Informacja

Drogi użytkowniku, aplikacja do prawidłowego działania wymaga obsługi JavaScript. Proszę włącz obsługę JavaScript w Twojej przeglądarce.

English (EN)·Polski (PL)·Yкраїнський (UK)
Przejdź do strony domowej biblioteki Centralna Biblioteka Wojskowa Link otwiera się w nowym oknie Logo biblioteki Prolib Integro - strona głównaCentralna Biblioteka Wojskowa

Wyszukujesz frazę "zaczyn" wg kryterium: Temat

  Lista filtrów
Wyrównaj
    Wyświetlanie 1-77 z 77
    Tytuł:
    Wpływ superplastyfikatorów na właściwości reologiczne zaczynów cementowych
    Autorzy:
    Stryczek, S.
    Powiązania:
    https://bibliotekanauki.pl/articles/364654.pdf
    Data publikacji:
    2011
    Wydawca:
    Nowoczesne Budownictwo Inżynieryjne
    Tematy:
    superplastyfikatory
    wiertnictwo
    zaczyn cementowy
    zaczyn uszczelniający
    cement paste
    drilling
    sealing materials
    Opis:
    Odpowiednio dobrany rodzaj oraz koncentracja superplastyfikatorów wpływa korzystnie na parametry reologiczne zaczynu uszczelniającego, sporządzanego na osnowie cementu hutniczego.
    Źródło:
    Nowoczesne Budownictwo Inżynieryjne; 2011, 3; 60-62
    1734-6681
    Pojawia się w:
    Nowoczesne Budownictwo Inżynieryjne
    Dostawca treści:
    Biblioteka Nauki
    Artykuł
    Tytuł:
    Zmiana parametrów reologicznych zaczynu lateksowego pod wpływem dodatku mikrosfery
    Change of rheological parameters of latex cement slurry by microsphere material addition
    Autorzy:
    Kremieniewski, Marcin
    Powiązania:
    https://bibliotekanauki.pl/articles/1834132.pdf
    Data publikacji:
    2020
    Wydawca:
    Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy
    Tematy:
    zaczyn cementowy
    zaczyn lekki
    zaczyn lateksowy
    mikrosfery
    parametry reologiczne
    cement slurry
    lightweight slurry
    latex slurry
    microspheres
    rheological parameter
    Opis:
    Lightweight cement slurry are most often used to seal columns of casing pipes set in weakly compact geological formations and loose layers. By using this cement slurry the hydrostatic pressure can be lowered, so that the slurry does not fracture the delicate structure of the borehole wall. Lowering the slurry density is possible by introducing light fill-up additives. Microspheres are the most commonly used light fillers. However, the use of this additive causes a change in rheological parameters, which has an impact on the transferability of the designed cement slurry. In order to obtain adequate cement slurry filling of the annular space, its rheological parameters should be designed in such a way so as to obtain adequate displacement of the mud from the hole and the best possible filling of the caved wall of the borehole. To this end, it is necessary to lower the rheological parameters of the cement slurry. However, low values of the plastic viscosity and the flow limit may result in excessive fractionation of the slurry containing the addition of microspheres, as a result of which both the cement slurry and the cement sheath resulting from it will not show adequate homogeneity. Therefore, in order to properly design the lightweight slurry recipe, whose density is regulated by the addition of microspheres, one must first determine the change in the value of rheological parameters under the influence of the addition of microspheres, which was discussed in this article. The publication presents the results of works on the change of rheological parameters of latex cement slurry under the influence of increasing number of microspheres. Six slurries were designed, of which three recipes were reference points, and the next three were modified with 40% of the microspheres. The base cement slurries contained 5% microspheres in relation to the mass of cement, and the newly developed recipes on the basis of which the effect of the addition of microspheres was investigated contained 40% aluminosilicate microspheres. The designed slurries were intended for well conditions with a temperature range from 30°C to 70°C and corresponding reservoir pressures in the range from 5 MPa to 20 MPa. During the research, the focus was on the impact of the addition of microspheres on the rheological parameters of lightweight cement slurry, because this addition is the most commonly used filling material, and the results obtained can be helpful when designing, new, reduced density cement slurry recipes.
    Źródło:
    Nafta-Gaz; 2020, 76, 1; 37-45
    0867-8871
    Pojawia się w:
    Nafta-Gaz
    Dostawca treści:
    Biblioteka Nauki
    Artykuł
    Tytuł:
    Zaczyny cementowe z dodatkiem nanokomponentów do uszczelniania kolumn rur okładzinowych w otworach wiertniczych o głębokości końcowej około 1000–2000 metrów
    Cement slurries with the nanocomponents for sealing casing columns in boreholes with a final depth of 1000–2000 meters
    Autorzy:
    Rzepka, Marcin
    Kędzierski, Miłosz
    Powiązania:
    https://bibliotekanauki.pl/articles/1834967.pdf
    Data publikacji:
    2019
    Wydawca:
    Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy
    Tematy:
    nanokrzemionka
    zaczyn cementowy
    stwardniały zaczyn cementowy
    wytrzymałość mechaniczna
    nanosilica
    cement slurry
    set cement
    mechanic strength
    Opis:
    Tak jak w każdej dziedzinie nauki, tak również w wiertnictwie konieczne jest stałe dążenie do tworzenia nowych, zmodernizowanych produktów. Dlatego też zarówno na świecie, jak i w Polsce trwają nieprzerwanie badania mające na celu uzyskanie trwalszych, szczelniejszych czy też bardziej ekologicznych materiałów wiążących. Coraz częściej poszukiwane są innowacyjne rozwiązania, które pozwolą na otrzymywanie jak najwyższej klasy produktów wiążących. Ostatnio synonimem rozwoju i postępu stała się nanotechnologia – dynamicznie rozwijający się dział nauki zajmujący się zarówno projektowaniem, tworzeniem, jak i badaniem struktur o wielkości rzędu nanometrów (miliardowych części metra). Kamień cementowy utworzony jest m.in. z małych ziaren uwodnionych krzemianów wapnia i dużych kryształków uwodnionych produktów hydratacji, między którymi znajdują się przestrzenie porowe. Jest to miejsce, w którym mogą się z powodzeniem upakować drobne ziarenka nanocząsteczek, powodując zmniejszenie porowatości i przepuszczalności matrycy cementowej. W artykule zamieszczono wyniki badań przykładowych receptur zaczynów cementowych (zawierających od 0,5% do 1% nanokrzemionki) przeznaczonych do uszczelniania kolumn rur okładzinowych w otworach wiertniczych o głębokości końcowej około 1000–2000 metrów. Receptury zaczynów opracowano w INiG – PIB. Zaczyny posiadały gęstość około 1870 kg/m3 , a ich czasy gęstnienia dobrano odpowiednio do danych warunków geologiczno-technicznych. Próbki kamieni cementowych uzyskane z zaczynów z nanokomponentami cechowały się bardzo niską (jedynie około 2%) zawartością porów kapilarnych. Pory o najmniejszych rozmiarach (poniżej 100 nm) stanowiły zdecydowaną większość (powyżej 95%) ogólnej ilości porów występujących w matrycy cementowej, co świadczy o bardzo niskiej przepuszczalności dla medium złożowego. Wczesne wytrzymałości na ściskanie wynoszące 3,5 MPa (na podstawie badania na ultrasonograficznym analizatorze cementu) zaczyny uzyskiwały po czasach od około 7½ godziny do 14 godzin. Po tym okresie kamień cementowy jest na tyle mocny, że możliwe jest dalsze prowadzenie prac w otworze. Wytrzymałości na ściskanie kamieni cementowych po 28 dniach hydratacji przyjmowały bardzo wysokie wartości, dochodzące nawet do 38 MPa (wytrzymałości te znacznie przekraczały wyniki uzyskiwane dla zaczynów konwencjonalnych). Przyczepność do rur stalowych po 28 dniach hydratacji była bardzo wysoka i wyniosła około 6 MPa. Potwierdzeniem niezwykle zwartej mikrostruktury próbek z nano-SiO2 mogą być fotografie próbek zaczynów wykonane za pomocą mikroskopii skaningowej. Widać na nich zbitą matrycę cementową o bardzo małej przepuszczalności.
    As in every field of science, drilling also requires a constant effort to develop new, modernized products. Both in the world and in Poland research is therefore continually under way to obtain more durable, tighter or more ecological binding materials. Innovative solutions are increasingly being sought to produce the highest quality binding materials possible. Recently, nanotechnology has become a synonym for devel- opment and progress – a dynamically developing branch of science, dealing with both designing, creating and testing nanometer-scale (billionths of a meter) structures. Cement stone is formed, among others, from small grains of hydrated calcium silicates and large crystals of hydrated hydration products between which there are pore spaces. It is a place where fine grains of nanoparticles can be successfully packed, causing a decrease in the porosity and permeability of the cement matrix. The article presents the results of testing cement slurries (containing from 0.5% do 1% of nanosilica) for sealing the casing columns in boreholes with a final depth of about 1000–2000 meters. Laboratory tests of cement slurries were carried out at Oil and Gas Institute – NRI, developing groups of cement slurry recipes with a density of approximately 1870 kg/m3 . Cement slurries had thickening times properly matched to given geological and technical conditions. Pore distribution of cement stone samples with nanoparticles were characterized by a small number of capillary pores (about 2%). Pores of the smallest sizes (below 100 nm), made up a vast majority (over 95%) of the total pores in the cement matrix, which prove their low permeability for reservoir fluids. The early compressive strengths of 3.5 MPa (based on an Ultrasonic Cement Analyzer) where obtained after about 7½ to 14 hours. After this period, the cement stone is strong enough to continue work in the borehole. Compressive strength after 28 days of hydration was very high, reaching even 38 MPa (these strengths were much higher than those obtained for conventional slurries). Adhesion to steel pipes after 28 days of hydration was very high and amounted to about 6 MPa. The extremely compact microstructure of the samples with nano-SiO2 is confirmed by scanning electron microscope images of cement samples. They show a compact cement matrix with very low permeability.
    Źródło:
    Nafta-Gaz; 2019, 75, 11; 674-682
    0867-8871
    Pojawia się w:
    Nafta-Gaz
    Dostawca treści:
    Biblioteka Nauki
    Artykuł
    Tytuł:
    Analiza parametrów technologicznych wybranych zaczynów lekkich stosowanych do uszczelniania płytkich otworów o temperaturze do 45°C
    Analysis of technological parameters of selected lightweight cement slurries used for sealing shallow boreholes with a downhole temperature of up to 45°C
    Autorzy:
    Kremieniewski, Marcin
    Powiązania:
    https://bibliotekanauki.pl/articles/1834060.pdf
    Data publikacji:
    2020
    Wydawca:
    Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy
    Tematy:
    zaczyn cementowy
    zaczyn lekki
    stwardniały zaczyn cementowy
    parametry technologiczne zaczynu cementowego
    cement slurry
    lightweight cement slurry
    hardened cement slurry
    technological parameters of cement slurry
    Opis:
    Light cement slurries designed for sealing shallow boreholes, as well as hardened cement slurries derived from these slurries should meet the requirements of relevant standards. In recent years, there has been a significant increase in drilling work in the Carpathian Foreland and in the Carpathians where low density cement slurry is used. To design the recipe for such slurry, a lightweight filler is most often used to reduce the slurry density. However, the presence of such a filler in the structure of both liquid and hardened cement slurry results in problems in obtaining the required technological parameters of the slurry. Therefore, research is necessary. For testing fresh cement slurry, devices such as pressure consistometers, filter presses, and viscometers are used. However, the structure of the resulting hardened slurries is analyzed using the following devices: mercury porosimeter, ultrasonic cement analyzer, strength testing machine. The research carried out on cement slurries is aimed at developing a group of recipes for sealing columns of casing pipes in boreholes in a given geological area. However, it is equally important to perform an analysis of technological parameters for slurries used so far in the perspective area. Based on the results obtained and the interpretation of slurry compositions, it is possible to introduce such modifications that will result in improved parameters in newly developed or modified slurries. The article discusses the technological parameters of lightweight cement slurries used for sealing shallow boreholes in the temperature range up to 45°C. For the purposes of the article, five cement slurry recipes were selected, which were used in the Carpathian region in boreholes with a depth of 1000 m to 1500 m. The temperature prevailing in these boreholes at specific depths ranged from 35°C to 45°C, and pressures ranged from 7 to 15 MPa. The slurry recipes were made in accordance with the cementing design. Then, technological parameters were tested for both fresh slurries and samples obtained after slurry binding. An analysis of technological parameters was carried out for a selected group of slurries used for sealing shallow boreholes at temperatures up to 45°C. This analysis allows for further work to be carried out to modify the slurries used currently or to design new recipes for sealing columns of casing pipes in shallow boreholes.
    Źródło:
    Nafta-Gaz; 2020, 76, 10; 710-718
    0867-8871
    Pojawia się w:
    Nafta-Gaz
    Dostawca treści:
    Biblioteka Nauki
    Artykuł
    Tytuł:
    Badanie frakcjonowania lekkich materiałów obniżających gęstość jako wstępnego parametru podczas projektowania receptury zaczynu lekkiego
    The tests of the fractionation of lightweight additives that reduce density as a preliminary parameter when designing a lightweight cement slurry
    Autorzy:
    Kremieniewski, Marcin
    Kędzierski, Miłosz
    Powiązania:
    https://bibliotekanauki.pl/articles/1834973.pdf
    Data publikacji:
    2019
    Wydawca:
    Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy
    Tematy:
    zaczyn cementowy
    zaczyn lekki
    frakcjonowanie
    mikrosfery
    wypełniacz lekki
    cement slurry
    lightweight cement slurry
    fractionation
    microspheres
    light additives
    Opis:
    Lekkie domieszki obniżające gęstość zaczynów są stosowane w recepturach przeznaczanych do cementowania otworów wiertniczych w rejonie występowania skał słabo zwięzłych, sypkich, niekiedy do rekonstrukcji odwiertu bądź w razie konieczności podniesienia zaczynu na duże wysokości w przestrzeni pierścieniowej (głębokie otwory). Zastosowanie wypełniaczy lekkich pozwala w szybki i skuteczny sposób obniżyć gęstość projektowanego zaczynu, jednak ciągle pojawia się problem z nadmiernym frakcjonowaniem zaczynu zawierającego takie materiały. Rozdzielanie się poszczególnych frakcji zaczynu skutkuje uzyskaniem niejednorodnej struktury płaszcza cementowego, nieskutecznym zacementowaniem oraz możliwością powstawania dróg migracji i ekshalacji gazu. W celu wyeliminowania tego niekorzystnego zjawiska stosuje się różnego rodzaju środki (np. polimerowe), które poprzez zwiększenie lepkości cieczy zarobowej oraz granicy płynięcia projektowanego zaczynu pozwalają utrzymać lekką frakcję w całej objętości cieczy. Jednak obecność polimerów może niekiedy wpływać niekorzystnie na pozostałe parametry zaczynu, które decydują o efektywności uszczelnienia otworu. Dlatego też bardzo istotny jest odpowiedni dobór jakościowy i ilościowy planowanych do zastosowania dodatków i domieszek. Jednym z ważnych badań podczas projektowania receptury zaczynu lekkiego jest określenie wstępnego parametru, czyli frakcjonowania lekkich domieszek obniżających gęstość zaczynu. Tego rodzaju testy zostały omówione w niniejszej publikacji. W artykule przedstawiono metodykę badań frakcjonowania wybranych wypełniaczy lekkich oraz zaprezentowano uzyskane wyniki. W trakcie realizacji prac skoncentrowano się głównie na określeniu szybkości frakcjonowania lekkich materiałów wypełniających, ponieważ to właśnie te dodatki wykazują największy wpływ na stabilność sedymentacyjną opracowywanego zaczynu cementowego. Wykonane zostały badania frakcjonowania wypełniaczy lekkich w jednostce czasu, na podstawie czego możliwe było określenie przydatności danego dodatku lekkiego do sporządzenia zaczynu lekkiego o odpowiedniej stabilności sedymentacyjnej.
    Light additives reducing cement slurry density are used in recipes intended for cementing boreholes in the area of weak, loose rocks, sometimes for bore reconstruction or when it is necessary to raise the slurry to high heights in the annular space (deep holes). The use of lightweight additives makes it possible to quickly and effectively reduce the density of the designed cement slurry but there is still a problem with the excessive fractionation of the cement slurry containing such materials. Separation of individual fractions results in obtaining a heterogeneous structure of the cement sheath, ineffective cementing and the possibility of formation of migration and gas exhalation paths. In order to eliminate this unfavorable phenomenon, various agents (e.g. polymeric) are used which, by increasing the viscosity of the mixing fluid and the flow limit of the proposed cement slurry, allow keeping the light fraction in the entire volume of the liquid. However, the presence of polymers can sometimes adversely affect other grout parameters that determine the effectiveness of sealing the borehole. Therefore, it is very important to choose the right qualitative and quantitative additions and additives planned for use. One of the important research factors when designing a lightweight cement slurry recipe is to determine the initial parameter, i.e. the fractionation of light admixtures that reduce the leaven density. These types of tests are discussed in this publication. The article presents the methodology of fractionation testing of selected light fillers and the results obtained. During the implementation of the work, the focus was mainly on determining the fractionation rate of lightweight filler materials because these additives are the ones that show the greatest effect on the sedimentation stability of the cement slurry being developed. Light fractionation tests were performed per unit of time, based on which it was possible to determine the suitability of a given light additive in order to prepare a light cement slurry with appropriate sedimentation stability.
    Źródło:
    Nafta-Gaz; 2019, 75, 12; 759-766
    0867-8871
    Pojawia się w:
    Nafta-Gaz
    Dostawca treści:
    Biblioteka Nauki
    Artykuł
    Tytuł:
    Zaczyny cementowe i cementowo-lateksowe sporządzane na bazie wody morskiej
    Seawater based cement slurries and cement slurries with latex additive
    Autorzy:
    Rzepka, M.
    Powiązania:
    https://bibliotekanauki.pl/articles/1835432.pdf
    Data publikacji:
    2017
    Wydawca:
    Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy
    Tematy:
    zaczyn cementowy
    stwardniały zaczyn cementowy
    woda morska
    cementowanie otworów
    cement slurry
    set cement
    sea water
    cement job
    Opis:
    W ostatnich latach coraz częściej w technologii cementacyjnej wykorzystywane są mieszaniny wiążące oparte na cieczach o różnym zasoleniu. Ma to związek z faktem, iż w wielu wypadkach konieczne jest użycie zmineralizowanej wody zarobowej, zawierającej znaczne ilości rozpuszczonych soli. Dotyczy to np. wierceń prowadzonych na platformach wiertniczych, w których jako ciecz zarobową można wykorzystać wodę morską. Woda morska jest powszechnie stosowana na wielu platformach wiertniczych, zwłaszcza w Zatoce Meksykańskiej, okolicach Alaski, Zatoce Perskiej i na Morzu Północnym. W literaturze [13] można znaleźć informacje, że woda morska jest odpowiednia do przygotowania zaczynów cementowych do uszczelniania rur okładzinowych, a własności technologiczne otrzymywanych zaczynów z kilku prób są powtarzalne i stabilne. W artykule omówiono badania laboratoryjne wykonane w INiG – PIB, mające na celu opracowanie składów zaczynów cementowych zarabianych wodą morską. W wyniku przeprowadzonych badań opracowano dwa rodzaje receptur zaczynów cementowych na bazie wody morskiej (pobranej z Morza Bałtyckiego). Były to zaczyny cementowe oraz cementowo-lateksowe testowane w temperaturach 50 i 70°C i przy ciśnieniach 25 i 35 MPa. W celu opracowania odpowiedniego zaczynu cementowego należało dobrać głównie ilość środka opóźniającego wiązanie. Zaczyny cementowe posiadały gęstości od około 1790 kg/m3 (przy zastosowaniu cementu portlandzkiego CEM I 32,5) do około 1870 kg/m3 (przy użyciu cementu wiertniczego G). Czasy początku gęstnienia opracowanych zaczynów dla temperatur 50 i 70°C wynosiły około 3÷3 ½ godziny, natomiast czasy końca gęstnienia – około 4÷4 ½ godziny. Kamienie cementowe po 7 dniach hydratacji posiadały wytrzymałość na ściskanie wynoszącą około 20÷25 MPa.
    In recent years, binding mixtures based on various salinity fluids are being used increasingly in cementing technologies. This is due to the fact that in many cases it is necessary to use mineralized mixing water, containing substantial quantities of dissolved salts. This applies for example to offshore drilling during which seawater can be used as mixing water. The seawater is commonly used on many offshore platforms, especially in the Gulf of Mexico, around Alaska, the Persian Gulf and the North Sea. In many publications we can find information that seawater is suitable for the preparation of cement slurries for sealing the casing and obtained cement slurries have reproducible and stable technological properties. This paper discusses the result of laboratory tests carried out in The Oil and Gas Institute – National Research Institute, for the development of formulas for cement slurries based on seawater. As a result of the tests, two kind of seawater based cement slurries (water from Baltic Sea) have been developed. Developed slurries: cement slurries and latex-based slurries were tested at temperatures 50°C and 70°C and at pressure 25 MPa and 35 MPa. The aim of laboratory tests was to develop cement slurries with the addition of an appropriate amount of retarders. Cement slurries had density in the range from 1790 kg/m3 (based on Portland cement class CEM I) to 1870 kg/m3 (based on drilling class cement G). The slurries analyses were performed at temperatures 50°C and 70oC, the beginning of their thickening time was approx. 3÷3 ½ hour, while the end of thickening time was approx. 4÷4 ½ hour. The compressive strength of cement stones was about 20÷25 MPa after 7 days of hydration.
    Źródło:
    Nafta-Gaz; 2017, 73, 4; 250-256
    0867-8871
    Pojawia się w:
    Nafta-Gaz
    Dostawca treści:
    Biblioteka Nauki
    Artykuł
    Tytuł:
    Określenie wpływu sekwestracji ditlenku węgla na właściwości technologiczne zaczynów cementowych celem bezpiecznego dla środowiska składowania geologicznego
    Effect of sequestration of carbon dioxide on technological properties of cement-slurries and its impact on environmental safety of geological storage
    Autorzy:
    Uliasz-Bocheńczyk, A.
    Stryczek, St.
    Mokrzycki, E.
    Pomykała, R.
    Powiązania:
    https://bibliotekanauki.pl/articles/1819298.pdf
    Data publikacji:
    2012
    Wydawca:
    Politechnika Koszalińska. Wydawnictwo Uczelniane
    Tematy:
    zaczyn cementowy
    ditlenek węgla
    składowanie CO2
    Opis:
    Reducing CO2 emissions is one of the most important issues, not only from the economic point of view, but first and foremost because of its importance for environmental protection. Worldwide research on reduction of CO2 emissions aim to develop technology for carbon capture and storage without a negative impact on the environment. Geologic sequestration of carbon dioxide is the storage method, which is currently tested in various CCS research programs. However, this type of CO2 storage has to be environmentally safe and already at the stage of planning there is a need to estimate the probability of leakage. This applies to both the geological structure, where CO2 is stored, as well as to the infrastructure, and resulting use of materials, primarily cement. For this reason, there are ongoing research projects which aim to determine the cements resistant to corrosive action of CO2. What is more, the impact of carbon dioxide on technological properties of cement which can cause technological complications and leaks should be investigated. This article presents the results of the research on the influence of CO2 on the basic properties of cement slurries that can be potentially useful in drilling technologies used for geological storage. The research has determined the fluidity and initial and final setting time of cement, the amount of supernatant water and mechanical properties (bending strength and compressive strength).
    Źródło:
    Rocznik Ochrona Środowiska; 2012, Tom 14; 875-884
    1506-218X
    Pojawia się w:
    Rocznik Ochrona Środowiska
    Dostawca treści:
    Biblioteka Nauki
    Artykuł
    Tytuł:
    Receptura zaczynu lekkiego do uszczelniania otworów w strefie niskich ciśnień złożowych
    Formula of lightweight cement slurry for sealing boreholes in the low reservoir pressure zone
    Autorzy:
    Kremieniewski, Marcin
    Pikłowska, Anna
    Powiązania:
    https://bibliotekanauki.pl/articles/1834111.pdf
    Data publikacji:
    2020
    Wydawca:
    Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy
    Tematy:
    zaczyn cementowy
    zaczyn lekki
    cementowanie otworów wiertniczych
    frakcjonowanie
    sedymentacja
    anizotropia
    cement slurry
    lightweight slurry
    well cementing
    fractionation
    sedimentation
    anisotropy
    Opis:
    In the technology of sealing casing columns in a borehole, sometimes it is necessary to use cement slurry with reduced density. This occurs most often during sealing of the borehole in the low reservoir pressure zone. To design lightweight cement slurry, an addition of filler material is used, the density of which is much lower than the density of cement. However, the presence of such an additive in the structure of fresh cement slurry may sometimes cause destabilization of the system manifested by excessive fractionation, as a result of which light particles migrate to the upper parts of the cement slurry and heavy cement grains sink to the bottom. In addition, cement slurries containing light additives also show reduced values of mechanical parameters, greater porosity and capacity for gas migration, which may disqualify a given cement slurry for use in borehole conditions. In order to eliminate these adverse changes occurring in the structure of both fresh and hardened lightweight cement slurry, admixtures are used to significantly improve the technological parameters of the designed recipe. Appropriate selection, both quantitative and qualitative, of selected agents makes it possible to eliminate the cement slurry fractionation, as a result of which it is possible to obtain a homogeneous structure of the fresh cement slurry, and the cement sheath formed after setting will demonstrate the isotropic properties of the tested mechanical parameters. In addition, additives and low molecular weight admixtures allow sealing of the cement sheath matrix in such a way that the compressive strength is significantly improved and the value of permeability and porosity is reduced. The article discusses the results of research on the development of lightweight cement slurry recipes intended for scaling of openings in the zone of low reservoir pressures. As a control sample, a recipe was selected that had been used in well conditions. This cement slurry was selected for modification due to the lack of sedimentation stability. The following recipes contained various amounts of filling materials. As light additives, filter perlite, aluminosilicate microsphere and glass microsphere were used. However, two forms of silica were used to improve sedimentation stability and obtain appropriate mechanical parameters: a colloidal sodium silicate solution and hydrophilic nanosilica. The designed cement slurry recipes were characterized by appropriate technological parameters and sedimentation stability. The modifications introduced to the cement slurries allowed to achieve a homogeneous microstructure of the hardened cement slurry and an increase in the value of mechanical parameters was obtained. The developed group of recipes can be used to seal openings in the low reservoir pressure zone at a temperature of about 30°C and a pressure of about 3 MPa.
