های نوع A بسیار سریع میگیرد و در چاه های کم عمق استفاده می شود. اما سیمان های G و H در اعماق مختلفی استفاده می شوند. به دلیل عمق های مختلف، سیمان حفاری در انواع متداول تولید می شوند. در ادامه به معرفی هر یک میپردازیم:

سیمان حفاری نوع A

این نوع از سیمان حفاری برای عمق های 6000 فوتی استفاده می شود. از ارزان ترین انواع سیمان بوده و استحکام بسیار کمی دارند. سیمان نوع A فقط یک نوع معمولی دارد.

سیمان حفاری نوع B

این نوع سیمان هم برای عمق 6000 فوتی که شرایط چاه نیاز به مقاومت متوسط یا زیاد دارد، استفاده می شود. ویژگی این سیمان نوع B دارای دو نوع متوسط و مقاومت زیاد در برابر سولفات ها را دارد.

سیمان حفاری نوع C

این نوع سیمان نیز برای عمق 6000 فوتی و مواقعی که شرایط چاه ایجاب میکند که سیمان دارای مقاومت اولیه بالایی باشد. این سیمان دارای دو نوع ضد سولفات متوسط و ضد سولفات قوی میباشد.

سیمان حفاری نوع D

این نوع سیمان برای عمق 6000 تا 10000 در شرایطی که فشار و دمای چاه نسبتا زیاد است. سیمان حفاری نوع D دارای دو نوع ضد سولفات قوی و ضد سولفات متوسط است.

سیمان حفاری نوع E

این نوع سیمان برای چاه های عمق 10000 تا 14000 فوتی برای شرایط فشار و دمای زیاد استفاده میشود که دارای دو نوع سولفات متوسط و سولفات قوی است.

سیمان حفاری نوع F

این نوع سیمان برای حفاری در عمق 10000 تا 16000 فوتی و برای شرایطی با دما و فشار فوق العاده زیاد استفاده میگردد. سیمان حفاری نوع F دارای دو نوع ضد سولفات قوی و متوسط است.

سیمان حفاری نوع G

این نوع سیمان به عنوان سیمان پایه است که تا عمق 8000 فوتی استفاده میشود و به همان شکل خاص و با تنظیم افزایه ها میتوان در اعماق مختلف به کار برد. افزاینده ها منظور همان شتاب دهنده‌ها و کندکننده‌ها هستند. ضد سولفات قوی و متوسط دو نوع این سیمان حفاری هستند.

سیمان حفاری نوع H

سیمان حفاری نوع H به عنوان یک سیمان پایه از سطح زمین تا عمق 8000 فوتی و با همان شکل خاص استفاده می شود. همچنین با تنظیم افزاینده ها (شتاب دهنده‌ها و کند کننده‌ها) میتوان در اعماق مختلف آن را به کار برد. ضد سولفات قوی و متوسط دو نوع این سیمان هستند.

ترکیب اصلی سیمان حفاری

سیمان حفاری ترکیبات مختلفی دارند اما همه آنها از ترکیب اصلی خاصی برای تولید پیروی می کنند. ترکیب اصلی سیمان حفاری شامل موارد زیر است:

• تری کلیسم سیلیکات یا C3S
• دی کلسیم سیلیکات یا C2S
• تری کلسیم آلومینات یا C3A
• تترا کلسیم آلومینو فریت یا C4AF

افزایه ها در سیمان حفاری

سیمان حفاری تنها با چهار عنصر بالا اصلا قابل استفاده میست زیرا به سرعت میبندد و سفت می شود. به همین دلیل برای استفاده از آن پای افزایه ها یا ADDITIVES به میان می آید. افزایه ها برای رساندن دوغاب به مشخصات مطلوب مورد استفاده قرار میگیرد.

افزودنی های سیمان به دو نوع افزودنی های شیمیایی که غلظت کمی دارند و تاثیرات چشمگیری روی سیمان دارد و افزودنی های فیزیکی که در غلظت های مختلف وارد سیمان می شوند. برخی از افزایه ها نیز چند منظوره هستند.

چرا از افزایه ها در سیمان حفاری استفاده می شود:

1. تغییر در دانسیته سیمان
2. افزایش مقاومت سیمان حفاری
3. عدم هرز روی
4. تنظیم زمان بندش سیمان
5. افزایش حجم دوغاب با کمترین هزینه
6. حفظ کیفیت سیمان و جلوگیری از تجزیه آن در طول زمان
7. کاهش هرز روی آب دوغاب سیمان

در پایان

سیمان حفاری در چاه های نفت بسیار کاربردی و ضروری است. قبا از استفاده باید شناخت کامل روی سیمان، خواص آنها، ترکیبشان و … داشت.

افزودنی های سیمان حفاری نیز اهمیت خاص خود را دارند زیرا آنها هستند که سیمان حفاری را در اعماق مختلف قابل استفاده می کنند. سالانه در ایران به میزان 250 تن افزودنی استفاده می شود که ارزش آن یک میلیون دلار است.

———————————–

مطالب مرتبط: