Najważniejszym zadaniem zabiegu cementowania kolumny rur okładzinowych jest uszczelnienie przestrzeni pierścieniowej pomiędzy zapuszczanymi rurami a ścianą otworu wiertniczego oraz poprzednio zacementowaną kolumną rur. W trakcie uszczelniania gazowych otworów wiertniczych często dochodzi do występowania migracji gazu powodującej nieszczelności płaszcza cementowego. Stanowi to zagrożenia dla środowiska oraz dla życia i zdrowia ludzi. Zjawisko migracji stwarza również problemy natury technicznej podczas przygotowania otworu do eksploatacji.
W pracy doktorskiej przedstawione są mechanizmy powstawania migracji i ekshalacji gazu oraz omówione są zagadnienia ograniczenie ekshalacji gazu w otworach wiertniczych. Zmniejszenie ekshalacji gazu można było uzyskać poprzez modyfikację receptur zaczynów uszczelniających. Opisana została innowacyjna metodyka badań zaczynów cementowych przeznaczonych do uszczelniania otworów wiertniczych o podwyższonym ryzyku wystąpienia migracji gazu. W pracy omówiono wyniki badań migracji gazu przez wiążący i związany zaczyn cementowy na urządzeniu umożliwiającym symulację warunków otworowych oraz śledzenie zjawisk zachodzących w zaczynie podczas wiązania. Celem pracy było ograniczenie ekshalacji gazu poprzez modyfikację receptur zaczynów uszczelniających oraz analizę wpływu dokonanych modyfikacji na kształtowanie się struktury stwardniałych zaczynów uszczelniających.
W związku z powyższym w pracy poruszone również zostały zagadnienia dotyczące mikrostruktury stwardniałych zaczynów cementowych. Rozprawa doktorska w dużym stopniu przyczynia się do ograniczenie migracji i ekshalacji gazu w otworach wiertniczych oraz pozwala na zminimalizowanie tego zjawiska poprzez zastosowanie innowacyjnych zaczynów uszczelniających.
Suppressing gas exhalation in wells by the modification of slurry designs and the structure formation of solidified sealing slurries.
The most important function of the cementing operations in each casing string column is to seal the annular space between the installed pipes and the walls of the well as well as the previously cemented casings.
What often occurs in a well during the cement job is gas migration, which causes leaks in the cement sheath. It poses a threat to the environment and human life and health. Moreover, gas migration causes certain technical problems while preparing the borehole for exploitation.
This PhD thesis shows mechanisms of forming the migration and exhalation of gas and problems connected with the suppressing of gas exhalation in wells. The suppression could be achieved by modifying slurry designs. This work presents an innovative methodology of analyzing cement slurries designed to seal boreholes with higher risk of migration gas occurrence. The work also reports the results of research into gas migration in a setting as well as already set cement slurry, which was conducted in a simulator modelling well conditions, where all the slurry solidifying effects could be closely observed. The aim of the work was to reduce gas exhalation by modifying slurry designs and analyzing the effects of the modifications on the formation of the structure of the solidified slurries. On account of this, the work also discusses some questions concerning the microstructure of solidified cement slurries. This PhD thesis contributes considerably to the suppressing of gas migration and exhalation in wells, and helps minimalize this process by applying innovative