    Źródło:
    Nafta-Gaz; 2020, 76, 9; 577-584
    0867-8871
    Pojawia się w:
    Nafta-Gaz
    Dostawca treści:
    Biblioteka Nauki
    Artykuł
    Tytuł:
    Rola plastyfikatora w projektowaniu zaczynu lekkiego o podwyższonej stabilności sedymentacyjnej
    The role of plasticizer in the design of lightweight slurry with increased sedimentation stability
    Autorzy:
    Kremieniewski, Marcin
    Powiązania:
    https://bibliotekanauki.pl/articles/1835093.pdf
    Data publikacji:
    2019
    Wydawca:
    Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy
    Tematy:
    zaczyn cementowy
    zaczyn lekki
    plastyfikator
    stabilność sedymentacyjna
    parametry reologiczne
    współczynnik wodnocementowy
    cement slurry
    lightweight slurry
    plasticizer
    sedimentation stability
    rheological parameters
    water-cement ratio
    Opis:
    Stosowanie zaczynu cementowego o obniżonej gęstości jest niezbędne podczas uszczelniania otworów wierconych w strefach występowania skał chłonnych czy w warstwach sypkich. Zmniejszenie gęstości zaczynu możliwe jest do uzyskania poprzez wprowadzenie do jego objętości lekkich dodatków wypełniających. Obecność dodatkowych lekkich frakcji wymusza zastosowanie większej ilości wody. Ze względu na zróżnicowane gęstości ziaren cementu i ziaren wypełniacza lekkiego – struktura płynnego zaczynu może ulegać rozwarstwieniu w momencie, gdy pozostanie on w warunkach statycznych. Aby uzyskać odpowiednią stabilność sedymentacyjną zaczynu cementowego, należy dążyć do możliwie mocnego wypełnienia objętości wody zarobowej frakcjami cementu i pozostałych domieszek i dodatków. Jest to możliwe między innymi poprzez zmniejszenie ilości wody. Jednak zaczyn taki będzie wykazywał znacznie gorszą przetłaczalność, co wiąże się z koniecznością użycia wyższych wydatków tłoczenia, czego efektem może być rozszczelinowanie strefy skał chłonnych i ucieczka cementu powodowana wzrostem ciśnienia w przestrzeni pierścieniowej. Aby wyeliminować to niekorzystne zjawisko, objawiające się pogorszeniem parametrów reologicznych na skutek zmniejszenia ilości wody w zaczynie, korzystne jest zastosowanie wybranych środków dyspergujących, które umożliwiają obniżenie współczynnika wodno-cementowego przy zachowaniu optymalnych wartości parametrów reologicznych, co zostało omówione w niniejszej publikacji. Działanie takie pozwala wyeliminować frakcjonowanie zaczynu, w wyniku czego uzyskuje się homogeniczną strukturę zarówno płynnego, jak i stwardniałego zaczynu cementowego. W artykule omówione zostały wyniki badań zaczynów, które zostały poddane modyfikacjom w celu poprawy stabilności sedymentacyjnej. Na potrzeby publikacji zestawiono trzy receptury zaczynów: pierwszy zaczyn to receptura kontrolna, a dwa kolejne to modyfikacje, w których uzyskano najbardziej zadowalające wyniki. Podczas prac badawczych skoncentrowano się na obniżeniu współczynnika wodno-cementowego w recepturze zaczynu lekkiego oraz na odpowiednim doborze ilościowym, a także jakościowym środka dyspergującego. Zaprojektowano receptury zaczynów dla warunków otworowych z temperaturą około 30°C i ciśnieniem około 5 MPa. Przedstawione nowe receptury to jeden zaczyn bezlateksowy oraz jeden zaczyn lateksowy. W publikacji omówiono wyniki badań stabilności sedymentacyjnej projektowanych zaczynów oraz wyniki badań parametrów decydujących o efektywności uszczelniania. Na próbkach stwardniałych zaczynów wykonano badania porowatości oraz przepuszczalności, na podstawie czego zweryfikowano korzyści modyfikacji wprowadzonych w składach zaczynów.
    The use of cement slurry with reduced density is indispensable for sealing off the boreholes that have been drilled in absorptive rock zones. The reduction in slurry density is possible due to the incorporation of light additives into its volume. The presence of light fractions enforces the use of more water. Due to the varying density of cement grains and light filler grains, the structure of the liquid slurry can be delaminated when it remains in static conditions. In order to obtain the appropriate sedimentation stability of cement slurry, one should strive to fill the entire volume of the mixing water with cement and other fractions and additions. This is possible, inter alia, by reducing the amount of water. However, such slurry will demonstrate poorer pressability, which is associated with the necessity of using higher pressing gain, the effect of which can be the fracturing of the absorptive zone and the escape of cement due to the increase in pressure in the annular space. In order to eliminate this unfavorable phenomenon manifested by the deterioration of rheological parameters due to the reduction of the amount of water in the slurry, it is advantageous to use selected dispersing agents that allow lowering the water-cement ratio while maintaining the optimal rheological parameters, as discussed in this publication. Such action allows eliminating slurry fractionation as a result of which a homogeneous structure of both liquid and hardened cement slurry is obtained. The article discusses the test results for slurries that have been subjected to modifications to improve sedimentation stability. For the purposes of the publication, 3 slurries formulas were compiled, of which the first slurry is a control recipe and the two other are modifications in which the most satisfactory results were obtained. During the research work, the focus was on reducing the water-cement ratio in the lightweight slurry and on the appropriate quantitative and qualitative selection of the dispersing agent. The leaven formulations were designed for borehole conditions with a temperature of approx. 30°C and a pressure of approx. 5 MPa. The presented new formulas are one latex free slurry and one latex leaven slurry. The publication discusses the results of the sedimentation stability tests for the designed slurries as well as the results of testing of the parameters determining the sealing efficiency. Porosity and permeability tests were carried out for samples of hardened slurries, based on which the benefits of the introduced modifications in the composition of slurries were verified.
    Źródło:
    Nafta-Gaz; 2019, 75, 9; 571-578
    0867-8871
    Pojawia się w:
    Nafta-Gaz
    Dostawca treści:
    Biblioteka Nauki
    Artykuł
    Tytuł:
    New-generation sealing slurries for borehole injection purposes
    Zaczyny uszczelniające nowej generacji do iniekcji otworowej
    Autorzy:
    Stryczek, S.
    Gonet, A.
    Wiśniowski, R.
    Złotkowski, A.
    Powiązania:
    https://bibliotekanauki.pl/articles/218796.pdf
    Data publikacji:
    2015
    Wydawca:
    Polska Akademia Nauk. Czytelnia Czasopism PAN
    Tematy:
    cement slurry
    fluid ash
    geopolymers
    zaczyn uszczelniający
    popiół fluidalny
    geopolimery
    Opis:
    The development of techniques and technologies thanks to which parameters of the ground medium can be modified makes specialists look for new recipes of geopolymers – binders for the reinforcing and sealing of unstable and permeable grounds. The sealing slurries are expected to meet a number of strict requirements, therefore it is important to find new admixtures and additives which could modify the fresh and hardened slurry. Special attention has been recently paid to the fluid ash – a by-product of the combustion of hard coals. However, the use of this additive is associated with the application of appropriate superplastifier. Laboratory analyses of rheological parameters of fresh sealing slurries and the ways of improving their liquidity by a properly selected third-generation superplastifier are presented in the paper. The slurries were based on Portland cement CEM I, milled granulated large-furnace slag and fly ash from fluidized-bed combustion of hard coal.
    Rozwój technik i technologii modyfikacji parametrów ośrodka gruntowego wymusza ciągłe poszukiwanie nowych receptur geopolimerów używanych jako spoiwa do wzmacniania i uszczelniania gruntów niestabilnych i przepuszczalnych. Wychodząc naprzeciw oczekiwaniom spełnienia przez zaczyn uszczelniający szereg rygorystycznych wymagań należy poszukiwać nowych domieszek i dodatków modyfikujących jego parametry w stanie świeżym i stwardniałym. Szczególne znaczenie w ostatnich czasach nabiera wzbogacenie receptur o dodatek popiołów fluidalnych ze spalania węgli kamiennych. Aplikacja tego dodatku wymaga jednak uplastycznienia zaczynu uszczelniającego właściwym superplastyfikatorem. W artykule przedstawiono badania laboratoryjne parametrów reologicznych świeżych zaczynów uszczelniających, w aspekcie poprawy ich płynności przez doświadczalne dobranie superplastyfikatora trzeciej generacji. Zaczyny sporządzono w oparciu o cement portlandzki CEM I, mielony granulowany żużel wielkopiecowy oraz popiół lotny z fluidalnego spalania węgla kamiennego.
    Źródło:
    Archives of Mining Sciences; 2015, 60, 4; 931-940
    0860-7001
    Pojawia się w:
    Archives of Mining Sciences
    Dostawca treści:
    Biblioteka Nauki
    Artykuł
    Tytuł:
    Effects of natural zeolite particle size on the cement paste properties
    Wpływ rozdrobnienia zeolitu naturalnego na właściwości zaprawy cementowej
    Autorzy:
    Czapik, P.
    Czechowicz, M.
    Powiązania:
    https://bibliotekanauki.pl/articles/402483.pdf
    Data publikacji:
    2017
    Wydawca:
    Politechnika Świętokrzyska w Kielcach. Wydawnictwo PŚw
    Tematy:
    pozzolans
    zeolite
    mortar
    cement paste
    pucolany
    zeolity
    zaprawa
    zaczyn cementowy
    Opis:
    This paper reports the test results of the Transcarpathian zeolite grain size on the cement-zeolite pastes properties. Materials used in this study included CEM I 42.5R and the zeolite chiefly composed of clinoptilolite. Tests were performed to determine the setting times, hydration kinetics and phase composition of pastes, and the consistency and compressive strength of mortars. It was demonstrated that the degree of fineness of zeolite had a significant effect on its pozzolanic properties, thereby affecting the properties of mortars. Depending on the zeolite gradation, the compressive strength of mortars can increase or decrease. Likewise, the zeolite fineness can contribute to higher or lower flowability of mortars compared to the mortars without the mineral additive.
    W pracy zaprezentowano wyniki badań wpływu rozdrobnienia zeolitu zakarpackiego na właściwości zaprawy cementowo-zeolitowej. W badaniach użyto dostępnego na polskim rynku cementu CEM I 42,5R oraz zeolitu, który w głównej mierze składał się z klinoptilolitu. Przeprowadzono badania czasu wiązania, kinetyki hydratacji i składu fazowego w zaczynie oraz badania konsystencji i wytrzymałości na ściskanie zapraw. Stwierdzono, że rozdrobnienie zeolitu ma istotny wpływ na jego właściwości pucolanowe, a przez to i na właściwości zaprawy. W zależności od uziarnienia zeolitu wytrzymałość na ściskanie zapraw może rosnąć lub maleć. Podobnie z uwagi na rozdrobnienie zeolitu płynność zaprawy może być mniejsza lub większa od płynności zaprawy bez dodatku mineralnego.
    Źródło:
    Structure and Environment; 2017, 9, 3; 180-190
    2081-1500
    Pojawia się w:
    Structure and Environment
    Dostawca treści:
    Biblioteka Nauki
    Artykuł
    Tytuł:
    Zaczyny do uszczelniania otworów w warunkach niskich wartości gradientów ciśnienia szczelinowania skał oraz do prac rekonstrukcyjnych
    Cement slurries for sealing boreholes in conditions of low pressure gradients of rock fracturing and for workover jobs or operations
    Autorzy:
    Kremieniewski, Marcin
    Powiązania:
    https://bibliotekanauki.pl/articles/1834238.pdf
    Data publikacji:
    2020
    Wydawca:
    Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy
    Tematy:
    zaczyn cementowy
    zaczyn lekki
    cementowanie otworów wiertniczych
    niski gradient szczelinowania
    prace rekonstrukcyjne
    cement slurry
    lightweight slurry
    well cementing
    low fracturing gradient
    workover jobs or operations
    Opis:
    The slurries most commonly used in the conditions of occurrence of low values of fracturing pressure gradients, in the area of weak, porous rocks, or during bore workover operations are reduced density recipes. The use of lightweight slurries containing fractions with dimensions larger than the diameter of cement grains allows to eliminate the possibility of seeping of sealing liquid through the rock struc- ture with significant absorbency. Due to the low value of hydrostatic pressure properly selected, lightweight slurry doesn’t cause fracturing of the structure of weak rocks. However, despite the numerous advantages of lightweight slurry, there are also negative aspects, which may include first of all excessive fractionation. This cement slurry behavior is disadvantageous because it causes the formation of a heterogeneous structure of the cement sheath after setting. Therefore, the main parameter that should be given the most attention when designing a lightweight cement slurry recipe is the sedimentation stability. In order to eliminate excessive fractionation, means that allow particles of different densities to be maintained in the entire volume of the liquid are used. Appropriate qualitative and quantitative selection of individual additives allows to obtain cement slurry with optimal properties, adapted to specific geological and technical conditions, which will not sediment. The resulting cement sheath will have comparable values of tested parameters regardless of the place of measurement. Issues regarding reduced density slurry recipes intended for sealing boreholes under low fracture pressure gradients and for workover operations require continuous improvement and research. Therefore, this publication discusses the results of research work on the development of new cement slurries for sealing holes under conditions mentioned above. Four low density cement slurry recipes were designed, whose parameters were compared with the control recipe. During the implementation of research works, both previously used as well as new lightweight fillers and measures to limit excessive fractionation of designed recipes were used. New slurry recipes have been developed for well conditions with a temperature of about 30°C and a pressure of about 5 MPa. Slurry fractionation were tested and parameters determining the sealing efficiency were studied. In the case of samples of hardened cement slurries, compressive strength tests were performed and the bonding strength (adhesion) of the hardened cement slurry with the surface of the casing pipe was determined.
    Źródło:
    Nafta-Gaz; 2020, 76, 2; 102-109
    0867-8871
    Pojawia się w:
    Nafta-Gaz
    Dostawca treści:
    Biblioteka Nauki
    Artykuł
    Tytuł:
    Receptury zaczynów do uszczelniania kolumn rur posadowionych w otworach wierconych w skałach chłonnych
    Recipes of cement slurries for sealing pipe columns in boreholes drilled in absorptive rocks
    Autorzy:
    Kremieniewski, Marcin
    Powiązania:
    https://bibliotekanauki.pl/articles/1835080.pdf
    Data publikacji:
    2019
    Wydawca:
    Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy
    Tematy:
    zaczyn cementowy
    zaczyn lekki
    otwór wiertniczy
    cementowanie otworów wiertniczych
    skały chłonne
    ucieczki cementu
    cement slurry
    lightweight slurry
    borehole
    well cementing
    absorptive rocks
    cement escapes
    Opis:
    Uszczelnienie kolumny rur okładzinowych w otworach wierconych w rejonie występowania skał chłonnych może przysporzyć wielu problemów. Głównym utrudnieniem jest możliwość ewentualnej ucieczki cementu w strefę chłonną i w konsekwencji zanik cementu i utrata cyrkulacji, efektem czego będzie brak uszczelnienia danego interwału. W celu ograniczenia tego niekorzystnego zjawiska ucieczki cementu w strefy chłonne opracowywane są receptury zaczynów o obniżonej gęstości. Tego rodzaju zaczyny lekkie pozwalają na znaczne obniżenie ciśnienia hydrostatycznego w wypełnianej przestrzeni pierścieniowej otworu, dzięki czemu zachowana zostaje równowaga w układzie ciśnienie złożowe–ciśnienie hydrostatyczne. Podczas projektowania receptury zaczynu lekkiego stosuje się domieszki lekkie, których obecność w recepturze zaczynu powoduje obniżenie jego gęstości. Wprowadzenie takich lekkich frakcji może jednak niekiedy skutkować znacznym sedymentowaniem płynnego zaczynu i wzrostem jego parametrów reologicznych. Jest to niekorzystne, ponieważ zaczyn taki będzie wówczas wymagał zastosowania wyższych wydatków tłoczenia, co może skutkować wzrostem oporów hydraulicznych i niepożądanym wniknięciem cementu w strefy chłonne. Ponadto płaszcz cementowy powstały z zaczynów lekkich charakteryzuje się gorszymi wartościami parametrów mechanicznych i strukturalnych. W celu wyeliminowania tych niekorzystnych czynników, receptura zaczynu cementowego musi być opracowywana w taki sposób, aby jej parametry odpowiadały konkretnym warunkom otworowym, co zostało omówione w niniejszej publikacji. Problematyka dotycząca receptur zaczynów przeznaczonych do uszczelniania kolumn rur posadowionych w otworach wierconych w skałach chłonnych jest ciągle aktualna i wymaga prowadzenia badań nad nowymi zagadnieniami. Dlatego też w niniejszym artykule przedstawione zostały wyniki prac badawczych nad opracowaniem nowych zaczynów przeznaczonych do uszczelniania kolumn rur okładzinowych posadowionych w tego rodzaju formacjach geologicznych. Opracowano cztery receptury zaczynów, których parametry porównywano do receptury kontrolnej. Do sporządzania zaczynów użyto zarówno stosowane dotychczas, jak również nowe lekkie dodatki wypełniające i środki pozwalające na uzyskanie homogenicznej struktury. Zaprojektowano nowe receptury zaczynów dla warunków otworowych o temperaturze około 50°C i ciśnieniu około 10 MPa. Przeprowadzono badania stabilności sedymentacyjnej zaczynów oraz badania parametrów decydujących o efektywności uszczelniania. Dla próbek stwardniałych zaczynów wykonano badania porowatości i na podstawie uzyskanych wyników określono jednorodność struktury tworzącego się płaszcza cementowego.
    Sealing the casing pipe column in holes drilled in the area of absorptive rocks can cause many problems. The main difficulty is the possible escape of cement in the absorption zone and, consequently, the disappearance of cement and loss of circulation, the effect of which will be the lack of sealing the given interval. In order to reduce this phenomenon of the escape of cement into absorptive zones, the recipes of slurries with reduced density are developed. Such lightweight slurries allow to reduce the hydrostatic pressure in the space of the annular opening, thanks to which the balance in the system of the reservoir pressure – hydrostatic pressure is preserved. When designing lightweight cement slurry, light admixtures are used that reduce density. However, the introduction of such light fractions can sometimes result in a strong sedimentation of the liquid slurry and an increase in its rheological parameters. This is disadvantageous, because the slurry will then require the use of expensive pressing, which can cause an increase in hydraulic resistance and penetration of cement into the absorptive zones. In addition, the cement coat made of lightweight slurries is characterized by poorer values of mechanical and structural parameters. In order to eliminate these unfavorable factors, the cement slurry must be developed so that its parameters correspond to the specific borehole conditions, as discussed in this publication. Problems concerning the recipes of cement slurries for sealing the columns of pipes set in holes drilled in absorptive rocks are still valid and require research on new issues. Therefore, the article presents the results of research works on the development of new cement slurries intended for sealing the columns of casing pipes placed in such geological formations. Four leaven formulas were developed, whose parameters were compared to the control recipe. Previously used and new lightweight filler additives and the means to obtain a homogeneous structure were used to prepare the leaven. New recipes for cement slurries were designed for borehole conditions with a temperature of approx. 50°C and a pressure of approx. 10 MPa. Sedimentation stability tests of cement slurries and testing of parameters determining the effectiveness of sealing were carried out. The porosity tests were carried out for samples of hardened slurries and the homogeneity of the structure of the cement coat formed was determined based on the obtained results.
    Źródło:
    Nafta-Gaz; 2019, 75, 8; 451-457
    0867-8871
    Pojawia się w:
    Nafta-Gaz
    Dostawca treści:
    Biblioteka Nauki
    Artykuł
    Tytuł:
    Zaczyny o obniżonej gęstości stosowane w warunkach występowania komplikacji w otworze wiertniczym
    Light weight cement slurries used in condition of complications in the wellbore
    Autorzy:
    Kremieniewski, Marcin
    Powiązania:
    https://bibliotekanauki.pl/articles/2143419.pdf
    Data publikacji:
    2021
    Wydawca:
    Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy
    Tematy:
    zaczyn lekki
    zaczyn cementowy
    frakcjonowanie
    wypełniacz lekki
    stabilność sedymentacyjna
    anomalnie niskie ciśnienie
    ciśnienie złożowe
    lightweight cement slurry
    fractionation
    light filler
    sedimentation stability
    anomalously low pressure
    reservoir pressure
    Opis:
    Podczas realizacji otworu wiertniczego mogą się pojawić różnego rodzaju problemy, których efektem są komplikacje wiertnicze. Jednym z takich problematycznych aspektów jest wiercenie w strefach anomalnie wysokiego i anomalnie niskiego ciśnienia złożowego. W przypadku występowania takich stref zachodzi ryzyko wtargnięcia medium złożowego w strukturę cieczy wiertniczej lub ucieczki cieczy wiertniczej w strefę warstw chłonnych. Zjawiska takie mogą zachodzić na skutek zaburzenia równowagi ciśnień w otworze. W celu wyeliminowania tych niebezpiecznych sytuacji stosuje się płuczki i zaczyny cementowe o odpowiednio dobranej gęstości i odpowiednich parametrach reologicznych. W celu uszczelnienia kolumn rur posadowionych w strefie anomalnie niskiego ciśnienia złożowego należy stosować receptury zaczynów o obniżonej gęstości. Zaczyny takie otrzymuje się poprzez wprowadzenie do ich objętości lekkich wypełniaczy. Jednak podczas projektowania takiej receptury zaczynu lekkiego często pojawiają się problemy z uzyskaniem odpowiedniej stabilności sedymentacyjnej. Frakcjonowanie lekkich cząsteczek w zaczynie powoduje występowanie anizotropii w strukturze zarówno płynnego, jak i związanego zaczynu. Przejawia się to znacznymi różnicami w uzyskanych wartościach parametrów (m.in. gęstości, przepuszczalności dla gazu, wytrzymałości na ściskanie, porowatości) w zależności od miejsca pobrania próbki. W celu wyeliminowania tego zjawiska badaniom na etapie projektowania danej receptury poddawane są zarówno dodatki i domieszki, jak też same zaczyny sporządzone przy użyciu tych środków. Zaprojektowanie zaczynu cementowego odpowiedniego do danych warunków geologiczno-technicznych pozwala zapobiec wystąpieniu lub wyeliminować wystąpienie w otworze wiertniczym komplikacji, mogących powstać na przykład na skutek rozwarstwienia zaczynu i uzyskania niejednorodnej gęstości na całej długości uszczelnianego interwału. W niniejszym artykule przedstawione zostały wyniki badań dla 5 receptur zaczynów lekkich. Receptura bazowa to zaczyn zawierający 15% mikrosfery glinokrzemianowej, którego matryca cementowa jest doszczelniona dodatkiem mikrocementu. Natomiast pozostałe receptury to zaczyny, które zawierają 40% mikrosfer glinokrzemianowych. W recepturach przeznaczonych do uszczelniania otworów w rejonie możliwości pojawienia się komplikacji wiertniczych zastosowano dodatkowo aktywator wiązania, który spowodował wzrost parametrów reologicznych. Pozwoliło to wyeliminować frakcjonowanie lekkiego dodatku wypełniającego. Działanie takie było niezbędne ze względu na konieczność zainicjowania i przyspieszenia procesu hydratacji w niskiej temperaturze (30°C), ale również wyeliminowania anizotropii mikrostruktury płaszcza cementowego, który mógł się wytworzyć z niejednorodnego zaczynu cementowego. W celu doszczelnienia matrycy płaszcza cementowego zastosowano dodatek lateksu, a ponadto zaprojektowane zostały zaczyny bez domieszki lateksu. Opracowane receptury zaczynów mogą być stosowane w warunkach temperatury od 30°C do ponad 50°C w rejonie wystąpienia ewentualnych komplikacji wiertniczych związanych z anomalnie niskimi ciśnieniami złożowymi.
    Problems of various kinds may arise during the execution of the borehole, resulting in drilling complications. One such problematic aspect is drilling in anomalously high and anomalously low reservoir pressure zones. In the presence of such zones, there is a risk of the formation medium intrusion into the structure of the drilling fluid or the drilling fluid escaping into the thief zone. Such a phenomenon may occur as a result of an imbalance of pressures in the borehole. In order to eliminate this phenomenon, cement scrubbers and slurries with appropriately selected density and rheological parameters are used. In order to seal columns of pipes located in the zone of anomalously low formation pressure, the formulas for reduced density slurries should be used. Such starters are obtained by introducing light fillers into their volume. However, when designing such a light cement slurry formula, problems often arise in obtaining adequate sedimentation stability. The fractionation of light molecules in the cement slurry causes anisotropy in the structure of both the liquid and the bound cement slurry. It is manifested by significant differences in the obtained parameter values (e.g. density, gas permeability, compressive strength, porosity) depending on the place of sample collection. In order to eliminate this phenomenon, both additives and admixtures, as well as the slurries prepared using these agents, are tested at the stage of designing a given formula. Designing a cement slurry suitable for the given geological and technical conditions allows to prevent or eliminate the occurrence of complications in the borehole, which may arise, for example, as a result of slicing of the slurry, and to obtain a non-uniform density along the entire length of the sealed interval. This article presents the research results for 5 light weight cement slurries. The base formula is a cement slurry containing 15% aluminosilicate microsphere, the cement matrix of which is sealed with the addition of microcement. The other formulas, on the other hand, are slurries that contain 40% of aluminosilicate microspheres. In the formulas intended for sealing boreholes in the area of possible drilling complications, a binding activator was additionally used, which caused an increase in rheological parameters. This allowed the elimination of fractionation of the light filler additive. Such action was necessary due to the need to initiate and accelerate the hydration process at a low temperature of 30°C, but also to eliminate the anisotropy of the microstructure of the cement sheath, which could be produced from the inhomogeneous cement slurry. In order to seal the matrix of the cement mantle, the addition of latex was used, but additionally slurries without the admixture of latex were designed. The developed slurry formulas can be used in temperature conditions from 30°C to over 50°C in the area of possible drilling complications related to anomalously low formation pressures.
    Źródło:
    Nafta-Gaz; 2021, 77, 11; 736-743
    0867-8871
    Pojawia się w:
    Nafta-Gaz
    Dostawca treści:
    Biblioteka Nauki
    Artykuł
    Tytuł:
    Poprawa stabilności sedymentacyjnej zaczynu cementowego
    Improvement of the sedimentation stability of cement slurry
    Autorzy:
    Kremieniewski, M.
    Powiązania:
    https://bibliotekanauki.pl/articles/1835429.pdf
    Data publikacji:
    2017
    Wydawca:
    Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy
    Tematy:
    stabilność sedymentacyjna
    zaczyn cementowy
    struktura izotropowa
    sedimentation stability
    cement slurry
    isotropic microstructure
    Opis:
    Prawidłowy dobór parametrów zaczynu cementowego w dużej mierze decyduje o skuteczności zaizolowania przestrzeni międzyrurowej i pozaruruowej. Należy mieć na uwadze fakt, że wymagania dotyczące parametrów zaczynów uszczelniających są zróżnicowane w zależności od wielu czynników, do których należy także konstrukcja i przeznaczenie otworu wiertniczego. Jednolita struktura płynnego zaczynu oraz powstałego po związaniu płaszcza cementowego jest istotna z punktu widzenia szczelności otworu wiertniczego. W artykule przedstawiono wyniki badań przeprowadzonych w celu poprawy stabilności sedymentacyjnej zaczynów cementowych przeznaczonych do uszczelniania kolumn rur okładzinowych w kierunkowych i poziomych otworach wiertniczych. Podczas badań laboratoryjnych wykorzystywano stosowane dotychczas oraz nowe środki zapobiegające segregacji ziaren zaczynu cementowego. Zrealizowane prace badawcze mające na celu określenie możliwości poprawy stabilności sedymentacyjnej zaczynu skutkowały wytypowaniem grupy środków przeznaczonych do zaczynów mających tendencję do segregacji drobnych frakcji. Opracowane składy charakteryzują się homogeniczną strukturą płynnego zaczynu cementowego, który nie wykazuje tendencji do segregowania ziaren pod wpływem sił grawitacji. Powstały z takiego zaczynu płaszcz cementowy posiada izotropową mikrostrukturę o jednakowych parametrach mechanicznych i fizykomechanicznych w całym odcinku uszczelnianego interwału.
    Appropriate selection of cement slurries properties largely determines the effectiveness of the insulate of inter-tubular and annular space. It is important to bear in mind that the requirements of cement slurries parameters vary, depending on many factors, which also include the construction and purpose of the borehole. Uniform texture, of both fresh cement slurry and cement sheath after setting, is important for tightness of the well. The article presents the laboratory test results that were conducted with the purpose of improving the sedimentation stability of cement slurries for sealing off casing for directional and horizontal drilling. During the laboratory tests, previously used and novel additives to prevent segregation of cement slurries grains were applied. Accomplished research for determined opportunities to improve the sedimentation stability of cement slurries, resulted in the selection of the additives dosed to cement slurries, which tend to segregate fine fractions. Developed recipes were characterized by the homogeneous structure of fresh cement slurries, which do not tend to segregate the grains due to the gravitational forces. Obtained cement sheath was characterized by isotropic microstructure of the same mechanical and physiomechanical parameters throughout the whole sealing intervals.
    Źródło:
    Nafta-Gaz; 2017, 73, 4; 242-249
    0867-8871
    Pojawia się w:
    Nafta-Gaz
    Dostawca treści:
    Biblioteka Nauki
    Artykuł
    Tytuł:
    Badania zaczynów cementowych przeznaczonych do uszczelniania kolumn rur okładzinowych w podziemnych magazynach wodoru w sczerpanych złożach węglowodorów
    Research of cement slurries for sealing casing strings in underground hydrogen storage facilities in depleted hydrocarbon reservoirs
    Autorzy:
    Rzepka, Marcin
    Kędzierski, Miłosz
    Powiązania:
    https://bibliotekanauki.pl/articles/31343917.pdf
    Data publikacji:
    2023
    Wydawca:
    Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy
    Tematy:
    zaczyn cementowy
    kamień cementowy
    magazynowanie wodoru
    cement slurry
    cement stone
    hydrogen storage
    Opis:
    Prezentowany artykuł omawia zagadnienia dotyczące technologii zaczynów cementowych proponowanych do uszczelniania kolumn rur okładzinowych w podziemnych magazynach wodoru w sczerpanych złożach węglowodorów. Do badań laboratoryjnych wytypowano dziesięć receptur zaczynów zawierających różne dodatki i domieszki (m.in. nanomateriały, tj. nano-SiO2, nano-Al2O3, lateksy, polimery wielkocząsteczkowe). Badania receptur prowadzono w temperaturze 60°C pod ciśnieniem 25 MPa, stosując w składach zaczynów domieszkę odpieniającą, upłynniającą, antyfiltracyjną oraz opóźniacz wiązania. Badania wykonywano na dwóch rodzajach cementów: portlandzkim CEM I 42,5 oraz wiertniczym klasy G. Określano parametry technologiczne świeżych i stwardniałych zaczynów cementowych, badając: gęstość, odstój wody (wolną wodę), reologię, czasy gęstnienia, a także wytrzymałość na ściskanie, porowatość oraz szczelność rdzeni cementowych względem wodoru. Płynne zaczyny cementowe posiadały prawidłowe parametry technologiczne (były dobrze przetłaczalne w warunkach HPHT, a ich gęstości wynosiły 1,80–1,91 g/cm3 ). Wytrzymałości na ściskanie stwardniałych zaczynów cementowych po okresie od 2 dni do 28 dni hydratacji, zwłaszcza w przypadku próbek z dodatkiem nanokomponentów, przyjmowały bardzo wysokie wartości (po 28 dniach przekraczając 40 MPa). Próbki kamieni cementowych posiadały bardzo niską zawartość porów kapilarnych, co ogranicza możliwość tworzenia się kanalików w płaszczu cementowym otworu wiertniczego. W większości próbek pory o najmniejszych rozmiarach (poniżej 100 nm) stanowiły zdecydowaną większość (powyżej 95–97%) ogólnej ilości porów występujących w matrycy cementowej. Najkorzystniejsze parametry technologiczne uzyskano w przypadku próbek zawierających nano-SiO2 (nanokrzemionkę), a optymalny współczynnik wodno-cementowy dla takich zaczynów kształtował się na poziomie około 0,46–0,48 – w zależności od rodzaju zastosowanego cementu. Najniższe wartości przenikalności dla wodoru zanotowano dla receptur zawierających nanokrzemionkę (nano-SiO2). Receptury o najlepszych parametrach technologicznych, zawierające nanokomponenty (po wykonaniu szczegółowych testów), będą mogły znaleźć zastosowanie podczas uszczelniania rur okładzinowych w otworach wierconych w celu magazynowania wodoru.
    The article presents issues related to the technology of cement slurries for sealing casing pipes in underground hydrogen storage facilities in depleted hydrocarbon reservoirs. Ten recipes of slurries containing various ingredients (including nanomaterials, i.e. nanoSiO2, nano-Al2O3, latexes, high-molecular polymers) were selected for laboratory tests. The tests were carried out at a temperature of 60°C and a pressure of 25 MPa, using defoaming, fluidizing, antifiltration admixtures and setting time retardant in the slurry compositions. The tests were carried out on two types of cement: Portland CEM I 42.5 and class G drilling cement. Technological parameters of fresh and hardened cement slurries were determined by examining the following: density, water retention (free water), rheology, thickening times as well as compressive strength, porosity and hydrogen tightness of cement cores. The liquid cement slurries had the correct technological parameters (they were well pumpable under HPHT conditions and their densities ranged from 1.80–1.91 g/cm3 ). The compressive strength of cement stones in the period from 2 days to 28 days of hydration, especially for samples with the addition of nanocomponents, was very high (after 28 days exceeding 40 MPa). The samples of cement stones had a very low content of capillary pores, which limits the possibility of forming channels in the cement sheath of the borehole. For most samples, the smallest pores (below 100 nm) accounted for the vast majority (over 95–97%) of the total number of pores in the cement matrix. The most favorable technological parameters were obtained for samples containing nano-SiO2 (nanosilica) and the optimal water-cement ratio for such slurries was around 0.46–0.48, depending on the type of cement used. The lowest hydrogen permeability values were obtained for formulations containing nanosilica (nano-SiO2). Recipes offering the best technological parameters, containing nanocomponents (after detailed tests), may be used when sealing casing pipes in holes drilled for hydrogen storage.
    Źródło:
    Nafta-Gaz; 2023, 79, 4; 244-251
    0867-8871
    Pojawia się w:
    Nafta-Gaz
    Dostawca treści:
    Biblioteka Nauki
    Artykuł
    Tytuł:
    Wpływ korozji węglanowej na szczelność kamieni cementowych w otworach przeznaczonych do sekwestracji
    The influence of carbonate corrosion on the tightness of cement stones intended for sequestration wells
    Autorzy:
    Kut, Łukasz
    Powiązania:
    https://bibliotekanauki.pl/articles/31348318.pdf
    Data publikacji:
    2024
    Wydawca:
    Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy
    Tematy:
    zaczyn cementowy
    stwardniały zaczyn cementowy
    parametry reologiczne
    parametry technologiczne
    dwutlenek węgla
    otwory sekwestracyjne
    porowatość
    przepuszczalność
    cement slurry
    hardened cement slurry
    rheological parameters
    technological parameters
    carbon dioxide
    sequestration
    boreholes
    porosity
    permeability
    Opis:
    Od kilku lat na całym świecie bardzo często poruszane są zagadnienia dotyczące emisji dwutlenku węgla do środowiska oraz problemów z tym związanych. Niektóre kraje postanowiły stanąć do walki i szukać sposobów na zmniejszenie ilości produkowanego dwutlenku węgla i ewentualnej możliwości jego bezpiecznego składowania. Zanieczyszczenie środowiska oraz wzrost emisji dwutlenku węgla do atmosfery stanowią obecnie główne problemy dotyczące gospodarki światowej, a w szczególności krajowej. Jednym ze sposobów składowania CO2 jest jego sekwestracja, czyli podziemne składowanie i deponowanie w strukturach geologicznych, między innymi w wyeksploatowanych złożach ropy i gazu oraz poziomach solankowych. Kolejnym sposobem może być zatłaczanie dwutlenku węgla do złoża ropy, co stanowi jedną z efektywniejszych metod wspomagania wydobycia. W naszym kraju na najbliższe lata planuje się wiercenia otworów przeznaczonych do sekwestracji dwutlenku węgla. Do cementowania tych otworów powinny być użyte zaczyny uszczelniające, które wykazują podwyższoną odporność na działanie CO2 oraz odpowiednio niskie porowatość i przepuszczalność. Przemysł naftowy w Polsce do uszczelniania kolumn rur okładzinowych stosuje konwencjonalne zaczyny cementowe na bazie cementu portlandzkiego A-42,5R lub wiertniczego „G” wraz z innymi składnikami regulującymi parametry zaczynów i stwardniałych zaczynów cementowych. Powszechnie stosowane w otworach wiertniczych zaczyny uszczelniające mogą ulegać korozji węglanowej, dlatego konieczne jest prowadzenie badań oraz analiza oddziaływania CO2 nie tylko na zmianę parametrów mechanicznych stwardniałych zaczynów, ale również na zmiany struktury porowej stwardniałych zaczynów i ich szczelności w czasie. Celem badań była analiza wpływu korozji węglanowej na zmianę struktury porowej oraz przepuszczalności dla gazu stwardniałych zaczynów cementowych w funkcji czasu ich sezonowania. Badaniom laboratoryjnym poddano stwardniałe zaczyny cementowe wykonane według receptur powszechnie stosowanych w przemyśle naftowym podczas uszczelniania kolumn rur okładzinowych w temperaturach od 60°C do 80°C. Próbki stwardniałych zaczynów cementowych przetrzymywano w wodzie wodociągowej i analogicznie sezonowano w wodzie nasyconej CO2 oraz poddawano badaniom po upływie założonego czasu. Analizowany był wpływ dwutlenku węgla na zmiany przepuszczalności dla gazu i porowatości stwardniałych zaczynów cementowych w funkcji czasu ich sezonowania. Przeprowadzone badania ukazały wpływ korozji węglanowej na strukturę stwardniałych zaczynów cementowych oraz na zmiany szczelności płaszcza cementowego w czasie oraz możliwości ich zastosowania w wyeksploatowanych złożach ropy i gazu przeznaczonych do składowania dwutlenku węgla. Z wybranych receptur zaczynów cementowych sporządzono próbki stwardniałych zaczynów cementowych. Zaczyny cementowe wiązały przez 48 godzin w ustalonej temperaturze i ciśnieniu (warunki otworopodobne). Otrzymane próbki stwardniałego zaczynu cementowego poddano badaniu porowatości oraz przepuszczalności dla gazu.
    For several years, discussions about carbon dioxide emissions and related environmental issues have been prevalent worldwide. Some countries have e committed to addressing this issue by seeking methods to reduce carbon dioxide production and ensure its safe storage. Environmental pollution and the increase in carbon dioxide emissions into the atmosphere are currently the main problems affecting not only the global economy, but domestic economies in particular. One of the methods of storing CO2 is sequestration, i.e., underground storage and depositing in geological structures, including depleted oil and gas reservoirs and aquifers. Another approach involves injecting carbon dioxide into oil reservoirs, which is considered one of more effective methods of enhancing oil recovery. In Poland, drilling boreholes for carbon dioxide sequestration is planned in the coming years. To cement these boreholes, sealing slurries that exhibit increased resistance to CO2, low porosity and permeability should be used. The oil industry in Poland uses conventional cement slurries based on Portland A-42.5R or class G oil-well cement, along with other ingredients that regulate the parameters of slurries and hardened cement slurries, to seal casing strings. Sealing slurries typically used in drilling boreholes may be susceptible to carbonate corrosion, therefore it is necessary to conduct research and analyze the impact of CO2 not only on changes in the mechanical parameters of hardened slurries but also in the pore structure of stones and their tightness over time. The aim of the research was to analyze the impact of carbonate corrosion on the change in the pore structure and gas permeability of hardened cement slurries as a function of their seasoning time. Laboratory tests were conducted on hardened cement slurries, prepared using compositions typically used in the petroleum industry for sealing casing strings at temperatures ranging from 60 to 80°C. Samples of hardened cement slurries were kept in tap water, while analogous samples were seasoned in CO2-saturated water and tested after specific periods. The influence of carbon dioxide on changes in gas permeability and porosity of hardened cement slurries as a function of their seasoning time was analyzed. The study revealed the impact of carbonate corrosion on the structure of hardened cement slurries and changes in the tightness of the cement sheath over time, as well as the possibility of their use in depleted oil and gas reservoirs intended for carbon dioxide storage. Samples of hardened cement slurries were prepared from selected cement slurry compositions. The slurries were allowed to set for 48 hours under controlled temperature and pressure conditions, simulating borehole environments. The obtained samples of hardened cement slurry were then tested for porosity and gas permeability.
    Źródło:
    Nafta-Gaz; 2024, 80, 1; 12-18
    0867-8871
    Pojawia się w:
    Nafta-Gaz
    Dostawca treści:
    Biblioteka Nauki
    Artykuł
    Tytuł:
    Korelacja wyników badań wytrzymałości na ściskanie i przyczepności do rur stalowych płaszcza cementowego z zaczynu o obniżonej gęstości
    Correlation of cement sheath mixed of lightweight slurry compression strength and adhesion to steel pipes tests results
    Autorzy:
    Kremieniewski, Marcin
    Powiązania:
    https://bibliotekanauki.pl/articles/1834961.pdf
    Data publikacji:
    2019
    Wydawca:
    Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy
    Tematy:
    wytrzymałość na ściskanie
    przyczepność do rur stalowych
    płaszcz cementowy
    cementowanie otworów
    korelacja
    zaczyn o obniżonej gęstości
    zaczyn lekki
    compressive strength
    cement bond
    cement sheath
    well cementing
    correlation
    lightweight cement slurry
    Opis:
    Podczas projektowania receptury zaczynu cementowego jednym z najczęściej określanych parametrów po związaniu zaczynu jest jego wytrzymałość na ściskanie. Parametr ten może być badany za pomocą metody niszczącej w hydraulicznej prasie wytrzymałościowej, jednak w ostatnich latach coraz częściej wytrzymałość mechaniczną wyznacza się przy użyciu metody nieniszczącej – poprzez pomiar prędkości przenikania fali w ultradźwiękowym analizatorze cementu. Ze względu na to, że jest to badanie proste do przeprowadzenia, ponieważ urządzenie automatycznie rejestruje przyrost wytrzymałości mechanicznej w jednostce czasu, to badanie takie najczęściej wykonuje się w ośrodkach badawczych, a wyniki są umieszczane w wytycznych do cementowania. Należy jednak zaznaczyć, że pod względem poprawy efektywności uszczelniania i stabilizacji kolumn rur okładzinowych bardziej istotna jest przyczepność tworzącego się płaszcza cementowego do powierzchni rur okładzinowych i formacji skalnej. Jednak tego rodzaju wyniki badań najczęściej są zaniedbywane. Ze względu na zależność pomiędzy wartością wytrzymałości mechanicznej i przyczepności stwardniałego zaczynu do powierzchni rur stalowych występuje możliwość obliczenia z dużym prawdopodobieństwem wartości przyczepności na podstawie uzyskanych wyników wytrzymałości na ściskanie stwardniałego zaczynu. Istnieją publikacje poruszające tematykę zależności analizowanych cech, jednak nie natrafiono na wyniki analizy korelacyjnej, na podstawie czego można by było określić, w jakim stopniu porównywane parametry mogą się pokrywać, a szczególnie w przypadku próbek z zaczynów o obniżonej gęstości. W związku z powyższym w niniejszej publikacji omówione zostały wyniki badań, na podstawie których przeprowadzono analizę korelacyjną wartości wytrzymałości na ściskanie i przyczepności do rur stalowych płaszcza cementowego powstałego z zaczynu o obniżonej gęstości. Analiza korelacyjna została wykonana dla wyników badań wartości wytrzymałości na ściskanie i przyczepności do rur stalowych próbek powstałych z 9 receptur zaczynów lekkich. Zaczyny podzielono na 3 grupy w zależności od rodzaju dodatku obniżającego gęstość. Dodatkową zmienną była temperatura i ciśnienie hydratacji. Dla tak sporządzonych próbek stwardniałych zaczynów wykonane zostały badania wytrzymałości na ściskanie oraz badanie przyczepności stwardniałego zaczynu do rury stalowej po czasie hydratacji wynoszącym 2, 7, 14 oraz 28 dni. Następnie uzyskane wyniki zostały poddane analizie korela- cyjnej, na podstawie której określono relacje pomiędzy analizowanymi cechami. Korelowano zależność przyczepności do rur od wartości wytrzymałości dla dwóch grup analizowanych cech. W pierwszej grupie analizie poddano stały skład zaczynu w zmieniającej się temperaturze pomiaru, natomiast w drugiej grupie analizowano różne receptury zaczynów w tej samej temperaturze. Na podstawie uzyskanych wyników wykreślono równania empiryczne. Obliczono również, jaki procentowy udział w wartości wytrzymałości na ściskanie stanowi wartość przyczepności do rur stalowych. Uzyskane wyniki mogą być pomocne przy określaniu wartości przyczepności płaszcza cementowego z zaczynu lekkiego do rur stalowych w przypadku posiadania tylko wartości wytrzymałości na ściskanie.
    When designing the cement slurry recipe, one of the most commonly deter-mined parameters after setting the slurry is its compressive strength. This parameter can be tested by a destructive method using a hydraulic testing machine. In recent years, however, mechanical strength has increasingly been determined using a non-destructive method by measuring the speed of wave penetration in the Ultrasonic Cement Analyzer. As this test is simple to perform because the device automatically records the increase in mechanical strength per unit of time, it is most often carried out in research centers, and the results are included in the cementing guidelines. It should be noted that in terms of improving the efficiency of sealing and stabilization of the casing pipe columns, the adhesion of the cement sheath to the surface of the casing and rock formation is more important. However, these types of test results are mostly neglected. Due to the relationship between the value of mechanical strength and adhesion of the hardened cement slurry to the surface of steel pipes, it is possible to calculate the adhesion value with high probability based on the obtained compressive strength of the hardened cement slurry. There are publications on the dependencies of the analyzed features, but no correlation analysis results based on which it would be possible to determine to what extent the compared parameters can overlap were found, especially in the case of lightweight cement slurries. This publication therefore discusses the results of the research on the basis of which a correlation analysis of the values of compressive strength and adhesion to steel pipes of the cement sheath produced from reduced density cement slurry was carried out. The said analysis was carried out for the results of the tests of compressive strength and adhesion values for steel pipes of samples made from 9 lightweight cement slurries recipes. The cement slurries were divided into 3 groups depending on the type of density-reducing additive. An additional variable was the temperature and hydration pressure. For such prepared samples of hardened cement slurries, compressive strength tests and adhesion tests of hardened slurry to steel pipe after hydration time of 2, 7, 14 and 28 days were performed. The obtained results were then subjected to a correlation analysis on the basis of which the relations between the analyzed features were determined. The dependence of adhesion to pipes depending on the strength value for two groups of analyzed features was correlated. In the first group, a constant composition of cement slurries with changing temperature of the measurement was analyzed, while in the second group, various recipes of cement slurries were analyzed at the same temperature. On the basis of the obtained results, empirical equations were plotted. It was also calculated what percentage share of the value of compressive strength constitutes the value of adhesion to steel pipes. The results obtained can be helpful in determining the adhesion value of the cement sheath made of lightweight slurry to steel pipes when only compressive strength values are available.
    Źródło:
    Nafta-Gaz; 2019, 75, 10; 613-624
    0867-8871
    Pojawia się w:
    Nafta-Gaz
    Dostawca treści:
    Biblioteka Nauki
    Artykuł
    Tytuł:
    Ocena wpływu korozji węglanowej na stwardniałe zaczyny cementowe uszczelniające otwory przeznaczone do sekwestracji CO2
    Assessment of the influence of carbonate corrosion on hardened cement slurries sealing wells intended for CO2 sequestration
    Autorzy:
    Kut, Łukasz
    Powiązania:
    https://bibliotekanauki.pl/articles/31343991.pdf
    Data publikacji:
    2023
    Wydawca:
    Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy
    Tematy:
    zaczyn cementowy
    stwardniały zaczyn cementowy
    parametry reologiczne
    parametry mechaniczne
    parametry technologiczne
    dwutlenek węgla
    otwory sekwestracyjne
    cement slurry
    hardened cement slurry
    rheological parameters
    mechanical parameters
    technological parameters
    carbon dioxide
    sequestration wells
    Opis:
    Zanieczyszczenie środowiska oraz wzrost emisji dwutlenku węgla do atmosfery stanowią obecnie główne problemy dotyczące nie tylko gospodarki światowej, ale w szczególności krajowej. Istnieje wiele źródeł zanieczyszczeń, jednak w naszym kraju jako główne wymienia się elektrownie, w których wytwarzanie energii odbywa się dzięki paliwom kopalnym, co prowadzi do wysokiej emisyjności CO2. Obecnie głównym aspektem jest nie tylko ograniczenie emisji dwutlenku węgla do atmosfery, ale i możliwość jego skutecznego wychwytywania i trwałego magazynowania. Jedną z możliwości jest wykorzystanie do składowania CO2 wyeksploatowanych złóż ropy i gazu oraz poziomów solankowych. Przemysł naftowy w naszym kraju do uszczelniania kolumny rur okładzinowych stosuje konwencjonalne zaczyny cementowe na bazie cementu portlandzkiego lub wiertniczego „G” wraz z innymi dodatkami lub/i domieszkami regulującymi parametry zaczynów i kamieni cementowych. Powszechnie używane zaczyny cementowe pod wpływem rozpuszczonego w wodzie CO2 mogą ulegać tzw. korozji węglanowej. Działanie dwutlenku węgla w stwardniałym zaczynie polega na wyługowywaniu z matrycy cementowej związków wapnia: najpierw portlandytu (Ca(OH)2), a następnie uwodnionych glinianów i krzemianów wapniowych. Tworzący się w tych reakcjach kwaśny węglan wapniowy jest łatwo rozpuszczalny i ulega wymywaniu ze stwardniałego zaczynu cementowego. Przy wysokim stężeniu CO2 zachodzą dalsze niekorzystne reakcje chemiczne rozkładu uwodnionych glinianów wapniowych i fazy CSH. Celem badań laboratoryjnych była analiza wpływu korozji węglanowej na zmianę parametrów technologicznych stwardniałego zaczynu w funkcji czasu jego sezonowania. Badaniom laboratoryjnym poddano stwardniałe zaczyny cementowe wykonane z receptur powszechnie stosowanych w krajowym przemyśle naftowym podczas uszczelniania kolumny rur okładzinowych w temperaturach od 60°C do 80°C. Badania prowadzono na zaczynach cementowo-lateksowych. Próbki stwardniałego zaczynu cementowego powstałe po utwardzeniu zaczynów przechowywane były w środowisku wodnym nasyconym CO2 w ustalonych warunkach ciśnienia i temperatury. Próbki stwardniałego zaczynu okresowo badano. Analizowany był wpływ dwutlenku węgla na zmiany parametrów mechanicznych stwardniałego zaczynu w funkcji czasu jego sezonowania. Przeprowadzone wstępne badania oraz otrzymane wyniki pokazały wpływ korozji węglanowej na zmiany parametrów mechanicznych stwardniałego zaczynu cementowego oraz pokazały możliwość zastosowania wyeksploatowanych otworów wiertniczych do ewentualnego magazynowania dwutlenku węgla. Z wybranych zaczynów cementowych sporządzono próbki stwardniałych zaczynów cementowych. Zaczyny cementowe wiązały przez 48 h w ustalonej temperaturze i ciśnieniu (warunki otworopodobne). Otrzymane próbki stwardniałego zaczynu cementowego poddano badaniu: wytrzymałości na ściskanie, wytrzymałości na zginanie, przyczepności do rur stalowych.
    Environmental pollution and the increase in carbon dioxide emissions into the atmosphere are currently the main problems affecting not only the global economy, but especially the domestic one. There are many sources of pollution, however, in our country, the main ones are power plants, in which we obtain energy due to fossil fuels, which leads to high CO2 emissions. Currently, the main aspect is not only the reduction of carbon dioxide emissions into the atmosphere, but also the possibility of its effective capture and permanent storage. One of the possibilities is the use of depleted oil and gas deposits and aquifers for CO2 storage. The oil industry in our country uses conventional cement slurries based on Portland cement or “G” drilling cement together with other additives and/or admixtures regulating the parameters of cement slurries and stones to seal the column of casing. Commonly used cement slurries under the influence of CO2 dissolved in water may undergo the so-called “carbonate corrosion”. The action of carbon dioxide in the hardened cement slurry is based on leaching calcium compounds from the cement matrix: first, Ca(OH)2 portlandite, and then hydrated aluminates and calcium silicates. The calcium bicarbonate formed in these reactions is easily soluble and is washed out of the hardened cement slurry. At high CO2 concentrations, further unfavorable chemical reactions of the decomposition of the hydrated calcium aluminates and the CSH phase take place. The aim of the laboratory tests was to analyze the influence of carbonate corrosion on the change of technological parameters of hardened cement slurry over time. Recipes commonly used in the petroleum industry for sealing casing columns at temperatures from 60 to 80°C were tested in the laboratory. The research was carried out on cement-latex slurries. Hardened cement slurry formed after the hardening of the slurries were stored in a CO2-saturated water environment under set conditions of pressure and temperature. Hardened cement slurry samples were tested periodically. The influence of carbon dioxide on changes in mechanical parameters of hardened cement slurry over time was analyzed. The conducted tests and the results obtained have shown the influence of carbonate corrosion on changes in the mechanical parameters of hardened cement slurry and the possibility of their use in depleted oil and gas deposits intended for carbon dioxide storage. Hardened cement slurry samples were prepared from selected cement slurries. Cement slurries were bonded for 48 hours at the set temperature and pressure (borehole-like conditions). The obtained hardened cement slurry samples were tested: compressive strength, bending strength, adhesion to steel pipes.
    Źródło:
    Nafta-Gaz; 2023, 79, 1; 44-51
    0867-8871
    Pojawia się w:
    Nafta-Gaz
    Dostawca treści:
    Biblioteka Nauki
    Artykuł
    Tytuł:
    Wpływ kamienia wapiennego na właściwości reologiczne zaczynu cementowego
    Autorzy:
    Piechówka, M.
    Giergiczny, Z.
    Powiązania:
    https://bibliotekanauki.pl/articles/343697.pdf
    Data publikacji:
    2011
    Wydawca:
    Stowarzyszenie Producentów Cementu
    Tematy:
    zaczyn cementowy
    dodatek mineralny
    mączka wapienna
    cement portlandzki wapienny
    właściwości reologiczne
    lepkość plastyczna
    granica płynięcia
    Źródło:
    Budownictwo, Technologie, Architektura; 2011, 1; 58-61
    1644-745X
    Pojawia się w:
    Budownictwo, Technologie, Architektura
    Dostawca treści:
    Biblioteka Nauki
    Artykuł
    Tytuł:
    Wpływ superplastyfikatora na hydrofilowość zaczynów cementowych
    The influence of a superplasticizer on the hydrophilicity of cement slurries
    Autorzy:
    Kremieniewski, M.
    Rzepka, M.
    Powiązania:
    https://bibliotekanauki.pl/articles/1835112.pdf
    Data publikacji:
    2018
    Wydawca:
    Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy
    Tematy:
    zaczyn cementowy
    superplastyfikator
    środek upłynniający
    hydrofilowość
    poprawa uszczelnienia
    cement slurry
    superplasticizer
    dispersant
    hydrophilicity
    sealing improvement
    Opis:
    Zaprojektowanie receptury zaczynu o parametrach reologicznych umożliwiających uzyskanie wymaganych warunków przepływu pozwala na otrzymanie odpowiedniego współczynnika wyparcia płuczki, na usunięcie pozostałości osadu płuczkowego oraz wypełnienie skawernowanej przez świder powierzchni górotworu. Uzyskanie wymaganych parametrów reologicznych, a tym samym optymalnej przetłaczalności zaczynu cementowego w przestrzeni pierścieniowej otworu wiertniczego, jest możliwe wskutek modyfikacji receptury zaczynu poprzez zastosowanie dodatków dyspergujących, tj. plastyfikatorów bądź superplastyfikatorów. Środki te, działając dyspergująco, powodują również obniżenie napięcia powierzchniowego zaczynu. Ponadto środki upłynniające przyczyniają się do zmiany hydrofilowości zaczynu, co jest istotne z punktu widzenia odpowiedniego nawilżenia powierzchni, do których przylega wiążący zaczyn cementowy. Wpływa to na wzrost przyczepności płaszcza cementowego do powierzchni styku. Dotychczas badania hydrofilowości wykonywane były jedynie dla różnego rodzaju środków polimerowych lub podobnych substancji, natomiast dla dyspersyjnego układu zaczynu cementowego modyfikowanego za pomocą superplastyfikatorów nie prowadzono tego rodzaju badań. W niniejszej publikacji podjęte zostały próby określenia hydrofilowości zaczynów cementowych z dodatkiem środków dyspergujących. Wykonano badania receptur kontrolnych (niepoddanych modyfikacji) oraz zaczynów zawierających określone ilości superplastyfikatora. Wykazano, że stosowane polimerowe dodatki superplastyfikatorów nie tylko wpływają na obniżenie parametrów reologicznych zaczynów cementowych, ale również powodują obniżenie napięcia powierzchniowego i zwiększenie hydrofilowości zaczynu. Uzyskane wyniki badań pozwalają lepiej zrozumieć mechanizmy zachodzące w dyspersyjnym układzie zaczynu cementowego, który poddano modyfikacji za pomocą środka upłynniającego, co może się przyczynić do poprawy szczelności na kontakcie płaszcza cementowego z powierzchniami styku.
    The design of cement slurry with rheological parameters enabling obtaining the required flow regimes, allows to achieve the appropriate mud displacement coefficient, removing the residue of the mud cake and filling the surface of the wellbore rocks caverned by the drill. Obtaining the required rheological parameters, and thus optimal circulation of cement slurry in the annular space of the borehole is possible due to the modification of the cement slurry recipe by the use of dispersing additives, i.e. plasticizers or superplasticizers. These additives acting dispersingly also reduce the surface tension of the cement slurry. Furthermore, plasticizers contribute to change in the hydrophilicity of the slurry, which is important for the proper hydration of the surfaces to which the binding cement slurry adheres. This results in increased adhesion of the cement sheath to the contact surface. So far, hydrophilicity studies have been conducted only for various types of polymeric agents or similar substances, whereas for dispersive systems of cement slurry modified with superplasticizers they were not. This article presents attempts to determine the hydrophobicity of cement slurries with the addition of dispersing agents. Base cement slurries (unmodified) were tested as well as slurries containing a specified amount of superplasticizer. Studies have shown that the polymeric superplasticizer additives used, not only reduced the rheological parameters of cement slurries, but also reduced the surface tension and increased the hydrophilicity of the slurries. The obtained test results allow to better understand the mechanisms occurring in the dispersive system of cement slurry, which has been modified by a dispersing agent, which may contribute to the improvement of the sealing of the contact between the cement sheath and the contact surfaces.
    Źródło:
    Nafta-Gaz; 2018, 74, 10; 745-751
    0867-8871
    Pojawia się w:
    Nafta-Gaz
    Dostawca treści:
    Biblioteka Nauki
    Artykuł
    Tytuł:
    Badania immobilizacji metali ciężkich w zaczynach cementowych zawierających popioły lotne
    Autorzy:
    Gawlicki, M.
    Mróz, R.
    Powiązania:
    https://bibliotekanauki.pl/articles/343335.pdf
    Data publikacji:
    2014
    Wydawca:
    Stowarzyszenie Producentów Cementu
    Tematy:
    popiół lotny
    popiół fluidalny
    Rozporządzenie nr 305/2011 UE
    substancja niebezpieczna
    metal ciężki
    zaczyn cementowy
    immobilizacja
    Źródło:
    Budownictwo, Technologie, Architektura; 2014, 2; 64-66
    1644-745X
    Pojawia się w:
    Budownictwo, Technologie, Architektura
    Dostawca treści:
    Biblioteka Nauki
    Artykuł
    Tytuł:
    Cement slurries for sealing casing in boreholes with increased risk of gas migration
    Zaczyny cementowe do uszczelniania otworów o podwyższonym ryzyku migracji gazu
    Autorzy:
    Rzepka, Marcin
    Kremieniewski, Marcin
    Kędzierski, Miłosz
    Powiązania:
    https://bibliotekanauki.pl/articles/1835094.pdf
    Data publikacji:
    2019
    Wydawca:
    Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy
    Tematy:
    cement slurry
    cement sheath
    gas migration
    cement thickening
    zaczyn cementowy
    kamień cementowy
    migracja gazu
    wiązanie cementu
    Opis:
    A cement job is one of the most important operations carried out during the drilling of wells. Further functioning of the well depends on the correct execution of the cement job (for instance, in case of a failed cement job, further hydrocarbon deposit production may turn to be difficult or simply impossible). The article presents the issues of the cement slurry technology deployed for sealing shallow boreholes with an increased risk of shallow gas migration. Oil and Gas Institute – National Research Institute has developed a number of cement slurry formulations characterized by properly adjusted density, gelling and bonding time, which will allow the creation of a tight barrier in the borehole annulus that prevents the production fluid from leaking to the surface. Properly modified (with the aid of natural rubber latex or nanosilica) cement slurries based on Portland cement CEM I 42.5 are suitable for use in cement jobs carried out in shallow drilling wells. Particularly advantageous technological parameters have been obtained for cement slurries containing about 0.5–1% nano-SiO2. The optimal water-cement ratio for these formulas was at the level of about 0.50–0.52. Both latex-containing and nano- SiO2-containing samples were characterized by a very advantageous course of the gelation plot (static build-up of gel strength). Their TT transition times amounted to several tens of minutes (which is a proof of high ability to prevent gas migration from shallow gas accumulations). Bonding times of the tested slurries can be successfully controlled using acceleration agents commonly used in the industry. Slurries that had been tested using the Vicat apparatus were characterized by a bonding time in the range from approximately 100 up to 280 minutes. As a result, depending on the anticipated length of the cementing job, the required bonding time can be appropriately adjusted. Compressive strength after 7 days of hydration was high (for samples with the addition of latex, they were about 22–23 MPa, for nano- SiO2 slurries around 29–31 MPa). Due to their good technological parameters, the cement slurries developed at Oil and Gas Institute – NRI could be used in the process of cementing casing strings, e.g. in the Carpathian Foreland, where there is a shallow gas accumulation hazard.
    Zabieg cementowania rur okładzinowych jest zaliczany do najważniejszych operacji przeprowadzanych podczas wykonywania otworu wiertniczego. Od jego prawidłowego przebiegu zależy dalsze funkcjonowanie odwiertu (np. w przypadku nieudanego cementowania rur późniejsza eksploatacja złoża może okazać się utrudniona lub wręcz niemożliwa).W artykule przedstawione zostały zagadnienia technologii zaczynów cementowych służących do uszczelniania płytkich otworów wiertniczych o podwyższonym ryzyku wystąpienia migracji gazu. W Instytucie Nafty i Gazu – Państwowym Instytucie Badawczym opracowano szereg receptur zaczynów cementowych charakteryzujących się odpowiednio dobraną gęstością, czasem żelowania i wiązania, co pozwala na wytworzenie w otworze wiertniczym szczelnej bariery uniemożliwiającej przedostawanie się medium złożowego na powierzchnię. Odpowiednio zmodyfikowane (za pomocą lateksu lub nanokrzemionki) zaczyny cementowe na bazie cementu portlandzkiego CEM I 42,5 z powodzeniem nadają się do zastosowania w pracach cementacyjnych prowadzonych w płytkich otworach wiertniczych. Szczególnie korzystne parametry technologiczne uzyskano dla zaczynów cementowych zawierających około 0,5–1% nano-SiO2. Optymalny współczynnik wodno-cementowy kształtował się dla tych receptur na poziomie około 0,50–0,52. Zarówno próbki zawierające lateks, jak i te zawierające nano-SiO2 cechowały się bardzo korzystnym przebiegiem krzywej żelowania (narastania statycznej wytrzymałości strukturalnej). Ich czasy przejścia (transition time) TT wynosiły kilkadziesiąt minut (co świadczy o wysokiej zdolności do zapobiegania migracji gazu z płytkich horyzontów produktywnych). Czasy wiązania badanych zaczynów można z powodzeniem regulować za pomocą powszechnie używanych w przemyśle środków przyspieszających. Testowane na aparacie Vicata zaczyny posiadały czasy początku wiązania w przedziale od około 100 do 280 minut. Powoduje to, że w zależności od przewidywanej długości zabiegu cementowania można odpowiednio dobrać wymagany czas wiązania zaczynu. Wytrzymałości na ściskanie po 7 dniach hydratacji przyjmowały wysokie wartości (dla próbek z dodatkiem lateksu wynosiły one około 22–23 MPa, dla zaczynów z nano-SiO2 – około 29–31 MPa). Zaczyny cementowe opracowane w INiG – PIB z uwagi na swe dobre parametry technologiczne mogłyby znaleźć zastosowanie w procesie cementowania kolumn rur okładzinowych, np. na obszarze przedgórza Karpat, gdzie występuje duże ryzyko pojawienia się migracji gazu.
    Źródło:
    Nafta-Gaz; 2019, 75, 9; 562-570
    0867-8871
    Pojawia się w:
    Nafta-Gaz
    Dostawca treści:
    Biblioteka Nauki
    Artykuł
    Tytuł:
    Zmiana parametrów technologicznych zaczynu cementowego pod wpływem przeciwsedymentacyjnego dodatku żywicy ksantanowej
    Changing the technological parameters of cement slurry by the antisedimentation addition of xanthan gum
    Autorzy:
    Kremieniewski, M.
    Powiązania:
    https://bibliotekanauki.pl/articles/1835155.pdf
    Data publikacji:
    2018
    Wydawca:
    Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy
    Tematy:
    zaczyn cementowy
    sedymentacja
    frakcjonowanie
    żywica ksantanowa
    płaszcz cementowy
    cement slurry
    sedimentation
    fractionation
    xanthan gum
    cement bond
    Opis:
    Projektowane zaczyny cementowe zawierają w swoim składzie szereg różnego rodzaju środków, które zgodnie z oczekiwaniami mają za zadanie zmienić parametry technologiczne opracowywanej receptury. Obecność w zaczynie cementowym drobnych frakcji, zarówno spoiwa hydraulicznego, jak również dodatków modyfikujących parametry zaczynu, może powodować frakcjonowanie fazy stałej [6]. W celu wyeliminowania tego zjawiska wymagane jest zastosowanie środków powodujących zatrzymanie drobnych cząstek w całej objętości zaczynu. Dodatkami takimi są zazwyczaj odpowiednie polimery wielkocząsteczkowe. Jednakże niekiedy powodują one znaczny wzrost lepkości zaczynu, co w efekcie może wywoływać problemy, począwszy od trudności z zatłoczeniem zaczynu, a skończywszy na znacznym wzroście ciśnienia tłoczonego zaczynu w przestrzeni pierścieniowej i pozarurowej [10]. Z uwagi na powyższe postanowiono zastosować nieużywany podczas projektowania zaczynów biopolimer żywicy ksantanowej, stosowany dotychczas w technologii płuczek wiertniczych. W trakcie realizacji prac badawczych, których celem było określenie zmiany parametrów technologicznych świeżego i stwardniałego zaczynu cementowego za pomocą biopolimeru żywicy ksantanowej, sporządzono kontrolne receptury zaczynów, w celu dokonania porównania działania zastosowanego dodatku. W badaniach określone zostały takie właściwości zaczynu jak: parametry reologiczne, filtracja, czas gęstnienia, odstój wody, stabilność sedymentacyjna. Dla próbek stwardniałych zaczynów wyznaczono wpływ dodatku żywicy ksantanowej na parametry mechaniczne (wytrzymałość na ściskanie), parametry fizykomechaniczne (przyczepność do rur stalowych i przyczepność do formacji skalnej). Dodatkowo stwardniały zaczyn cementowy poddano badaniom opisującym mikrostrukturę próbki (wykonane zostały badania porowatości oraz przepuszczalności). W celu określenia wpływu biopolimeru żywicy ksantanowej na parametry zaczynu i powstałego z niego stwardniałego zaczynu, wykonano testy dla receptur przeznaczonych do uszczelniania otworów w warunkach otworowych o temperaturze od 30°C do 90°C oraz ciśnieniu od 5 MPa do 35 MPa.
    Designed cement slurries contain a number of different types of measures that are designed to change the technological parameters of the recipe being developed as expected. The presence of fine fractions in the cement slurry, both hydraulic binder as well as additives modifying parameters, may result in solid phase fractionation [6]. In order to eliminate this phenomenon, it is required to use agents that retain fine particles in the entire volume of the cement slurry. Such additives are usually suitable macromolecular polymers. However, they sometimes cause a significant increase in the viscosity of the leaven, which in turn may cause problems ranging from difficulties with the injection of the grout, and ending with a significant increase of the pressure in the annular space [10]. In view of the above, it was decided to use a biopolymer of xanthan resin, not used in the design of cement slurries, but has been used until now in the technology of drilling fluids. During the implementation of research works aimed at determining the change of technological parameters of fresh and hardened cement slurry with a biopolymer of xanthan gum, control leaven formulations were made to compare the effect of the additive used. In the research, properties of the cement slurry were determined such as: rheological parameters, filtration, thicking time, water retention, sedimentation stability. For samples of hardened slurries, the effect of the addition of xanthan gum on the mechanical parameters (compressive strength), physico-mechanical parameters (adhesion to steel pipes and adhesion to rock formation) was determined. In addition, the hardened cement slurry was subjected to tests describing the microstructure of the sample (porosity and permeability tests were carried out). In order to determine the influence of biopolymer of xanthan gum on the parameters of grout and the hardened grout resulting from it, tests were carried out for recipes intended to seal openings in borehole conditions at 30° C to 90° C and pressure from 5 MPa to 35 MPa.
    Źródło:
    Nafta-Gaz; 2018, 74, 12; 927-937
    0867-8871
    Pojawia się w:
    Nafta-Gaz
    Dostawca treści:
    Biblioteka Nauki
    Artykuł
    Tytuł:
    Odmiany polimorficzne CaCO3 jako produkt karbonatyzacji zaczynów cementowych
    Polymorphic varieties of CaCO3 as a product of cement grout carbonization
    Autorzy:
    Uliasz-Bocheńczyk, A.
    Gawlicki, M.
    Mokrzycki, E.
    Pyzalski, M.
    Powiązania:
    https://bibliotekanauki.pl/articles/216610.pdf
    Data publikacji:
    2013
    Wydawca:
    Polska Akademia Nauk. Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN
    Tematy:
    zaczyn cementowy
    karbonatyzacja
    korozja węglanowa
    kalcyt
    aragonit
    vateryt
    cement grout
    carbonization
    carbonate corrosion
    calcite
    aragonite
    vaterite
    Opis:
    Zaczyny cementowe stosowane w technologiach wiertniczych wykorzystywanych w geologicznym składowaniu CO2 będą ulegać intensywnej karbonatyzacji. Ditlenek węgla powodujący korozję węglanową lub kwasowo-węglanową zaczynu cementowego reaguje przede wszystkim z portlandytem Ca(OH)2, stanowiącym obok uwodnionych krzemianów wapnia C-S-H główny produkt reakcji z wodą podstawowych składników cementu, alitu i belitu. Węglan wapnia powstający w wyniku reakcji CO2 z Ca(OH)2 może występować we wszystkich trzech odmianach polimorficznych CaCO3, jako kalcyt, aragonit i vateryt. Potwierdziły to badania próbek pobranych z otworów wykonanych w celu intensyfikacji wydobycia ropy naftowej przy użyciu CO2 (Carem i in. 2006, 2007; Scherer, Huet 2009). Prawdopodobnie jako pierwszy powstaje vateryt, który następnie przechodzi w kalcyt. Aragonit pojawia się zazwyczaj jako faza przejściowa (Kurdowski 2010). W artykule przedstawiono wyniki badań składów fazowych zaczynów cementowych, które mogą być użyte w pracach wiertniczych wykonywanych w celu geologicznego składowania CO2. W zaczynach stwierdzono równoczesne występowanie obok siebie różnych odmian polimorficznych węglanu wapnia. Zaczyny pozostające w kontakcie z solanką i ditlenkiem węgla wykazywały oprócz kalcytu, aragonitu i vaterytu, również obecność faz będących produktami korozji chlorkowej zaczynu cementowego.
    Cement grouts used in drilling technologies applied in the geological storage of CO2 undergo intense carbonization. Carbon dioxide, which causes carbonate or acid-carbonate corrosion of a cement grout, reacts mainly with portlandite Ca(OH)2 which is, along with hydrate calcium silicate C-S-H, a main product of basic cement components’ (alite and belite) reactions with water. Calcium carbonate formed as a result of the CO2 and Ca(OH)2 reaction may occur in the three polymorphic varieties of CaCO3 – calcite, aragonite, and vaterite. This has been proven by testing on samples taken from drilling holes made to intensify the output of rock oil through the use of CO2 (Carem et al. 2006, 2007; Scherer, Huet 2009). It is probable that the vaterite is formed in the first plate and then transforms into calcite. Aragonite is usually a transitional phase (Kurdowski 2010). The article shows the results of research on cement grouts’ phase compositions which may be applied to drilling works for the geological storage of CO2. It has been proven that different polymorphic varieties of calcium carbonate occur simultaneously in cement grouts. The grout coming into contact with leach and carbon dioxide reveals not only the presence of calcite, aragonite, and vaterite but also some phases which are the products of cement grout chloride corrosion.
    Źródło:
    Gospodarka Surowcami Mineralnymi; 2013, 29, 2; 79-88
    0860-0953
    Pojawia się w:
    Gospodarka Surowcami Mineralnymi
    Dostawca treści:
    Biblioteka Nauki
    Artykuł
    Tytuł:
    Badania statycznej wytrzymałości strukturalnej zaczynów cementowych o obniżonej gęstości przeznaczonych do uszczelniania otworów wiertniczych
    Studies on static structural strength of reduced density cement slurries for sealing boreholes
    Autorzy:
    Rzepka, Marcin
    Kędzierski, Miłosz
    Powiązania:
    https://bibliotekanauki.pl/articles/2143333.pdf
    Data publikacji:
    2022
    Wydawca:
    Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy
    Tematy:
    zaczyn cementowy
    czas przejścia
    migracja gazu
    wiązanie cementu
    cement slurry
    transition time
    gas migration
    cement setting
    Opis:
    Prezentowany artykuł jest rozwinięciem zagadnień z zakresu technologii zaczynów uszczelniających dotyczących tzw. procesów żelowania (tj. narastania w zaczynach cementowych statycznej wytrzymałości strukturalnej w trakcie procesu wiązania). W zdecy- dowanej większości dotychczasowych publikacji w czasopismach naukowych i branżowych omawiano jedynie badania procesów żelowania zaczynów o tzw. normalnej gęstości, wynoszącej około 1800–1900 kg/m3 . W niniejszym artykule skoncentrowano się na zagadnieniu narastania statycznej wytrzymałości strukturalnej zaczynów cementowych, których gęstość kształtuje się na poziomie 1450–1600 kg/m3 . Analizując badania prowadzone na świecie należy podkreślić, że w procesie przeciwdziałania ewentualnym ekshalacjom gazowym z przestrzeni pierścieniowej tempo żelowania zaczynu cementowego odgrywa niezwykle istotną rolę. Dotyczy to zarówno zaczynów o normalnej, jak i o obniżonej gęstości. Po zabiegu wytłoczenia zaczynu poza rury okładzinowe znajduje się on początkowo w stanie płynnym i działa na złoże jako ciecz (poprzez wytworzone ciśnienie hydrostatyczne). Następnie po określonym czasie w zaczynie następuje budowa statycznej wytrzymałości strukturalnej SGS (ang. static gel strength), co powoduje stopniowy spadek ciśnienia hydrostatycznego. Proces ten trwa aż do momentu związania cementu. W Instytucie Nafty i Gazu – Państwowym Instytucie Badawczym opracowano szereg receptur innowacyjnych zaczynów cementowych o obniżonej gęstości, do których wprowadzono dodatki nanokomponentów oraz polimeru wielkocząsteczkowego. Gęstość zaczynów obniżano za pomocą dodatku różnych koncentracji mikrosfer. Receptury lekkich zaczynów, które zawierały w odpowiedniej koncentracji wielkocząsteczkowy polimer o symbolu GS, a także te zawierające nanokomponenty w postaci n-SiO2 i n-Al2O3 cechowały się bardzo korzystnym przebiegiem krzywej żelowania (tj. szybkim narastaniem statycznej wytrzymałości strukturalnej). Lekkie zaczyny cementowe o najkorzystniejszych parametrach, tj. krótkich czasach przejścia TT (ang. transition time), mogą znaleźć zastosowanie w procesie cementowania kolumn rur okładzinowych w otworach wiertniczych – zwłaszcza w warstwach słabo zwięzłych lub horyzontach o obniżonym gradiencie ciśnienia złożowego.
    The presented article is an extension of the issues in the field of sealing slurries technology related to the so-called gelling processes (i.e. the build-up of static structural strength in cement slurries during the setting process). The vast majority of papers published in scientific and trade journals discussed only the study of the gelling of slurries with the so-called “normal” density of around 1800–1900 kg/m3 . This article focuses on the issue of the build-up of static structural strength of cement slurries, the densities of which range from 1450–1600 kg/m3 . Based on research conducted around the world, it can be concluded that the rate of gelling of the cement slurry plays an important role in the process of preventing possible gas exhalations from the annular space. This is the case with both normal and reduced density of slurry. The initially liquid cement slurry, when pumped out of the casing, acts as a liquid, creating a certain hydrostatic pressure on the deposit. Then, after some time, the period of building the static gel strength (SGS) starts, causing a gradual drop in hydrostatic pressure. This process continues until the cement sets. The Oil and Gas Institute – National Research Institute has developed a number of innovative recipes for cement slurries with reduced density, with added nanocomponent and high-molecular weight polymer additives. The densities of the slurries were lowered with the addition of various amounts of microspheres. The formulas of light slurries containing the high-molecular weight polymer marked as GS in an appropriate concentration and those containing n-SiO2 and n-Al2O3 nanocomponents were characterized by a very advantageous course of the gelation plot (i.e. rapid static build-up of gel strength). Light cement slurries with the most advantageous parameters, i.e. short Transition Times (TT), can be used in the process of cementing casing columns in boreholes, especially in weakly compact layers or horizons with a reduced formation pressure gradient.
    Źródło:
    Nafta-Gaz; 2022, 78, 3; 197-207
    0867-8871
    Pojawia się w:
    Nafta-Gaz
    Dostawca treści:
    Biblioteka Nauki
    Artykuł
    Tytuł:
    Badania procesu żelowania zaczynów cementowych przeznaczonych do uszczelniania otworów przewiercających płytkie poziomy gazonośne
    Research on the gelling process of cement slurries for sealing boreholes drilling through shallow gasbearing levels
    Autorzy:
    Rzepka, Marcin
    Kędzierski, Miłosz
    Powiązania:
    https://bibliotekanauki.pl/articles/2145352.pdf
    Data publikacji:
    2021
    Wydawca:
    Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy
    Tematy:
    zaczyn cementowy
    czas przejścia
    migracja gazu
    wiązanie cementu
    cement slurry
    transition time
    gas migration
    cement setting
    Opis:
    Niniejszy artykuł przedstawia zagadnienia z zakresu technologii zaczynów uszczelniających dotyczące tzw. procesów żelowania (tzn. narastania statycznej wytrzymałości strukturalnej zaczynów cementowych). Na podstawie badań prowadzonych na świecie można stwierdzić, że tempo żelowania zaczynu cementowego odgrywa istotną rolę w procesie przeciwdziałania ewentualnym ekshalacjom gazowym z przestrzeni pierścieniowej. Po wtłoczeniu zaczynu do otworu (zwłaszcza w strefach, w których występują płytko zalegające horyzonty gazowe) może dojść do tzw. migracji (ekshalacji) medium złożowego (tj. niekontrolowanego wypływu np. gazu z przestrzeni pierścieniowej otworu wiertniczego). Do najważniejszych przyczyn powstawania zjawiska migracji gazu z płytkich horyzontów po zabiegu cementowania rur zalicza się niezdolność do utrzymania określonego nadciśnienia przez kolumnę wiążącego zaczynu cementowego oraz zbyt długie wiązanie zaczynu cementowego po zatłoczeniu go do otworu. Zaczyn cementowy po wytłoczeniu poza rury okładzinowe, będący początkowo w stanie płynnym, działa jako ciecz, wywołując określone ciśnienie hydrostatyczne na złoże, np. gazowe. Jednakże po pewnym czasie rozpoczyna się okres budowy statycznej wytrzymałości strukturalnej (SGS, ang. static gel strength), aż do momentu związania cementu. Proces budowy SGS, czyli tzw. żelowania zaczynu cementowego, powoduje ograniczenie zdolności do transmisji (przekazywania) ciśnienia hydrostatycznego na złoże. W Instytucie Nafty i Gazu – Państwowym Instytucie Badawczym przetestowano szereg receptur zaczynów cementowych charakteryzujących się różnym czasem żelowania i wiązania. Zaczyny sporządzane były na bazie m.in.: trzech rodzajów lateksów (o symbolach L1, L2, L3), dwóch rodzajów szkła wodnego (o symbolach S1, S2), krzemionki bezpostaciowej (o symbolu CB), nanokomponentów na bazie n-SiO2 i n-Al2O3 (o symbolach NS i NA) oraz polimeru wielkocząsteczkowego (o symbolu GS). Do testowanych zaczynów stosowano przyspieszacz wiązania w różnych ilościach. Łącznie wykonano badania dla 18 receptur cementowych, co pozwoliło na wytypowanie optymalnych składów zaczynów o krótkich czasach żelowania i wiązania. Próbki zawierające w odpowiedniej koncentracji jeden z rodzajów lateksu, polimer GS, jak i te zawierające n-SiO2 i n-Al2O3 cechowały się bardzo korzystnym przebiegiem krzywej żelowania (narastania statycznej wytrzymałości strukturalnej). Ich czasy przejścia (TT, ang. transition time), odzwierciedlające przebieg żelowania, wynosiły od kilkunastu do kilkudziesięciu minut (co świadczy o ich wysokiej zdolności do zapobiegania migracji gazu z płytkich horyzontów produktywnych). Opracowane w INiG – PIB zaczyny cementowe, z uwagi na ich dobre parametry technologiczne, mogłyby znaleźć zastosowanie w procesie cementowania kolumn rur okładzinowych w otworach wiertniczych, zwłaszcza w przypadkach spodziewanego płytkiego zalegania poziomów gazonośnych.
    The article presents issues related to the sealing slurry technology concerning gelling processes (i.e., static built-up of gel strength of cement slurries). Based on research conducted around the world, it can be concluded that the rate of gelling of the cement slurry has an important role in the process of preventing possible gas exhalations from the annular space. After the cement slurry is pumped into the borehole (especially in zones with shallow gas horizons), the so-called migration (exhalation) of the formation medium (i.e. uncontrolled outflow of e.g. gas from the annular space) may occur. The most important caused of gas migration from the shallow horizons after casings cementation are the inability to maintain a certain overpressure by the column of the binding cement slurry and too long binding of the cement slurry after pumping into the borehole. The initially liquid cement slurry, when pumped out of the casing, acts as a liquid, creating a certain hydrostatic pressure on the deposit. e.g. gas. However, after some time, the period of building the static gel strength (SGS) starts until the cement sets. The SGS building process, i.e. gelling of the cement slurry, reduces the ability to transmit hydrostatic pressure to the reservoir. The Oil and Gas Institute – National Research Institute has tested a number of cement slurry formulations characterized by different gelling and bonding times. Slurries were made on the basis of three typed of latex with the symbols L1, L2, L3, two types of water glass with symbols S1, S2, amorphous silica with the symbol CB, nano-components based on n-SiO2 and n-Al2O3 with the symbols NS and NA as well as high-molecular weight polymer with the symbol GS. Different amounts of setting accelerator were used with the tested slurries. Tests were carried out for eighteen cement recipes, which made it possible to select the optimal compositions of slurries with short gelling and setting times. The samples containing one of the types of latex in the appropriate concentration, the GS polymer, as well as those containing n-SiO2 and n-Al2O3, showed a very advantageous course of the gelation plot (static build-up of gel strength). Their TT transition times, reflecting the course of gelation, ranged from several to several tens of minutes (which is a proof of high ability to prevent gas migration from shallow gas accumulations). The cement slurries developed at the Oil and Gas Institute – National Research Institute, due to their good technological parameters, could be used in the process of cementing casing strings.
    Źródło:
    Nafta-Gaz; 2021, 77, 4; 235-243
    0867-8871
    Pojawia się w:
    Nafta-Gaz
    Dostawca treści:
    Biblioteka Nauki
    Artykuł
    Tytuł:
    Badania środków poprawiających stabilność sedymentacyjną zaczynów cementowych
    Tests on agents improving the sedimentation stability of cement slurries
    Autorzy:
    Kremieniewski, Marcin
    Powiązania:
    https://bibliotekanauki.pl/articles/1834049.pdf
    Data publikacji:
    2020
    Wydawca:
    Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy
    Tematy:
    zaczyn cementowy lekki
    stabilność sedymentacyjna
    frakcjonowanie
    środki przeciwsedymentacyjne
    lightweight cement slurry
    sedimentation stability
    fractionation
    anti-sedimentation agents
    Opis:
    When designing slurries with reduced density, one of the biggest difficulties is obtaining a homogeneous slurry structure both in liquid state and after setting. This problem is mainly due to the presence of light fillers in the slurry volume. Due to fractionation, these materials float in the upper parts of the cemented annular space. In turn, cement grains, which are characterized by higher density, as a result of sedimentation settle in the bottom of the hole. This cement slurry behavior is unfavorable. The cement sheath resulting from such heterogeneous cement slurry will show very low values of compressive strength in the upper parts of the sealed column of pipes, yielding poor stabilization. In addition, the cement sheath will have high permeability, which results in the lack of sealing efficiency of individual pipe sections. In order to eliminate this undesirable phenomenon of excessive fractionation and sedimentation of lightweight cement slurry, various agents are used to improve sedimentation stability. Agents of this type are tested in cement slurry. However, a much more accurate measurement of the possibility of counteracting the fractionation of a given anti-sedimentation agent is testing it in water. This is due to the fact that the presence of additional additives and admixtures in the cement slurry results in its higher plastic viscosity. Therefore, this publication presents the results of research on agents that improve sedimentation stability by determining their impact on the microsphere in a low-viscous liquid, which is water. The article presents the methodology for measuring light filler fractionation and anti-sedimentation effect of selected agents improving the sedimentation stability of cement slurries. During the implementation of research, the focus was mainly on determining the fractionation of microspheres in mixing water with a specific concentration of agents that improve sedimentation stability. Six types of agents were selected for research, which were used in concentrations from 0.5% to 10%. Microsphere fractionation tests were performed per unit of time, based on which it was possible to determine the effectiveness of a given fractionation limiting agent in order to prepare a lightweight cement slurry with appropriate sedimentation stability.
    Źródło:
    Nafta-Gaz; 2020, 76, 6; 387--395
    0867-8871
    Pojawia się w:
    Nafta-Gaz
    Dostawca treści:
    Biblioteka Nauki
    Artykuł
    Tytuł:
    Wpływ popiołu lotnego ze spalania węgla brunatnego na właściwości zaczynów uszczelniających
    Autorzy:
    Dyczek, J.
    Kotwica, Ł.
    Kledyński, Z.
    Machowska, A.
    Falaciński, P.
    Powiązania:
    https://bibliotekanauki.pl/articles/343007.pdf
    Data publikacji:
    2013
    Wydawca:
    Stowarzyszenie Producentów Cementu
    Tematy:
    wał przeciwpowodziowy
    modernizacja
    naprawa
    uszczelnianie
    zaczyn uszczelniający
    popiół lotny
    popiół ze spalania węgla brunatnego
    przepuszczalność wody
    wytrzymałość
    Źródło:
    Budownictwo, Technologie, Architektura; 2013, 2; 58-61
    1644-745X
    Pojawia się w:
    Budownictwo, Technologie, Architektura
    Dostawca treści:
    Biblioteka Nauki
    Artykuł
    Tytuł:
    Zjawiska chemiczno-technologiczne podczas zabiegu cementowania otworu w aspekcie projektowania rur okładzinowych
    Chemical-technological phenomena occurring during borehole cementing operations in terms of casing design
    Autorzy:
    Witek, Wiesław
    Rzepka, Marcin
    Powiązania:
    https://bibliotekanauki.pl/articles/2143541.pdf
    Data publikacji:
    2021
    Wydawca:
    Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy
    Tematy:
    cementowanie
    rura okładzinowa
    zaczyn cementowy
    kamień cementowy
    wiązanie zaczynu
    cementing
    casing
    cement slurry
    cement sheath
    cement setting
    Opis:
    Projektowanie otworów wiertniczych jest zagadnieniem kompleksowym i wielowymiarowym zarówno pod względem liczby kwestii, jakie stoją do rozwiązania przed projektantem, jak też pod względem wymogów w zakresie inżynierii mechanicznej, środowiskowej oraz bezpieczeństwa publicznego. W niniejszym artykule dokonano przeglądu i oceny zjawisk oraz procesów chemicznych (nie zawsze prawidłowo ocenianych), jakie zachodzą w trakcie sporządzania zaczynu cementowego oraz po jego wytłoczeniu w trakcie tworzenia się struktury żelowej cementu i kamienia cementowego. W wyniku skomplikowanego chemicznie przebiegu procesu wiązania zaczynu powstaje nowa struktura rura–kamień cementowy–skała, która w specyficzny sposób tworzy określony rodzaj obciążeń i naprężeń w przestrzeni pierścieniowej, wywierając wpływ na zmianę rozkładu ciśnienia hydrostatycznego. Tego rodzaju zjawiska opisane w niniejszym artykule pozwalają na zrozumienie metodycznego podejścia do procesu projektowania rur, w szczególności w aspekcie zgniatania i rozrywania rur o średnicy >13⅜″ i cienkiej ściance (w IV reżimie obciążeń). Nie znaczy to, że wytrzymałość rur na rozrywanie nie jest istotną kwestią w projektowaniu rur, ale dotyczy to głównie otworów bardzo głębokich, natomiast zgniatanie i rozrywanie rur występuje w szczególnych (często nieprzewidywanych) przypadkach pełnego lub częściowego opróżnienia dla małej głębokości posadowienia rur. Artykuł oparty jest na bogatej literaturze fachowej, jak również na licznych badaniach, jakie prowadzi się w laboratoriach Instytutu Nafty i Gazu – Państwowego Instytutu Badawczego w zakresie zaczynów cementowych i płuczek wiertniczych, a ponadto na stosownych doświadczeniach autorów artykułu – zarówno w zakresie projektowania zaczynów i nadzoru wykonania zabiegów cementowania, jak też projektowania i nadzoru prac związanych z realizacją wiercenia otworu, w tym zapuszczania i cementowania rur.
    Borehole design is a complex and multidimensional question in terms of the number of issues to be resolved in terms of mechanical, environmental and public safety engineering requirements. In this article contains a review and evaluation of chemical phenomena and processes (not always correctly evaluated) that occur during the preparation of cement slurry and after its displacement during the formation of the gel structure of cement and cement sheath. As a result of the chemically complicated process of slurry gelation, a new structure is formed, i.e. steel pipe – sheath (cement stone) – a rock which in a specific way produces a specific type of load and stress in the annular space, and thus influences changes in hydrostatic pressure distribution. Such phenomena described in this article allow to understand the methodical approach to the process of designing pipes, especially in the aspect of collapse and burst of pipes with big diameter >13⅜″ and thin wall (in the 4th load regime). This does not mean that the tensile strength of pipes is not an important issue in pipe design, but it mainly concerns very deep boreholes, while collapse and burst of pipes occurs in special (often unforeseen) cases of full or partial evacuation for shallow pipe foundation in the hole. The article is based on extensive professional literature, as well as on numerous tests carried out at Oil and Gas Institute – National Research Institute on different types of cement slurries and drilling muds, and, moreover, on the relevant experience of the authors of the article, both in the field of slurry design and supervision of cement operations, as well as in the design and supervision of works related to drilling of various types of boreholes, including cement job and running casing.
    Źródło:
    Nafta-Gaz; 2021, 77, 2; 92-105
    0867-8871
    Pojawia się w:
    Nafta-Gaz
    Dostawca treści:
    Biblioteka Nauki
    Artykuł
    Tytuł:
    Dobór materiałów wiążących w celu poprawy wytrzymałości kamieni cementowych z zaczynów emulsyjnych
    Selection of binding materials to improve the mechanical strength of cement stones from emulsion slurry
    Autorzy:
    Kut, Łukasz
    Powiązania:
    https://bibliotekanauki.pl/articles/1834229.pdf
    Data publikacji:
    2020
    Wydawca:
    Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy
    Tematy:
    zaczyn cementowy
    zaczyn emulsyjny
    emulsja typu „W/O”
    płuczka inwersyjna
    cement glinowo-wapniowy
    kamień cementowy
    parametry mechaniczne
    parametry technologiczne
    cement slurry
    emulsion slurry
    W/O emulsion
    invert emulsion drilling mud
    calcium-aluminum cement
    cement stone
    mechanical parameters
    technological parameters
    Opis:
    Sealing technology during the sealing of the annular space between the casing column and the borehole wall mainly used cement slurries or latex cement slurries based on freshwater or brackish water. Such cement slurries work well during cementation operations in holes drilled with water-based drilling mud. In the oil industry, more and more often boreholes are drilled using inversion mud (oil-based mud), e.g. Kutno, Tyczyn, Kramarzówka. These muds can be used to drill holes in almost any geological conditions. The use of this type of mud has many advantages and benefits, however, there are also negative aspects. One of the disadvantages is the difficulty of removing mud cake on the walls of the borehole, which may affect the ineffective sealing of the casing column. The presence of this type of drilling mud and its filter cakes in the hole, when sealing the column of casing pipes, requires the use of specially developed cement slurries with the addition of oil. First attempts to prepare cement slurries based on liquid water-in-oil showed that this is not easy to achieve but not impossible. Cement slurries with good technological parameters were obtained, however, the mechanical parameters of cement stones were low. The aim of the presented research was to develop cement slurries based on various binders, used to seal the casing columns after the use of an invert emulsion drilling mud, from which we will obtain stones with increased strength parameters. The presence of oil in the composition of the cement slurry may affect its greater compatibility with mud cake on the walls of the borehole and more effective sealing of the annular space. The freshwater played the role of the slurry. The dispersant, surfactant, cement, a mixture of types of cement or cement with another binder were then added. The oil mixed with the emulsifier was added after homogenizing the mixture. Once all the components were combined, the cement slurry was mixed for 30 minutes and their technological parameters such as density, rheological parameters, filtration, setting time and electrical stability were examined. Cement stone test samples were prepared from selected cement slurries. These samples were cured and hydrated at two different temperatures: 25°C and 120°C. The compressive strength and adhesion to steel pipes tests, porosity and gas permeability were performed for the obtained cement stones. The tests showed that the use of calcium-aluminum types of cement or their mixtures with other binders had a positive effect on the technological parameters of the slurries and cement stones. The use of this type of cement and binders resulted in a decrease of filtration and an increase in the electrical emulsion stability of cement slurries compared to the Portland types of cement. The homogeneity of the mixture and the combination of additives did not pose major difficulties. The obtained cement stones had good mechanical parameters (Maghrabi et al., 2011; Dębińska, 2012; Kremieniewski, 2012, 2013; Vipulanandan and Krishnamoorti, 2013).
    Źródło:
    Nafta-Gaz; 2020, 76, 3; 154-161
    0867-8871
    Pojawia się w:
    Nafta-Gaz
    Dostawca treści:
    Biblioteka Nauki
    Artykuł
    Tytuł:
    Zaczyny cementowe od uszczelniania otworów wiertniczych na Niżu Polskim w trudnych warunkach geologiczno-technicznych
    Cement slurries for sealing boreholes in the Polish Lowlands in difficult geological and technical conditions
    Autorzy:
    Rzepka, Marcin
    Kędzierski, Miłosz
    Powiązania:
    https://bibliotekanauki.pl/articles/1834246.pdf
    Data publikacji:
    2020
    Wydawca:
    Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy
    Tematy:
    zaczyn
    cement
    kamień cementowy
    wysoka temperatura
    wysokie ciśnienie
    cementowanie
    slurry
    set cement
    high temperature
    high pressure
    cementing
    Opis:
    The article discusses issues related to casing pipe columns sealing in the Polish Lowlands. The introductory part of the publication presents geological and technical conditions prevailing during drilling the deep boreholes in the Polish Lowlands and difficulties that may occur during drilling. The authors present the results of cement slurries recipies tests conducted under HPHT conditions. Laboratory tests were carried out at the Drilling Technology Department in Oil and Gas Institute – National Research Institute. Slurry recipes had been developed in the Oil and Gas Institute – NRI in collaboration with the Cementing Service operating at the Exalo company belonging to the PGNiG group. Cement slurry tests were carried out in accordance with the following standards: Petroleum and natural gas industries – Cements and materials for well cementing – Part 1: Specification (PN-EN ISO 10426-1:2009) and Petroleum and natural gas industries – Cements and materials for well cementing – Part 2: Testing of well cements (PN-EN ISO 10426-2:2003). Cement slurries were prepared with 10% or 20% NaCl brine as a base. The G HRS cement with high sulfate resistance was used as a binder. Two types of slurry were proposed for sealing 9⅝” casing: “lightweight” and “normal” density, which were tested at 80°C. High-density cement slurries (with adjustable density) tested at 95°C and 120°C were proposed for 7” casing column. In turn, for 5” casing column recipes with “normal” density were developed for temperatures of 130°C and 160°C. The application of density-reducing additives to the slurry (in the case of lead cement slurry of 9⅝” casing) allowed us to obtain formulations with adjustable density from 1500 to 1650 kg/m3 . In turn, the weighting material added to the slurries for sealing 7” casings allowed us to develop slurries with a density ranging from 2060 to 2350 kg/m3 . The use of appropriately selected new generation setting retarders made it possible to prepare formulations for very high temperatures (up to 160°C). The developed cement slurry formulations can be used in the process of cementing casing columns in boreholes in the Polish Lowlands in difficult geological and technical conditions.
    Źródło:
    Nafta-Gaz; 2020, 76, 2; 91-100
    0867-8871
    Pojawia się w:
    Nafta-Gaz
    Dostawca treści:
    Biblioteka Nauki
    Artykuł
    Tytuł:
    Waste from the cement industry – a component of sealing grouts
    Odpady z przemysłu cementowego – składnik zaczynów iniekcyjnych
    Autorzy:
    Uliasz-Bocheńczyk, A.
    Łyko, P.
    Powiązania:
    https://bibliotekanauki.pl/articles/216954.pdf
    Data publikacji:
    2014
    Wydawca:
    Polska Akademia Nauk. Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN
    Tematy:
    zaczyn iniekcyjny
    pył cementowy
    produkcja cementu
    popiół fluidalny
    sealing grout
    dust
    cement production
    fluidized bed
    fly ash
    Opis:
    Cement kiln dust is a waste product of the cement production process. Part of the dust generated during the burning of Portland cement clinker may be reused in the process, provided it does not contain components that might reduce the quality of the final product. Given the large proportion of calcium oxide, the dust can also be used for purposes of environmental protection in neutralization of acid wastewater, stabilization and fertilization of soil, or disposal of sewage sludge. One of the methods of the economic utilization of this type of waste is its use as a grout additive. This paper presents the preliminary results of research into fresh and hardened grouts made on the basis of cement kiln dust – as well as ash from fluidized bed combustion of hard coal – used as a material for the preparation of sealing grouts. The grouts prepared from fluidized bed fly ash and cement kiln dust, in the proportions of 25, 50, and 57%, were examined. The introduction of cement kiln dust into grouts prepared from fluidized bed fly ashes affected the grouts’ basic technological parameters, increasing their fluidity, lengthening the setting time, and increasing their strength. The studied grouts are characterized by similar phase compositions; however, the addition of dust has resulted in the formation of the 3CaO, Al2O3, CaCl2, 10H2O phase – Friedel’s salt, and sylvite – KCl. A leachability determination has shown that the tested grouts do not meet the requirements of the Polish standard PN G-11011:1998 Mining – Materials for Backfilling and Caulking of Cavings – Requirements and Tests regarding the requirements for pH and chloride content after adding 50 and 75% dust content.
    Pył cementowy jest odpadem z procesu produkcji cementu. Część powstałych w trakcie produkcji cementu pyłów trafia do powtórnego wykorzystania w procesie, jednak pod warunkiem, że nie zawierają one składników mogących obniżyć jakość końcowego produktu. Z uwagi na znaczny udział tlenku wapnia, pyły mogą być stosowane także w ochronie środowiska do: neutralizacji kwaśnych ścieków, stabilizacji i nawożenia gleb czy do unieszkodliwiania osadów ściekowych. Jednym z kierunków gospodarczego wykorzystania tego typu odpadów jest stosowanie ich jako dodatków do zaczynów iniekcyjnych. W pracy przedstawiono wyniki wstępnych badań świeżych i stwardniałych zawiesin wykonanych na bazie pyłu cementowego oraz popiołu fluidalnego ze spalania węgla kamiennego w aspekcie zastosowania ich jako materiału do sporządzania zaczynów iniekcyjnych. Badaniom poddano zaczyny sporządzone z popiołów fluidalnych z wprowadzonymi pyłami cementowymi w ilości: 25, 50 i 57%. Wprowadzenie pyłów cementowych do zaczynów sporządzonych z popiołów fluidalnych wpłynęło na ich podstawowe parametry technologiczne poprzez: wzrost rozlewności, wydłużenie początku i końca czasu wiązania oraz wzrost wytrzymałości. Badane zaczyny charakteryzują się podobnymi składami fazowymi, jednak dodatek pyłów spowodował pojawienie się fazy 3CaO, Al2O3, CaCl2, 10H2O oraz KCl. Przeprowadzone oznaczanie wymywalności wykazało, że badane zaczyny nie spełniają wymagań normy PN-G-11011:1998 Górnictwo - Materiały do podsadzki zestalanej i doszczelniania zrobów – Wymagania i badania w zakresie wymagań dla pH oraz zawartości chlorków po dodaniu 50 i 75% pyłów.
    Źródło:
    Gospodarka Surowcami Mineralnymi; 2014, 30, 4; 65-77
    0860-0953
    Pojawia się w:
    Gospodarka Surowcami Mineralnymi
    Dostawca treści:
    Biblioteka Nauki
    Artykuł
    Tytuł:
    Experimental study on mechanical properties of nano-modified cement paste
    Autorzy:
    Wang, Zhi
    Qin, Wenjing
    Zhang, Lijuan
    Powiązania:
    https://bibliotekanauki.pl/articles/230266.pdf
    Data publikacji:
    2020
    Wydawca:
    Polska Akademia Nauk. Czytelnia Czasopism PAN
    Tematy:
    nanomodyfikacja
    właściwości mechaniczne
    nano ditlenek tytanu
    nanokrzemionka
    zaczyn cementowy
    nanomodification
    mechanical properties
    nano titanium dioxide
    nanosilica
    cement paste
    Opis:
    The mechanical properties of cement paste modified by nano-TiO2 (nT) and nano-SiO2 (nS) were experimentally studied. The compressive strength increased first and then decreased with the increase of nanoparticle content. When nanoparticles were added into the cement paste as a filler to improve the microstructure, the two kinds of particles both could form a tighter mesh structure, which would enhance the density and strength of the structure. The elastic modulus increased rapidly with the increase of the nT content and reached a peak when the nanoparticle content is about 3%, which was about twice the elastic modulus of ordinary cement paste. The Scanning electron microscopy (SEM) observation results showed that the microstructure of cement was network connection and fiber tube. The hydration progress of ordinary cement slurry was insufficient, and many unreacted cement particles remained. With the addition of nanoparticles, the internal structure of the cement became denser, with fewer pore cracks, smaller pore diameters, more complex fiber tube arrangements, and significant anisotropy, thereby improving strength and mechanical properties.
    Źródło:
    Archives of Civil Engineering; 2020, 66, 3; 253-263
    1230-2945
    Pojawia się w:
    Archives of Civil Engineering
    Dostawca treści:
    Biblioteka Nauki
    Artykuł
    Tytuł:
    Some aspects and mechanisms of sulphate attack
    Wybrane aspekty i mechanizmy korozji siarczanowej
    Autorzy:
    Piasta, W.
    Marczewska, J.
    Jaworska, M.
    Powiązania:
    https://bibliotekanauki.pl/articles/402213.pdf
    Data publikacji:
    2014
    Wydawca:
    Politechnika Świętokrzyska w Kielcach. Wydawnictwo PŚw
    Tematy:
    sulphate attack
    cement paste
    mortar
    SEM
    air entrainment
    ettringit
    agresja siarczanowa
    zaczyn cementowy
    zaprawa
    elektronowy mikroskop skaningowy
    napowietrzenie
    Opis:
    Consideration of the concrete durability should take into account sulphate attack which may be significantly various. The destruction of concrete under sulphate attack is particularly related to expansion, however, the dissolution of cement matrix may by considerable. The way of destruction is dependent on the type of salt, its cation and solution pH. The most reactive phases of cement paste are alumunoferrite hydrate phases (AFm) and calcium hydroxide. The expansion is directly connected with formation of gypsum and ettringite. The ultimate product of total destruction of concrete is gypsum. Mechanism of sulphate attack is a subject of discussion and hypotheses. The test results of expansion of mortar immersed in 5% Na2SO4 and SEM analysis indicate that ettrinite formed in air pores may not affect the value of the expansion. Ettringite formation inside small pores of the microstructure (eg C-S-H) can cause expansive force and destruction of mortars.
    Źródło:
    Structure and Environment; 2014, 6, 3; 19-24
    2081-1500
    Pojawia się w:
    Structure and Environment
    Dostawca treści:
    Biblioteka Nauki
    Artykuł
    Tytuł:
    Effect of the addition of ash from the incineration of sewage sludge on the properties of cement slurries
    Wpływ dodatku popiołu ze spalenia osadów ściekowych na właściwości zaczynów cementowych
    Autorzy:
    Latosińska, J.
    Lech, M.
    Paluch, A.
    Galarczyk, Ł.
    Powiązania:
    https://bibliotekanauki.pl/articles/402298.pdf
    Data publikacji:
    2016
    Wydawca:
    Politechnika Świętokrzyska w Kielcach. Wydawnictwo PŚw
    Tematy:
    sewage sludge ash
    cement slurry
    compressive strength
    binding time
    osad ściekowy
    zaczyn cementowy
    wytrzymałość na ściskanie
    czas wiązania
    Opis:
    The increase of quantity of ash from the combustion of sewage sludge will need to look for new methods of disposal. One method is to use sewage sludge ash as a partial substitute for cement. The oxide composition of the sewage sludge ash is dependent on the composition of the wastewater treatment technology and the nature of its sewage, however, always one of the main components of the ash from combustion sludge is P2O5. Phosphate ions hinder the cement hydration process, extending the beginning of time constraints. The delay binding time will decrease the temperature of hydration of the cement, which results in a slower increase of compressive strength. The paper presents the results of the effect of the addition of sewage sludge ash to cement binding time of cement slurries and their mechanical properties.
    Źródło:
    Structure and Environment; 2016, 8, 4; 253-259
    2081-1500
    Pojawia się w:
    Structure and Environment
    Dostawca treści:
    Biblioteka Nauki
    Artykuł
    Tytuł:
    Możliwości zastosowania nanorurek węglowych (CNTs) w technologii zaczynów cementowych
    The possibility of using carbon nanotubes in cement slurries technology
    Autorzy:
    Kędzierski, Miłosz
    Rzepka, Marcin
    Kremieniewski, Marcin
    Powiązania:
    https://bibliotekanauki.pl/articles/1834239.pdf
    Data publikacji:
    2020
    Wydawca:
    Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy
    Tematy:
    nanorurki węglowe
    kamień cementowy
    wytrzymałość na ściskanie
    zaczyn cementowy
    carbon nanotubes (CNTs)
    cement stone
    compressive strength
    cement slurry
    Opis:
    The article presents the results of testing the influence of carbon nanotubes on the mechanical and rheological properties of cement slurry and stone. 0.1 and 0.2% carbon nanotubes were added to the cement slurry. Laboratory tests of cement slurries were carried out at Oil and Gas Institute – National Research Institute. The densities of tested slurries ranged from 1830 to 1870 kg/m3 , and were prepared on the basis of CEM I 42.5 Portland cement. Compressive strength tests and adhesion measurements were carried out after 2, 7, 14 and 28 days, while porosity after 28 days. Cement slurry recipes with very good technological parameters were developed, with very high compressive strength values after curing (after 28 days of hydration), reaching up to 51 MPa (for slurry with the addition of 0.1% CNTs) and 36.8 MPa (for slurry with the addition of 0.2% CNTs). Such high compressive strength values are extremely difficult to obtain with conventional cement slurries. When 0.2% CNTs was added, lower compressive strength values were obtained, which may be due to difficulty in uniform distribution of large quantities of nanoparticles in the slurry. Cements were characterized by high values of adhesion to pipes and smaller fluid loss – compared to basic cement slurry. The obtained set cement slurries had low porosity and their pore distribution was characterized by a small number of pores with diameters greater than 100 nm, within the range of 1.3–2.8%, which prove their compact structure. As a result of the research, it can be stated that the addition of carbon nanotubes has a positive effect on the mechanical strength and microstructure of cement stones. The obtained results allow to determine the influence of carbon nanotubes on the cement slurry and stone and are initial research in this direction.
    Źródło:
    Nafta-Gaz; 2020, 76, 2; 110-118
    0867-8871
    Pojawia się w:
    Nafta-Gaz
    Dostawca treści:
    Biblioteka Nauki
    Artykuł
    Tytuł:
    Cement slurries for sealing high temperature and high reservoir pressure boreholes
    Zaczyny cementowe do uszczelniania otworów wiertniczych o wysokich temperaturach i ciśnieniach złożowych
    Autorzy:
    Rzepka, M.
    Kremieniewski, M.
    Kędzierski, M.
    Powiązania:
    https://bibliotekanauki.pl/articles/1835135.pdf
    Data publikacji:
    2018
    Wydawca:
    Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy
    Tematy:
    cement slurry
    cement stone
    high temperature
    high pressure
    cementing
    zaczyn cementowy
    kamień cementowy
    wysoka temperatura
    wysokie ciśnienie
    cementowanie
    Opis:
    A number of cement slurries proposed for sealing casing string in boreholes, where dynamic temperatures are in the range range from about 110 to about 150o C and pressures from 45 to 90 MPa, were investigated and analyzed in this article. In developing recipes were guided by the requirements to be met by cement slurry for the cementing of casing in the conditions of the occurrence of very high temperatures and reservoir pressures. Before the application of cement slurry in industrial conditions, the density, viscosity, thickening time, cement setting, free water and compressive strength of cement stone were examined. Developed cement slurries for HPHT conditions in research carried out in the Oil and Gas Institute – National Research Institute, had densities in the range from 1865 to 1890 kg/m3 and after appropriate fluidifying were characterized by good rheological parameters. Thickening times of the developed cement slurries ranged from approx. 4 to approx. 6 ½ hours, and can be successfully adjusted (most effectively with a suitably selected additive of sodium lignosulfonate in an amount of about 0,25÷1%). The initial viscosities of the cement slurries tested in the HPHT consistometer were small (about 10 Bc). The course of changes in the consistency of cement slurries was “rectangular”, and time between the consistency of 30 and 100 Bc was generally short (about 10 minutes or less). Cement stones formed after bonding of developed cement slurries were characterized by extremely high mechanical parameters. After 2 days, compressive strength of most tested samples exceeded 25 MPa, and after 7 days of hydration, the compressive strength was about 35 MPa. The cement slurry recipes presented in the article can be used for sealing casing strings in our country or in Ukraine (where cementation is performed in deep boreholes).
    W artykule przedstawiono opis i analizę badań szeregu zaczynów cementowych proponowanych do uszczelniania kolumn rur okładzinowych w otworach wiertniczych, w których występują temperatury dynamiczne w zakresie od około 110°C do około 150°C i ciśnienia od 45 MPa do 90 MPa. Przy opracowywaniu receptur kierowano się wymaganiami, jakie powinien spełniać zaczyn cementowy użyty do cementowania rur okładzinowych w warunkach występowania bardzo wysokich temperatur oraz ciśnień złożowych. Przed zastosowaniem zaczynu cementowego w warunkach przemysłowych zwracano uwagę na jego gęstość, lepkość, czas gęstnienia, wiązanie, filtrację, odstój wody oraz wytrzymałość kamienia cementowego na ściskanie. Opracowane w INiG – PIB zaczyny cementowe do warunków HPHT posiadały gęstości od 1865 kg/m3 do 1890 kg/m3 i po odpowiednim upłynnieniu cechowały się dobrymi parametrami reologicznymi. Czasy gęstnienia zaczynów cementowych wynosiły od około 4 godzin do około 6,5 godziny i można je z powodzeniem regulować (najskuteczniej za pomocą odpowiednio dobranego dodatku lignosulfonianu sodowego w ilości około 0,25÷1%). Lepkości początkowe zaczynów badanych w konsystometrze ciśnieniowym były niewielkie (wynosiły około 10 Bc). Przebieg zmian konsystencji zaczynów cementowych miał charakter „prostokątny”, a czas pomiędzy uzyskaniem konsystencji 30 Bc i 100 Bc był z reguły krótki (około 10 minut lub krócej). Kamienie cementowe powstałe po związaniu opracowanych zaczynów cechowały się niezwykle wysokimi parametrami mechanicznymi. Już po 2 dniach wytrzymałość na ściskanie większości badanych próbek przekraczała 25 MPa, natomiast po 7 dniach hydratacji wynosiła około 35 MPa. Zaprezentowane w artykule receptury zaczynów mogą być zastosowane podczas uszczelniania kolumn rur okładzinowych w naszym kraju lub na obszarze Ukrainy (gdzie mamy do czynienia z wykonywaniem prac cementacyjnych w głębokich otworach wiertniczych).
    Źródło:
    Nafta-Gaz; 2018, 74, 10; 739-744
    0867-8871
    Pojawia się w:
    Nafta-Gaz
    Dostawca treści:
    Biblioteka Nauki
    Artykuł
    Tytuł:
    Analiza rozwoju spękań klastrowych w zaczynie cementowym modyfikowanym mikrokrzemionką
    Analysis of the development of cluster cracks in the cement paste modified by microsilica
    Autorzy:
    Szeląg, M.
    Fic, S.
    Powiązania:
    https://bibliotekanauki.pl/articles/390029.pdf
    Data publikacji:
    2015
    Wydawca:
    Politechnika Lubelska. Wydawnictwo Politechniki Lubelskiej
    Tematy:
    image analysis
    cement paste
    cluster cracks
    microsilica
    elevated temperature
    analiza obrazu
    zaczyn cementowy
    spękania klastrowe
    mikrokrzemionka
    podwyższona temperatura
    Opis:
    W artykule opisano przebieg badań nad możliwością zastosowania komputerowych technik analizy obrazu do oceny struktury spękań klastrowych na powierzchni modyfikowanych zaczynów cementowych. Wykonano 4 serie próbek, na dwóch cementach portlandzkich (CEM I 42,5R oraz CEM I 52,5R). Dodatkowo dwie serie zawierały mikrokrzemionkę jako substytut 10% zawartości cementu. Spękania próbek zostały uzyskane na drodze nagłego ich obciążenia temperaturą wynoszącą 250°C. Obraz spękanej powierzchni został uzyskany na drodze skanowania w rozdzielczości 2400 DPI, a do obróbki cyfrowej i pomiarów zastosowano program ImageJ v. 1.46r. Do opisu struktury spękań zaproponowano dwa parametry: średnia powierzchnia klastra ( ) i średni obwód klastra ( ). Celem pracy jest odniesienie uzyskanych z analizy obrazu parametrów stereologicznych do wytrzymałości na ściskanie i rozciąganie badanych próbek. Dodatkowo rozpatrując strukturę zaczynu cementowego jako system dyspersyjny opisano proces tworzenia się struktur klastrowych, które transformując pod wpływem obciążeń zewnętrznych wpływają na ostateczne właściwości materiału kompozytowego.
    Article describes the course of research on the possibility of the application of the computer-based image analysis techniques to evaluate the structure of cluster cracks on the surface of modified cement paste. Four sets of specimens were performed, based on two Portland cements (CEM I 42,5R and CEM I 52,5R). In addition, the two series include microsilica as a substitute for 10% of cement. Cracks of samples were obtained by the sudden temperature load at the value of 250°C. Image of the cracked surface was obtained by scanning at a resolution of 2400DPI, and to digital processing and measurements ImageJ v. 1.46r software was used. To describe the structure of the cracks two stereological parameters were proposed: average cluster area ( ) and average cluster perimeter ( ). The aim of the work is to reference obtained results from the image analysis to the compressive and tensile strength of tested specimens. In addition, considering the structure of cement paste as a dispersion system the process of the cluster structures formation was described, which under external loads transform and affect the final properties of the composite material.
    Źródło:
    Budownictwo i Architektura; 2015, 14, 4; 117-127
    1899-0665
    Pojawia się w:
    Budownictwo i Architektura
    Dostawca treści:
    Biblioteka Nauki
    Artykuł
    Tytuł:
    Wstępne badania nad opracowaniem zaczynów cementowych przeznaczonych do podziemnego magazynowania wodoru w kawernach solnych
    Preliminary research on the development of cement slurries for underground hydrogen storage in salt caverns
    Autorzy:
    Kędzierski, Miłosz
    Rzepka, Marcin
    Powiązania:
    https://bibliotekanauki.pl/articles/2143354.pdf
    Data publikacji:
    2022
    Wydawca:
    Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy
    Tematy:
    kawerny solne
    zaczyn cementowy
    podziemny magazyn
    wodór
    energia odnawialna
    salt caverns
    cement slurry
    underground hydrogen storage
    renewable energy
    Opis:
    Artykuł przedstawia wyniki wstępnych badań nad opracowaniem zaczynów cementowych nadających się do uszczelniania rur okładzinowych w odwiertach udostępniających kawerny solne przeznaczone do podziemnego magazynowania wodoru. Receptury cementowe opracowane zostały w INiG – PIB, w Laboratorium Zaczynów Uszczelniających. Badania przeprowadzono dla temperatur w zakresie 25–60°C i ciśnień 10–30 MPa. W badanych zaczynach cementowych jako spoiwo wiążące zastosowano cement wiertniczy G. Zaczyny cementowe sporządzano na solance o pełnym nasyceniu, o gęstości 1,2 g/cm3 , ze względu na bezpośrednią obecność soli w otworze. Do solanki dodawano kolejno środki: odpieniający, upłynniający, przyspieszający wiązanie i obniżający filtrację. Pozostałe składniki: mikrocement, gips modelowy oraz cement mieszano ze sobą i wprowadzano następnie do wody zarobowej. Dla każdego zaczynu cementowego wykonywano badania parametrów reologicznych, określano gęstość i rozlewność. Mierzono odstój wody i czas gęstnienia zaczynu. Wykonywano również badania wytrzymałości na ściskanie po 2, 7, 14 i 28 dniach oraz pomiar porowatości kamieni cementowych po 28 dniach. Po przeanalizowaniu wyników badań porowatości kamieni cementowych oraz pozostałych parametrów zaczynów i kamieni cementowych, do badania przepuszczalności kamienia cementowego dla wodoru wytypowano 1 próbkę mającą najkorzystniejsze parametry. Opracowane zaczyny cementowe charakteryzowały się dobrymi parametrami reologicznymi oraz zerowym odstojem wody. Gęstości zaczynów cementowych wahały się w przedziale od 1,91 g/cm3 do 1,93 g/cm3 . Wszystkie badane próbki kamieni cementowych wraz z upływem czasu odznaczały się wzrostem parametrów mechanicznych. Rozkład porów kamieni cementowych charakteryzował się niewielką ilością porów o średnicy powyżej 100 nm, co świadczy o ich zwartej strukturze. Przedstawione badania pozwolą zdobyć wiedzę na temat zaczynów cementowych przeznaczonych do uszczelniania rur w warunkach podziemnego magazynowania wodoru w kawernach solnych. Wykonane testy stanowią wstęp do dalszych badań nad opracowaniem optymalnych rodzajów zaczynów cementowych przeznaczonych do podziemnego magazynowania wodoru w kawernach solnych.
    The article presents the results of preliminary research on the development of cement slurries intended for the underground storage of hydrogen in salt caverns. Laboratory tests of cement slurries were carried out at the Oil and Gas Institute – National Research Institute. The tests were carried out in the temperature range of 25–60°C and the pressure range of 10–30 MPa. Cement slurries were prepared on the basis of class G drilling cement. Cement slurries were prepared using fully saturated brine with a density of 1.2 g/cm3 due to the direct presence of salt in the wellbore. The following agents were added to the brine: defoamers, liquefying agents, accelerating setting and fluid loss control. The remaining ingredients: microcement, model gypsum and cement were mixed together and then added to the mixing water. The cement slurries were tested for density, free water, fluidity, rheological parameters, filtration and thickening time. Compressive strength tests were carried out after 2, 7, 14 and 28 days, while porosity after 28 days. The developed cement slurries were characterized by good rheological parameters and no free water. The densities of tested slurries ranged from 1,91 g/cm3 to 1,93 g/cm3 . All the tested samples of cement stones showed an increase in mechanical parameters with time. The pore distribution of cement stones was characterized by a small number of pores with diameters greater than 100 nm, which proves their compact structure. This research will provide knowledge on cement slurries intended for underground hydrogen storage in salt caverns and constitute initial research in this direction.
    Źródło:
    Nafta-Gaz; 2022, 78, 2; 120-127
    0867-8871
    Pojawia się w:
    Nafta-Gaz
    Dostawca treści:
    Biblioteka Nauki
    Artykuł
    Tytuł:
    Badania laboratoryjne przyczepności stwardniałych zaczynów cementowych z dodatkiem nanotlenku glinu do wybranych formacji skalnych
    Laboratory tests of adhesion of hardened cement slurries with an addition of aluminum nanoxide to various rock formation
    Autorzy:
    Rzepka, Marcin
    Kędzierski, Miłosz
    Powiązania:
    https://bibliotekanauki.pl/articles/2143369.pdf
    Data publikacji:
    2022
    Wydawca:
    Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy
    Tematy:
    nanotlenek glinu
    zaczyn cementowy
    kamień cementowy
    przyczepność
    cement
    skała
    nano aluminum oxide
    cement slurry
    cement stone
    formation
    bonding
    Opis:
    Artykuł przedstawia wyniki badań laboratoryjnych przyczepności zaczynów cementowych do trzech formacji skalnych, tj. rdzeni powstałych z piaskowca, mułowca oraz węgla kamiennego. Przygotowane rdzenie skalne (przed zalaniem zaczynem cementowym) poddawane były procesowi przemywania w różnych cieczach (prowadzono też badania dla tzw. rdzeni suchych). Do badań przyczepności wytypowano recepturę zaczynu cementowego zawierającą 1% nanotlenku glinu (n-Al2O3) oraz recepturę konwencjonalną (porównawczą, tj. bez udziału nanokomponentu). Badane zaczyny cementowe miały dobre parametry technologiczne, umożliwiające ich zastosowanie do uszczelniania kolumn rur okładzinowych w otworach wiertniczych o temperaturze dynamicznej około 35°C oraz ciśnieniu około 15 MPa. Po wykonaniu szeregu badań laboratoryjnych stwierdzono, że zaczyn zawierający dodatek 1% n-Al2O3 w wyraźny sposób podnosił przyczepność kamienia cementowego do formacji skalnej. Uzyskane wartości przyczepności dla zaczynu z n-Al2O3 w porównaniu z wartościami otrzymanymi dla zaczynu konwencjonalnego są około 30–40% wyższe. Analizując przyczepność kamienia cementowego (z dodatkiem i bez dodatku nanokomponentu) do różnego rodzaju formacji skalnych, należy zaznaczyć, że: najwyższą przyczepność zanotowano w przypadku piaskowca, nieco niższą – mułowca (około 80–85% wartości przyczepności uzyskanej dla piaskowca), a najniższą – węgla (około 70–75% wartości przyczepności uzyskanej dla piaskowca). Zależność ta zachodzi w podobny sposób w przypadku rdzeni „suchych”, jak i przemytych płuczką, buforem oraz cieczą przemywającą. Należy podkreślić niezwykle istotną rolę odpowiedniego procesu przemywania otworu wiertniczego przed wykonaniem zabiegu cementowania rur okładzinowych. Zastosowanie samego buforu może okazać się niewystarczające. Dodatkowe użycie odpowiednio dobranej cieczy przemywającej pozwala skutecznie usunąć resztki osadu filtracyjnego pozostającego na powierzchni formacji skalnej po jej przewierceniu, co powinno znacznie poprawić stan zacementowania otworu wiertniczego.
    The article presents the results of laboratory tests of adhesion of cement slurries to three rock formations, i.e. sandstone, mudstone and hard coal cores. The prepared rock cores (before being poured over with cement slurry) were washed in various fluids (tests were also conducted for the so-called “dry” cores). The adhesion tests were carried out for two selected cement slurries recipes: cement slurry containing 1% aluminum nanoxide (n-Al2O3) and conventional cement slurry (comparative, i.e. without the addition of nanocomponents). The tested cement slurries had good technological parameters, enabling their use for sealing casing columns in boreholes with a dynamic temperature of approx. 35°C and a pressure of approx. 15 MPa. After a series of laboratory tests, it was found that the slurry containing the addition of 1% n-Al2O3 significantly increased the adhesion of the cement stone to the rock formation. The obtained values of adhesion for the n-Al2O3 slurry, compared to the values obtained for the conventional slurry, are about 30–40% higher. When analyzing the results of adhesion of cement stone (with and without the addition of a nanocomponent) to various types of rock formations, it is stated that the highest values of adhesion was obtained for sandstone, slightly lower for mudstone (about 80–85% of the adhesion value obtained for sandstone) and the lowest for coal (about 70–75% of the adhesion value obtained for sandstone). This dependence is similar in the case of “dry” cores and those washed with mud, spacer fluid and washing fluid. It should be emphasized that the proper process of washing the borehole is very important prior to cementing the casing. The use of a spacer fluid alone may not be sufficient. The additional use of a properly selected washing liquid increases the mud-cake removal efficiency, which should significantly improve the quality of borehole cementing.
    Źródło:
    Nafta-Gaz; 2022, 78, 1; 22-30
    0867-8871
    Pojawia się w:
    Nafta-Gaz
    Dostawca treści:
    Biblioteka Nauki
    Artykuł
    Tytuł:
    Wpływ nanorurek węglowych (CNTs) na parametry mechaniczne kamieni cementowych w warunkach HPHT
    Influence of carbon nanotubes (CNTs) on the mechanical parameters of cement stones under HPHT conditions
    Autorzy:
    Kędzierski, Miłosz
    Rzepka, Marcin
    Kremieniewski, Marcin
    Powiązania:
    https://bibliotekanauki.pl/articles/2143530.pdf
    Data publikacji:
    2021
    Wydawca:
    Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy
    Tematy:
    nanorurki węglowe
    CNTs
    kamień cementowy
    wytrzymałość na ściskanie
    zaczyn cementowy
    carbon nanotubes
    cement stone
    compressive strength
    cement slurry
    Opis:
    Artykuł przedstawia wyniki badań wpływu nanorurek węglowych (CNTs) na parametry mechaniczne kamieni cementowych w warunkach HPHT. W badaniach zastosowano wielościenne nanorurki węglowe (MWCNTs) o średnicy zewnętrznej 10–20 nm i długości 10–30 µm. Do zaczynów dodawano 0,1% nanorurek węglowych. Receptury cementowe opracowane zostały w Laboratorium Zaczynów Uszczelniających Instytutu Nafty i Gazu – Państwowego Instytutu Badawczego. Badania przeprowadzono w warunkach podwyższonego ciśnienia i temperatury w zakresie temperatur 60–130C i zakresie ciśnień 25–80 MPa. W przypadku temperatury 60C jako spoiwo wiążące zastosowano cement portlandzki CEM I 42,5R oraz cement wiertniczy G. Zaczyny dla temperatur od 80C do 130C sporządzono na osnowie cementu wiertniczego G. Przy opracowywaniu receptur kierowano się wymaganiami, jakie powinien spełniać zaczyn cementowy użyty do cementowania rur okładzinowych w warunkach występowania bardzo wysokich temperatur oraz ciśnień złożowych. Zaczyny po- siadały gęstość od około 1840 kg/m3 (zaczyny dla temperatury 60C) do około 2250 kg/m3 (zaczyny z dodatkiem hematytu). Badania wytrzymałości na ściskanie i przyczepności do rur prowadzono po 2, 7, 14 i 28 dniach. Opracowano receptury o bardzo dobrych parametrach technologicznych, które po utwardzaniu (po okresie 28 dni hydratacji) posiadały bardzo wysokie wartości wytrzymałości na ściskanie, osiągające nawet do 44 MPa. Uzyskano również wysokie wartości przyczepności kamienia cementowego do rur, dochodzące do około 8 MPa po 28 dniach hydratacji, oraz wytrzymałości na zginanie, wynoszące około 11 MPa. Przeprowadzone badania ujawniają pozytywny wpływ dodatku nanorurek węglowych na wytrzymałość kamieni cementowych z ich dodatkiem. Zmodyfikowane w ten sposób kamienie charakteryzują się wysokimi wartościami wytrzymałości na ściskanie oraz wysokimi przyczepnościami do rur stalowych. Konieczne są jednak dalsze badania w kierunku określenia wpływu nanorurek węglowych na mikrostrukturę stwardniałych zaczynów cementowych. Niezbędne jest również kontynuowanie badań nad określeniem optymalnych ilości tych środków oraz doborem najbardziej kompatybilnych dodatków do zaczynów cementowych działających w sposób optymalny w połączeniu z nanocząsteczkami.
    The article presents the results of testing the influence of carbon nanotubes on the mechanical parameters of cement stones under HPHT conditions. Multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs) with an external diameter of 10–20 nm and a length of 10–30 μm were used for testing. 0.1% of carbon nanotubes was added to the cement slurry. Laboratory tests of cement slurries were carried out at Oil and Gas Institute – National Research Institute. The tests were carried out under conditions of increased pressure and temperature in the temperature range of 60–130C and the pressure range of 25–80 MPa. CEM I 42.5R Portland cement and Class G drilling cement were used to make the slurries at temperature of 60o C. Cement slurries for temperatures from 80o C to 130o C were prepared on the basis of class G drilling cement. The recipes were developed on the basis of the requirements to be met by cement slurry for the cementing of casing under conditions of very high temperatures and reservoir pressures. The densities of tested slurries ranged from 1,840 kg/m3 (slurries at a temperature of 60C) to 2.250 kg/m3 (slurries with the addition of hematite).Compressive strength tests and adhesion measurements were carried out after 2, 7, 14 and 28 days. Cement slurry recipes with very good technological parameters were developed, which after curing (after 28 days of hydration) showed very high values of compressive strength, reaching up to 44 MPa. Cements were characterized by high values of adhesion to pipes reaching up 8 MPa after 28 days and flexural strength of about 11 MPa. The test results show that the addition of carbon nanotubes has a positive effect on the mechanical strength of cement stones with their addition. The stones modified in this way are characterized by high compressive strength and high adhesion to steel pipes. Further research is needed to determine the influence of carbon nanotubes on the microstructure of hardened cement slurries. It is also necessary to conduct further research on the determination of the optimal amounts of these agents and the selection of the most compatible additives for cement slurries that work optimally in combination with nanoparticles.
    Źródło:
    Nafta-Gaz; 2021, 77, 2; 106-117
    0867-8871
    Pojawia się w:
    Nafta-Gaz
    Dostawca treści:
    Biblioteka Nauki
    Artykuł
    Tytuł:
    Wpływ granulowanego żużla wielkopiecowego na kształtowanie właściwości mechanicznych zaczynów geopolimerowych z popiołu krzemionkowego
    The influence of ground blast furnace slag addition on the mechanical properties of fly ash-based geopolymer slurries
    Autorzy:
    Sikora, S.
    Hołuj, B.
    Michałowski, B.
    Hynowski, M.
    Powiązania:
    https://bibliotekanauki.pl/articles/392158.pdf
    Data publikacji:
    2017
    Wydawca:
    Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Ceramiki i Materiałów Budowlanych
    Tematy:
    geopolimer
    zaczyn
    geopolimer żużlowy
    żużel wielkopiecowy
    dodatek żużla
    geopolymer
    slurry
    fly ash based geopolymer
    blast furnace slag
    ggbfs addition
    Opis:
    Dostępna literatura badawcza na temat materiałów geopolimerowych przygotowanych z krzemionkowego popiołu lotnego poświęcona jest głównie zagadnieniom wiązania i kształtowania właściwości mechanicznych tychże materiałów w temperaturze wyższej niż 45°C. Stosowanie podwyższonej temperatury z praktycznego punktu widzenia, to jest zastosowania spoiw geopolimerowych in situ w warunkach budowlanych, jest pewną niedogodnością. Niniejszy artykuł poświęcono zagadnieniu wiązania zaczynów geopolimerowych w temperaturze 5°C oraz 25°C. Jako dodatek modyfikujący proces wiązania oraz właściwości wytrzymałościowe zaczynu geopolimerowego wykorzystano zmielony granulowany żużel wielkopiecowy (Granulated Blast Furnace Slog – GBFS) w ilości od 0 do 50% (w/w, względem popiołu lotnego). Dodanie żużla wielkopiecowego w ilości 15% (w/w) pozwala na otrzymanie zaczynu geopolimerowego, którego początek wiązania w temperaturze 5°C jest zbliżony do tego zmierzonego w temperaturze 25°C dla próbki niezawierającej GBFS. Analogiczny efekt obserwowany jest w przypadku wytrzymałości na ściskanie stwardniałych zaczynów geopolimerowych zmierzonej po 56 dniach. W temperaturze wyższej niż 5°C zaobserwowano spadek wytrzymałości materiału w dłuższych okresach przechowywania, jedynie w przypadku, w którym połowę spoiwa stanowił granulowany żużel wielkopiecowy. Wyniki badań zaczynów wiążących w temperaturze 5°C i 25°C porównano z tymi otrzymanymi dla zaczynów poddanych procesowi wygrzewania.
    Most of the available literature on fly-ash class F based geopolymers was on properties of slurries hardened by heat curing, which is considered as a limitation for cast in situ application at low ambient temperatures. Thus, this work was dedicated to the setting and gaining the mechanical properties of geopolymers slurries in the temperature 5°C and 25°C. In this work, the ground blast furnace slag (GBFS) has been used to alter the geopolymerisation behavior of fly ash based geopolymer slurry. We have shown that the addition of GBFS at weight concentration of 15% cause the geopolymer slurry to set in the same time manner as in the ambient temperature. Also, the mechanical properties measured after 56 days of incubation were at a similar level. We have observed that during the curing of geopolymer slurries with concentration of GBFS around 50%, long term durability was decreased. The results obtained for samples cured at the temperature of 5°C and 25°C were compared to these obtained at temperatures higher than 25°C.
    Źródło:
    Prace Instytutu Ceramiki i Materiałów Budowlanych; 2017, R. 10, nr 31, 31; 70-80
    1899-3230
    Pojawia się w:
    Prace Instytutu Ceramiki i Materiałów Budowlanych
    Dostawca treści:
    Biblioteka Nauki
    Artykuł
    Tytuł:
    Korelacja skuteczności działania środków dyspergujących o różnym mechanizmie upłynniania
    Correlation of the effectiveness of dispersing agents with different liquefaction mechanisms
    Autorzy:
    Kremieniewski, Marcin
    Powiązania:
    https://bibliotekanauki.pl/articles/1833964.pdf
    Data publikacji:
    2020
    Wydawca:
    Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy
    Tematy:
    zaczyn cementowy
    parametry reologiczne
    skuteczność uszczelnienia otworu
    cementowanie otworu wiertniczego
    cement slurry
    rheological parameters
    borehole sealing efficiency
    well cementing
    Opis:
    Effective borehole sealing depends on many properties of the cement slurry. The rheological parameters are the most important. Designing the cement slurry with the required values of plastic viscosity, yield point or consistency coefficient contributes to the efficient performance of the cementing procedure and allows for effective filling of the cemented space outside the tubing. In order to adjust rheological parameters to technological requirements, dispersants are used. The operation of these plasticizers or superplasticizers is related to their chemical structure, which determines their liquefaction mechanism. Therefore, in order to properly select a fluidizing agent, it is beneficial to become familiar with its mechanism of operation, thanks to which it will be possible to use the optimal amounts for a given cement slurry recipe. The publication discusses the effectiveness of dispersing agents depending on their liquefaction mechanism. The research work carried out consisted in the modification of the cement slurry with the use of sodium salts of polycondensates of naphthalene sulfonic acids and a polymer dispersant based on carboxylates. Amounts of dispersant ranging from 0.05% (bwoc) to 1.0% (bwoc) were used. The rheological parameters described by means of five rheological models, i.e. Newton, Bingham, Ostwald de Waele, Casson and Herschele-Bulkley, were tested for the cement slurries. The main goal of the work presented in the article was to conduct a correlation analysis of the change in rheological parameters of slurries modified with dispersants belonging to different groups depending on their liquefaction mechanism. Thanks to this, it was possible to indicate the effectiveness of the dispersing additives depending on the amount of the fluid used belonging to a specific group. The work carried out is helpful in determining the optimal amount of dispersing agent depending on its type (mechanism of action).
    Źródło:
    Nafta-Gaz; 2020, 76, 11; 816--826
    0867-8871
    Pojawia się w:
    Nafta-Gaz
    Dostawca treści:
    Biblioteka Nauki
    Artykuł
    Tytuł:
    Korelacja wyników badań filtracji i wczesnej wytrzymałości mechanicznej zaczynów cementowych z dodatkiem mączki krzemionkowej
    Correlation of filtration results and early mechanical strength of cement slurries with the addition of silica
    Autorzy:
    Kremieniewski, Marcin
    Powiązania:
    https://bibliotekanauki.pl/articles/1835078.pdf
    Data publikacji:
    2019
    Wydawca:
    Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy
    Tematy:
    filtracja zaczynu
    zaczyn cementowy
    wytrzymałość na ściskanie
    korelacja
    ultradźwiękowy analizator cementu
    filtration
    cement slurry
    compressive strength
    correlation
    Ultrasonic Cement Analyzer
    Opis:
    Uzyskanie szczelnego połączenia płaszcza cementowego zarówno z formacją skalną, jak i powierzchnią rur okładzinowych uzależnione jest od wielu parametrów projektowanego zaczynu cementowego. Jednym z bardziej istotnych parametrów jest filtracja zaczynu, której nadmierna wartość może powodować odfiltrowywanie wody w strefy chłonne, przez co zaczyn będzie wykazywał mniejszą przyczepność do powierzchni formacji skalnej, jak również do powierzchni rur okładzinowych. Dodatkowo nadmierna wartość filtracji może być przyczyną zakolmatowania strefy przyodwiertowej i w konsekwencji wydłużenia czasu niezbędnego do wywołania produkcji i zmniejszeniem wydajności odwiertu. Ponadto zbyt duże wartości filtratu w wyniku których wzrosną parametry reologiczne mogą być przyczyną rozszczelinowania złoża i utraty cyrkulacji, w związku z potrzebą użycia większych ciśnień tłoczenia zaczynu. Odpowiednia ilość wody zarobowej w zaczynie cementowym jest niezbędna do uzyskania wymaganego zgodnego z projektem cementowania czasu wiązania i osiągnięcia wymaganej wartości wytrzymałości na ściskanie. Parametry mechaniczne, głównie w początkowym okresie hydratacji zaczynu cementowego są niezwykle istotne z punktu widzenia przystąpienia do dalszych prac po cementowaniu oraz interpretacji uzyskanych wyników pomiarów stanu zacementowania. W przypadku uzyskania niskich wartości wczesnej wytrzymałości na ściskanie wyniki pomiarów geofizycznych mogą błędnie świadczyć o braku stwardniałego zaczynu cementowego w przestrzeni pierścieniowej. W związku z tym, że bardzo istotne jest utrzymanie wymaganych wartości filtracji płynnego zaczynu, jak również uzyskanie wymaganych optymalnych wartości wytrzymałości na ściskanie w niedługim czasie po wtłoczeniu zaczynu cementowego. W niniejszym artykule przedstawiono wyniki korelacji filtracji zaczynów i wczesnej wytrzymałości mechanicznej określonej za pomocą ultradźwiękowego analizatora cementu. W celu przeprowadzenia analizy korelacyjnej wartości filtracji i parametrów mechanicznych, wykonane zostały badania dla 8 receptur zaczynów, podzielonych na 2 grupy. W pierwszej grupie zaczynów zwiększano ilość dodatku mączki krzemionkowej przy zachowaniu stałego współczynnika wodno-cementowego natomiast w drugiej grupie zaczynów zwiększono również ilość wody w zaczynie. Dla tak opracowanych świeżych zaczynów wykonane zostały badania filtracji. Następnie zaczyny te zostały poddane badaniom narastania wczesnej wytrzymałości mechanicznej w ultradźwiękowym analizatorze cementu. Określano głównie wytrzymałość na ściskanie po 12, 24 oraz 48 godzinach od zarobienia zaczynu cementowego, a także czas rozpoczęcia budowania wytrzymałości mechanicznej oraz czas, po jakim stwardniały zaczyn uzyska wartość 3 MPa oraz 4 MPa. Następnie uzyskane wyniki badań filtracji zaczynów oraz wartości wczesnej wytrzymałości na ściskanie zostały poddane analizie korelacyjnej na podstawie której określono zależność pomiędzy analizowanymi cechami.
    Obtaining a tight connection of the cement sheath with both the rock formation and the surface of the casing depends on many parameters of the designed cement slurry. One of the most important parameters is the filtration of cement slurry, which excessive value may cause the filtration of water into the absorbing zones, so that the slurry will tend to detach from both the surface of the rock formation and also from the surface of the casing pipes. In addition, excessive filtration value can be the reason for clogging the zone near the well and, consequently, increase the time necessary to induce production and reduce the efficiency of the well. Too high values of the filtrate, as a result of which the rheological parameters increase, may cause cracking of the rock formation and loss of circulation, which will result from the necessity of using higher pressures. The correct amount of water in the cement slurry is necessary to obtain the required hardening time in accordance with the design and to achieve the required value of compressive strength. Mechanical parameters, mainly in the initial period of hydration of cement slurry are extremely important from the point of view of proceeding with further works after cementing and interpretation of the obtained results of cementing measurements. If low values of early compressive strength are obtained, the results of geophysical measurements may erroneously indicate a lack of hardened cement slurry in the annular space. As it is very important to obtain the required filtration values of the fresh slurry, as well as to obtain the required optimal compressive strengths shortly after the cement slurry placement, the paper presents the results of the correlation of cement slurry filtration and early mechanical strength determined by the Ultrasonic Cement Analyzer (UCA). In order to perform a correlation analysis of the filtration values and mechanical parameters, tests were carried out for 8 slurries, divided into two groups. In the first group of slurries the amount of the addition of silica flour was increased while maintaining a constant water-cement ratio, while in the second group of slurry the amount of water in the slurry was also increased. The filtration tests were carried out for fresh slurries. Then, these slurries were subjected to investigations of the expansion of early mechanical strength in an ultrasonic cement analyzer. The compression strength was determined mainly after 12, 24 and 48 hours from making a cement slurry as well as the start time of building mechanical strength and the time after which the hardened cement will obtain 3 MPa and 4 MPa. Next, the obtained results of the filtration of slurries and values of early compressive strength were subjected to a correlation analysis on the basis of which the relationship between the analyzed features was determined.
    Źródło:
    Nafta-Gaz; 2019, 75, 7; 394-403
    0867-8871
    Pojawia się w:
    Nafta-Gaz
    Dostawca treści:
    Biblioteka Nauki
    Artykuł
    Tytuł:
    Ocena wpływu domieszek i dodatków na właściwości matrycy cementowej
    The assessment of impact of admixtures and additives on the properties of cement matrix
    Autorzy:
    Rucińska, T.
    Gul, M.
    Powiązania:
    https://bibliotekanauki.pl/articles/162710.pdf
    Data publikacji:
    2017
    Wydawca:
    Polski Związek Inżynierów i Techników Budownictwa
    Tematy:
    matryca cementowa
    właściwości fizyczne
    zaczyn cementowy
    domieszka
    dodatek
    ocena wpływu
    cement matrix
    physical characteristics
    cement paste
    admixture
    additive
    impact assessment
    Opis:
    W artykule przedstawiono rezultat badań pozwalających ocenić właściwości matrycy cementowej z udziałem dodatków i domieszek. Do tego celu wykorzystano popiół lotny, pył krzemowo-wapienny (CaSi), superplastyfikator i domieszkę napowietrzającą. Zakres badań obejmował podstawowe badania cementu, takie jak normowa konsystencja i czas wiązania, a także stwardniałego zaczynu w zakresie rozwoju wytrzymałości w czasie dojrzewania do 56 dni oraz skurczu przy wysychaniu w niekorzystnych warunkach wilgotności względnej otoczenia RH=(50±5)%. Dozując do zaczynu cementowego domieszki i dodatki w zróżnicowanej ilości, wskazano na zmiany we właściwości matrycy cementowej wynikające z tego faktu.
    The article presents the result of research which makes it possible to assess the properties of the cement matrix containing additives and admixtures. For this purpose, the researchers used volatile ashes, silicon-and-calcium dust (CaSi), liquifying admixture as well as aerating admixture. The scope of research covered basic cement tests, such as norm consistency and time of setting and of hardened slurry in the scope of development of strength in the maturing time of up to 56 days as well as shrinkage during drying in unfavourable conditions of relative humidity of the surroundings RH=(50±5)%. By dosing admixtures and additives to the cement slurry in various quantities, changes have been pointed out regarding properties of the cement matrix resulting from this fact.
    Źródło:
    Przegląd Budowlany; 2017, 88, 7-8; 50-55
    0033-2038
    Pojawia się w:
    Przegląd Budowlany
    Dostawca treści:
    Biblioteka Nauki
    Artykuł
    Tytuł:
    Badania nad możliwością zastosowania cementów specjalnych do uszczelniania kolumn rur okładzinowych
    Research on the possibility of using special cements for sealing casing columns
    Autorzy:
    Kut, Ł.
    Powiązania:
    https://bibliotekanauki.pl/articles/1835168.pdf
    Data publikacji:
    2018
    Wydawca:
    Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy
    Tematy:
    zaczyn cementowy
    kamień cementowy
    parametry mechaniczne
    parametry technologiczne
    cementy specjalne
    cement slurry
    cement stone
    mechanical parameters
    technological parameters
    special cement
    Opis:
    Uszczelnienie kolumn rur okładzinowych wymaga zastosowania zaczynów cementowych o odpowiednio dobranych parametrach reologicznych, zerowym odstoju wody oraz o właściwym dla danej głębokości czasie gęstnienia. Również powstały po związaniu stwardniały kamień cementowy powinien odznaczać się wysokimi parametrami mechanicznymi i jak najmniejszą przepuszczalnością dla gazu. Bardzo istotne jest prowadzenie szczegółowych badań nad doborem odpowiednich receptur zaczynów do warunków geologicznych, jakie panują w danym rejonie na dnie otworu wiertniczego. Opracowanie odpowiednich składów wymaga realizowania innowacyjnych badań laboratoryjnych nad doborem odpowiednich rodzajów środków chemicznych i materiałów uszczelniających, wpływających na polepszenie parametrów mechanicznych otrzymanych z nich kamieni cementowych. Celem zaprezentowanych w artykule badań była analiza możliwości zastosowania cementów specjalnych do uszczelniania kolumn rur okładzinowych oraz wynikających z tego różnic. Z wybranych do badań składów dotychczas stosowanych w przemyśle opracowano analogiczne receptury, jednak na bazie dwóch różnych cementów specjalnych. Podjęto również wstępne próby sporządzenia zaczynów cementowych na bazie wody i oleju. Zaczyny cementowe oraz otrzymane z nich próbki kamieni cementowych poddano badaniom technologicznym w celu określenia wpływu różnych cementów na ewentualne rozbieżności w wynikach. Zastosowanie w składach zaczynów cementowych spoiw wiążących dotychczas wykorzystywanych głównie w budownictwie pokazało możliwości wynikające z takiego rozwiązania oraz poszerzyło wiedzę na ten temat. Ponadto użycie w składach zaczynów cementowych dodatków o zróżnicowanej wielkości uziarnienia wpłynęło dodatkowo na lepsze wypełnienie przestrzeni międzyziarnowej matrycy cementowej oraz na zmniejszenie przepuszczalności kamieni cementowych. Zinterpretowanie uzyskanych wyników badań laboratoryjnych pozwoli na wytypowanie odpowiednich składów zaczynów cementowych na bazie cementów specjalnych, mogących znaleźć zastosowanie podczas uszczelniania otworów wiertniczych po użyciu różnych płuczek wiertniczych [3, 9–11].
    Sealing casing requires the use of cement slurries with appropriate rheological parameters, zero free water and adequate thickening time for a given depth. Also hardened cement stone, should be characterized by high mechanical parameters and minimal gas permeability. It is very important to conduct detailed research on the selection of suitable cement slurry recipes for the geological conditions that occur at the bottom of the borehole. The development of appropriate cement slurry recipes, requires the implementation of innovative laboratory tests on the selection of applicable types of chemicals and sealing materials, that improve the mechanical parameters of cement stones obtained from them. The aim of the research presented in this paper was to investigate the possibility of using special cements to seal the casing and the resulting differences. From the selected recipes used in industrial conditions, have been developed analogous recipes have been developed, however, based on two different special cements. Preliminary attempts have also been made to prepare oil based cement slurries. Cement slurries and cement stones obtained from them were subjected to technological tests to determine the effect of various cements on possible discrepancies in the results. The use of cement binders in the composition of cement slurries, used so far mainly in the construction industry, has shown the possibilities resulting from such a solution and has broadened the knowledge about them. Moreover, the application of additives with different grain size, resulted in better filling of the intergranular space of cement matrix and reducing the permeability of the cement stones. Interpretation of the results of laboratory tests, will allow to select appropriate cement slurry compositions, based on special cements which can be used for sealing of boreholes after using different drilling muds.
    Źródło:
    Nafta-Gaz; 2018, 74, 2; 96-105
    0867-8871
    Pojawia się w:
    Nafta-Gaz
    Dostawca treści:
    Biblioteka Nauki
    Artykuł
    Tytuł:
    Warunki zastosowania popiołu lotnego jako wypełniacza do mieszanek mineralno – asfaltowych
    Conditions for use of fly ashes as filler for hot-mix asphalt
    Autorzy:
    Grabowski, W.
    Wilanowicz, J.
    Andrzejczak, M.
    Bilski, M.
    Powiązania:
    https://bibliotekanauki.pl/articles/390236.pdf
    Data publikacji:
    2014
    Wydawca:
    Politechnika Lubelska. Wydawnictwo Politechniki Lubelskiej
    Tematy:
    wypełniacz
    popiół lotny
    zaczyn asfaltowy
    mieszanka mineralno-asfaltowa
    starzenie RTFOT
    filler
    fly ash
    bituminous mastic
    hot mix asphalt
    ageing RTFOT
    Opis:
    Głównym celem pracy jest poznanie właściwości strukturalnych i funkcjonalnych popiołów lotnych, czyli odpadów przemysłowych, pochodzących z elektrowni opalanej węglem brunatnym, z punktu widzenia możliwości zastosowania ich jako wypełniaczy do mieszanek mineralno-asfaltowych (MMA). Analiza wyników przeprowadzonych badań laboratoryjnych: uziarnienia, powierzchni właściwej, zawartości wolnych przestrzeni, właściwości usztywniających w zaczynach asfaltowych wykazała, że popioły lotne nie spełniają wymagań stawianych wypełniaczom do MMA, gdyż powodują zbyt duże oddziaływanie usztywniające. Rezultaty badań własnych wykazały, że popioły te mogą być stosowane do MMA, jako tzw. wypełniacze mieszane, z udziałem tradycyjnie stosowanego wypełniacza wapiennego.
    The main purpose of this work is to get to know the structural and functional properties of fly ashes, i.e. industrial waste from lignite-fired power plant, from the perspective of their use as fillers for hot-mix asphalt (HMA). Analysis of the results of laboratory tests: grain-size distribution, specific surface, air voids of dry compacted fillers, stiffening properties in bituminous mastics showed that the fly ashes do not meet the requirements for fillers to HMA, because they cause too much stiffening impact. The results of extensive research has shown that these ashes can be used for the HMA, as so-called the mixed fillers with the participation of limestone filler used traditionally.
    Źródło:
    Budownictwo i Architektura; 2014, 13, 1; 181-190
    1899-0665
    Pojawia się w:
    Budownictwo i Architektura
    Dostawca treści:
    Biblioteka Nauki
    Artykuł
    Tytuł:
    Influence of different types of nanosilica on compressive strength development of cement matrix composites
    Wpływ różnych rodzajów nanokrzemionki na rozwój wytrzymałości kompozytów o matrycy cementowej
    Autorzy:
    Popławski, J.
    Lelusz, M.
    Powiązania:
    https://bibliotekanauki.pl/articles/1849732.pdf
    Data publikacji:
    2020
    Wydawca:
    Polska Akademia Nauk. Czytelnia Czasopism PAN
    Tematy:
    cement
    nanokrzemionka
    domieszka
    nanocząsteczka
    zaczyn
    wytrzymałość na ściskanie
    kompozyt o matrycy cementowej
    nanosilica
    admixture
    nanoparticle
    paste
    compressive strength
    cement matrix composite
    Opis:
    This article presents test results of cement paste and binders with admixture of hydrophilic or hydrophobic nanosilica. The aim of the study was to determine the influence of nanosilica type and mixing method on compressive strength, porosity, and bulk density of cement paste, also on hydration heat of cement binders. The binder compounds were mixed in high speed mixer in order to provide the highest possible dispersion of nanoparticles in the binder before adding it to mixing water. Two mixing methods were studied. The admixtures increased the reactivity of cement binders. Both nanosilica types increased early compressive strength by 25% in comparison with control series. The increase in 28-day compressive strength was observed with the admixture of hydrophilic nanosilica. The differences in dynamics of binders rate of hydration and development of cement pastes compressive strength denote different reaction mechanisms of both types of nanosilica. Application of higher rotation speeds does not guarantee satisfactory mixing of the binder components. For compressive strength enhancement of cement paste prolonged mixing time occurred to be more important.
    Osiągnięcia nanotechnologii znalazły zastosowanie w szeregu gałęzi przemysłu. Wraz z rozwojem instrumentów naukowych stają się one również możliwe do wdrożenia w branży budowalnej, a zastosowanie nanodrobin w formie domieszek do betonu jest przykładem tego typu prób. W tym kontekście duże zainteresowanie wzbudza nanokrzemionka. Jest to materiał składający się z nanodrobin amorficznej krzemionki o dużej powierzchni właściwej i dużej czystości chemicznej. Dzięki intensywnej reakcji pucolanowej oraz zarodkowaniu reakcji hydratacji cementu sprzyja wytworzeniu zwartej struktury matrycy cementowej, co może przełożyć się na bardzo dobre parametry mechaniczne i wydłużoną trwałość kompozytu cementowego. Problemem przy stosowaniu nanodomieszek jest zapewnienie ich jednorodnego rozprowadzenia w mieszance i stwardniałym kompozycie. W celu znalezienia satysfakcjonującego rozwiązania tego problemu badane są różne rodzaje nanokrzemionki oraz różne procedury jej mieszania ze składnikami mieszanki. W artykule przedstawiono wyniki badań zaczynów i spoiw cementowych z domieszką nanokrzemionek hydrofilowej i hydrofobowej. Celem badań była ocena wpływu rodzaju nanokrzemionki oraz sposobu mieszania składników na rozwój wytrzymałości na ściskanie, porowatość kapilarną i gęstość zaczynów oraz rozwój ciepła hydratacji spoiw cementowych. Zawartość domieszek w spoiwach wynosiła 0%, 1% lub 2% masy spoiwa. Składniki spoiw cementowych zostały wymieszane w mieszarce wysokoobrotowej w celu zapewnienia możliwie jednorodnego rozprowadzenia nanodomieszek w spoiwie przed dodaniem spoiwa do wody zarobowej. Wykonano 10 serii spoiw: 5 spoiw wymieszanych I metodą mieszania (wykorzystującą dwie prędkości obrotowe mieszarki) oraz identycznych składów 5 spoiw wymieszanych II metodą mieszania (wykorzystującą jedną niższą prędkość urządzenia, ale z dłuższym etapem mieszania).
    Źródło:
    Archives of Civil Engineering; 2020, 66, 4; 169-181
    1230-2945
    Pojawia się w:
    Archives of Civil Engineering
    Dostawca treści:
    Biblioteka Nauki
    Artykuł
    Tytuł:
    Badania laboratoryjne nad opracowaniem emulsyjnych zaczynów cementowych typu woda w oleju
    Laboratory tests on the development of water-in-oil emulsion based cement slurries
    Autorzy:
    Kut, Łukasz
    Powiązania:
    https://bibliotekanauki.pl/articles/1835020.pdf
    Data publikacji:
    2019
    Wydawca:
    Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy
    Tematy:
    zaczyn cementowy
    zaczyn emulsyjny
    emulsja typu O/W i W/O
    płuczka olejowa
    płuczka inwersyjna
    kamień cementowy
    parametry mechaniczne
    parametry technologiczne
    cement slurry
    emulsion slurry
    oil-in-water emulsion
    water-in-oil emulsion
    oil mud
    invert emulsion drilling mud
    cement stone
    mechanical parameters
    technological parameters
    Opis:
    Dotychczas w Polsce żadne laboratorium nie prowadziło szczegółowych badań nad opracowaniem zaczynów cementowych sporządzonych na bazie płynu olej w wodzie, jak i woda w oleju. W przemyśle naftowym coraz częściej otwory wiertnicze wykonywane są przy użyciu płuczki inwersyjnej. Zastosowanie tego typu płuczki ma wiele pozytywnych aspektów, jednak zdarzają się też te negatywne. Jedną z niedogodności jest pozostawianie na ścianach otworu wiertniczego trudnego do usunięcia osadu, co w konsekwencji może wpływać na nieskuteczne uszczelnienie kolumny rur okładzinowych. Celem badań laboratoryjnych było więc opracowanie zaczynów cementowych sporządzonych na bazie różnych spoiw wiążących do uszczelniania kolumn rur okładzinowych po zastosowaniu płuczki inwersyjnej. Obecność oleju w składzie zaczynu cementowego może wpłynąć na jego większą kompatybilność z pozostawionymi na ścianach otworu osadami, a co za tym idzie – na skuteczniejsze uszczelnienie przestrzeni pierścieniowej. Jako cieczy zarobowej użyto wody wodociągowej, do której dodawano kolejno upłynniacz, środek powierzchniowo czynny (SPC) oraz cement. Po ujednorodnieniu mieszaniny dodawano do niej olej wymieszany z emulgatorem. Po połączeniu wszystkich składników zaczyn cementowy mieszano przez 30 minut, a następnie wykonywano pomiary laboratoryjne, takie jak: gęstość; parametry reologiczne; filtracja; czas wiązania; elektryczna stabilność emulsyjna. Z wybranych zaczynów sporządzono próbki kamieni cementowych. Próbki te utwardzano i przetrzymywano w dwóch różnych temperaturach: 25°C oraz 120°C. Otrzymane kamienie poddano badaniu: wytrzymałości kamienia cementowego na ściskanie; przyczepności kamienia cementowego do rur stalowych. Przeprowadzone badania wykazały, że pod względem parametrów reologicznych zaczynów cementowych lepszy okazał się cement glinowo-wapniowy od cementów portlandzkich. Zastosowanie tego cementu wpłynęło na obniżenie filtracji oraz znaczny wzrost elektrycznej stabilności emulsyjnej zaczynów cementowych. Ujednorodnienie mieszaniny oraz wspólne łączenie się poszczególnych dodatków nie stwarzało większych trudności. Jedynym mankamentem były niskie wartości otrzymanych parametrów kamieni cementowych, dlatego też istotne jest prowadzenie dalszych badań nad doborem odpowiednich receptur (Dębińska, 2012; Kremieniewski, 2012, 2013; Vipulanandan i Krishnamoorti, 2013).
    So far, no laboratory in Poland, has conducted detailed research on the development of oil-in-water and water-in-oil cement slurries. In the oil industry, more and more boreholes are often drilled using an inversion mud. The use of this type of mud has many advantages and benefits, however, there are also negative aspects. One of the disadvantages is the difficulty to remove mud cake from the walls of the borehole, which may affect the sealing of the casing column. The aim of the research being presented, was to develop cement slurries, prepared based on various binders, used to seal the casing columns after the use of an invert emulsion drilling mud. The presence of oil in the composition of the cement slurry may affect its greater compatibility with the mud cake on the walls of the borehole and more effective sealing of the annular space. Sweet water played the role of the slurry. The dispersant, surfactant and cement were then added. After homogenizing the mixture, the oil mixed with the emulsifier was added. After combining all the components, the cement slurry was mixed for 30 minutes and the technological parameters such as density, rheological parameters, filtration, setting time and electrical stability were examined. Cement stone test samples were prepared from selected cement slurries. These samples were cured and hydrated at two different temperatures: 25°C and 120°C. The compressive strength and adhesion to steel pipes tests were performed for obtained cement stones. The conducted tests showed that better rheological parameters were obtained for aluminium-calcium cement in comparison to Portland. The use of this cement reduced the filtration and resulted in a significant increase in the electric emulsion stability of cement slurries. The homogeneity of the mixture and the combination of additives did not pose major difficulties. Parameters of the obtained cement stones were low, therefore it is important to conduct further research on the selection of appropriate recipes (Dębińska, 2012; Kremieniewski, 2012, 2013; Vipulanandan i Krishnamoorti, 2013).
    Źródło:
    Nafta-Gaz; 2019, 75, 4; 214-221
    0867-8871
    Pojawia się w:
    Nafta-Gaz
    Dostawca treści:
    Biblioteka Nauki
    Artykuł
    Tytuł:
    Poprawa wczesnej wytrzymałości mechanicznej płaszcza cementowego powstałego z zaczynu lekkiego
    Improvement of the early mechanical strength of cement sheath formed from lightweight cement slurry
    Autorzy:
    Kremieniewski, M.
    Powiązania:
    https://bibliotekanauki.pl/articles/1835258.pdf
    Data publikacji:
    2018
    Wydawca:
    Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy
    Tematy:
    zaczyn cementowy
    płaszcz cementowy
    wytrzymałość mechaniczna
    wytrzymałość na ściskanie
    pomiary geofizyczne
    cement slurry
    cement sheath
    mechanical strength
    compressive strength
    cement bong logging
    Opis:
    Stosowanie zaczynów o obniżonej gęstości warunkowane jest występowaniem w otworze wiertniczym zróżnicowanych warunków geologiczno-technicznych. Najczęściej zaczyny lekkie stosuje się w przypadku konieczności podniesienia cementu w przestrzeni pozarurowej na wyznaczoną wysokość, podczas przewiercania profilu geologicznego, w którym występują skały chłonne, do uszczelniania warstw słabo zwięzłych i sypkich, a także w czasie prowadzenia prac rekonstrukcyjnych odwiertu. Zaczyny o obniżonej gęstości otrzymuje się wskutek wprowadzenia lekkich dodatków mineralnych lub odpadowych surowców wypełniających. Niestety płaszcz cementowy uzyskany z zaczynu lekkiego wykazuje w początkowym czasie hydratacji niskie wartości parametrów mechanicznych (wytrzymałość na ściskanie, wytrzymałość na zginanie), a odpowiedniej wytrzymałości nabiera dopiero w późniejszym czasie wiązania. Stanowi to problem podczas pomiaru stanu zacementowania. W ostatnich latach coraz częściej skracany jest czas oczekiwania na pomiary geofizyczne po zatłoczeniu i związaniu cementu. Niestety pomiary po zbyt krótkim czasie wiązania zaczynu cementowego mogą skutkować niemiarodajnym obrazem CBL, RBT, na podstawie którego związanie zaczynu może być odczytane jako częściowe lub słabe mimo obecności zaczynu w przestrzeni pierścieniowej. W związku z powyższym niezbędne było podjęcie prac nad poprawą wczesnej wytrzymałości mechanicznej płaszcza cementowego powstałego z zaczynu lekkiego. W publikacji przedstawiono wyniki prac nad poprawą wczesnej wytrzymałości mechanicznej płaszcza cementowego powstałego z zaczynów o obniżonej gęstości. Nowo opracowane receptury zaczynów charakteryzują się podwyższonymi wartościami wytrzymałości na ściskanie po krótkim czasie wiązania, co przyczynia się zarówno do poprawy efektywności uszczelniania, jak też do uzyskania faktycznego (miarodajnego) obrazu stanu zacementowania podczas pomiarów geofizycznych.
    The use of slurries with reduced density is conditioned by the occurrence of diversified geological and technical conditions in the borehole. Most often, lightweight slurries are used in the case of the need to raise the cement higher in the annular space, while drilling a geological profile in which there are absorbent rocks, or sealing weak and loose layers, as well as during the well reconstructing work. Lightweight slurries are obtained by the addition of light mineral additives or waste filler materials. Unfortunately, the cement sheath obtained from the lightweight slurries initially exhibits low values of mechanical parameters (compressive strength, bending strength) and adequate strength is obtained at a later bonding time. This is a problem during cement bond logging. In recent years, the waiting time on cement before running a cement bond log has been increasingly reducing. Unfortunately, measurements after too short binding time of cement slurry can result in an unreliable CBL and RBT logs, based on which bonding of the cement slurry can be read as partial or weak, despite the presence of cement slurry in the annular space. Therefore, it was necessary to undertake research to improve the early mechanical strength of cement sheath formed of lightweight cement slurry. This paper presents the results of research on improving the early mechanical strength of the cement sheath formed of slurries with reduced density. Newly developed cement slurry recipes are characterized by increased values of compressive strength after a short binding time, which contributes to both the improvement of sealing efficiency and to obtaining a true (reliable) reading of the cement bond logging.
    Źródło:
    Nafta-Gaz; 2018, 74, 8; 606-612
    0867-8871
    Pojawia się w:
    Nafta-Gaz
    Dostawca treści:
    Biblioteka Nauki
    Artykuł
    Tytuł:
    Zaczyny cementowe z dodatkiem nanorurek węglowych do uszczelniania otworów wiertniczych o wysokiej temperaturze i ciśnieniu złożowym (150°C, 90 MPa)
    Cement slurries with the addition of carbon nanotubes for sealing boreholes with high temperature and reservoir pressure (150°C, 90 MPa)
    Autorzy:
    Kędzierski, Miłosz
    Rzepka, Marcin
    Powiązania:
    https://bibliotekanauki.pl/articles/2143657.pdf
    Data publikacji:
    2021
    Wydawca:
    Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy
    Tematy:
    nanorurki węglowe
    kamień cementowy
    wytrzymałość na ściskanie
    zaczyn cementowy
    czas gęstnienia
    carbon nanotubes (CNTs)
    cement stone
    compressive strength
    cement slurry
    thickening time
    Opis:
    Artykuł przedstawia wyniki badań wpływu nanorurek węglowych (ang. carbon nanotubes – CNTs) na parametry technologiczne zaczynów i kamieni cementowych w warunkach bardzo wysokiej temperatury i ciśnienia (150C, 90 MPa). W badaniach zastosowano wielościenne nanorurki węglowe (ang. multi-walled carbon nanotubes – MWCNTs) o średnicy zewnętrznej 10–20 nm i długości 10–30 µm. Zaczyny cementowe zawierały 0,1% bwoc (tj. w stosunku do masy suchego cementu) nanorurek węglowych. Receptury cementowe opracowane zostały w INiG – PIB w Laboratorium Zaczynów Uszczelniających. Badania przeprowadzono w warunkach podwyższonego ciśnienia i temperatury: 150C i 90 MPa. Zaczyny sporządzono na osnowie cementu wiertniczego klasy G. Przy opracowywaniu receptur kierowano się wymaganiami, jakie powinien spełniać zaczyn cementowy użyty do cementowania rur okładzinowych w warunkach występowania wysokiej temperatury oraz ciśnienia złożowego. Zaczyny miały gęstość od około 1900 kg/m3 do około 2250 kg/m3 (zaczyn z dodatkiem hematytu). Na zaczynach cementowych wykonano badania gęstości, rozlewności, parametrów reologicznych, filtracji oraz czasu gęstnienia. Badania wytrzymałości na ściskanie i przyczepności do rur prowadzono po 2, 7, 14 i 28 dniach. Opracowano receptury o bardzo dobrych parametrach technologicznych, które po utwardzaniu (po 28 dniach hydratacji) osiągały wyjątkowo wysokie wartości wytrzymałości na ściskanie, nawet 45 MPa. Uzyskano również wysokie wartości przyczepności kamienia cementowego do rur – około 7 MPa po 28 dniach hydratacji. W wyniku przeprowadzonych badań zdobyto istotne informacje o możliwościach zastosowania nanorurek węglowych do modyfikacji zaczynów cementowych w warunkach bardzo wysokiej temperatury i ciśnienia. Przeprowadzone badania potwierdziły, że dodatek nawet niewielkich ilości CNTs poprawia parametry wytrzymałościowe kamienia cementowego w porównaniu z próbką bazową bez takiego dodatku, a także powoduje skrócenie czasu gęstnienia zaczynów cementowych oraz obniżenie filtracji. Ponadto dodatek nanorurek węglowych spowodował wzrost lepkości plastycznej i granicy płynięcia zaczynu cementowego. Sprawia to, że zaczyny z dodatkiem MWCNTs będą skuteczniej wypierać płuczkę z otworu wiertniczego i znacząco wpływać na jakość cementowania.
    The article presents the results of the influence of carbon nanotubes on the mechanical parameters of cement stones under high temperature and pressure conditions (150C, 90 MPa). The tests used multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs) with an external diameter of 10–20 nm and a length of 10–30 μm. Cement slurries contained 0.1% of CNTs bwoc (by the weight of cement). Laboratory tests of cement slurries were carried out at the Oil and Gas Institute – National Research Institute. The tests were carried out under conditions of increased pressure and temperature at 150C, 90 MPa. Cement slurries were prepared on the basis of class G drilling cement. Developing recipes were guided by the requirements to be met by cement slurry for the cementing of casing in the conditions of high temperature and reservoir pressures. The densities of tested slurries ranged from 1900 kg/m3 to 2250 kg/m3 (slurries with the addition of hematite). The cement slurries were tested for density, fluidity, rheological parameters, filtration and thickening time. Compressive strength tests and measuring adhesion were carried out after 2, 7, 14 and 28 days. Cement slurry recipes with very good technological parameters were developed and after curing (after 28 days of hydration) had very high values of compressive strength, reaching up to 45 MPa. Cements were characterized by high values of adhesion to pipes reaching up 7 MPa after 28 days. The research showed significant information about possible applications of carbon nanotubes to modify the cement slurry under conditions of high temperature and pressure. The conducted tests confirmed that the addition of even small amounts of CNTs improves the mechanical parameters of the cement stone compared to the base sample without such addition, and also reduces the thickening time of cement slurries and reduces filtration. It is investigated that CNTs addition increases the viscosity and yield point of cement slurry. As a result, slurries with the addition of MWCNTs will more effectively displace the mud from the borehole and significantly affect the quality of cementation.
    Źródło:
    Nafta-Gaz; 2021, 77, 5; 323-331
    0867-8871
    Pojawia się w:
    Nafta-Gaz
    Dostawca treści:
    Biblioteka Nauki
    Artykuł
    Tytuł:
    Doszczelnienie matrycy kamieni cementowych otrzymanych z zaczynów cementowych przeznaczonych do podziemnych magazynów wodoru w kawernach solnych
    Sealing the matrix of cement stones derived from cement slurries designed for underground hydrogen storage in salt caverns
    Autorzy:
    Kędzierski, Miłosz
    Rzepka, Marcin
    Powiązania:
    https://bibliotekanauki.pl/articles/31348319.pdf
    Data publikacji:
    2024
    Wydawca:
    Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy
    Tematy:
    kawerny solne
    zaczyn cementowy
    podziemny magazyn wodoru
    energia odnawialna
    nanokomponenty
    mikrocement
    salt caverns
    cement slurry
    underground hydrogen storage
    renewable energy
    nanocomponents
    microcement
    Opis:
    Artykuł przedstawia wyniki badań nad doszczelnieniem matrycy kamieni cementowych otrzymanych z zaczynów cementowych przeznaczonych do podziemnych magazynów wodoru w kawernach solnych. W recepturach zaczynów cementowych została zwiększona ilość dodatku mikrocementu oraz podjęto próbę zastosowania wybranych rodzajów nanomateriałów. Receptury cementowe opracowane zostały w INiG – PIB w Laboratorium Zaczynów Uszczelniających. Badania przeprowadzono dla temperatury 25°C i ciśnienia 10 MPa. W badanych zaczynach cementowych jako spoiwo wiążące zastosowano cement wiertniczy G. Zaczyny cementowe sporządzano na solance o pełnym nasyceniu o gęstości 1200 kg/m3 ze względu na bezpośrednią obecność soli w otworze. Do solanki dodawano kolejno środki: odpieniający, upłynniający i obniżający filtrację oraz nanomateriały. Pozostałe składniki: mikrocement, gips modelowy oraz cement mieszano ze sobą i wprowadzano następnie do wody zarobowej. W przypadku każdego zaczynu cementowego wykonywano badania parametrów technologicznych takich jak: właściwości reologiczne, gęstość, rozlewność, odstój wody oraz czas gęstnienia zaczynu. Przeprowadzano również badania wytrzymałości na ściskanie po 7 dniach oraz po 1 i 6 miesiącach, a także pomiar porowatości stwardniałych zaczynów cementowych po 6 miesiącach deponowania w pełni nasyconej solance. Opracowane zaczyny cementowe charakteryzowały się dobrymi parametrami reologicznymi oraz zerowym odstojem wody. Gęstości zaczynów cementowych wahały się w przedziale od 1910 kg/m3 do 1940 kg/m3. Wszystkie zbadane stwardniałe zaczyny cementowe charakteryzowały się zwartą mikrostrukturą o niskiej zawartości makroporów. Udział porów o średnicy powyżej 10 000 nm wyniósł od 1,3% do 3,2% ilości wszystkich porów. Natomiast udział porów o średnicy poniżej 100 nm w całej matrycy stwardniałego zaczynu cementowego wyniósł od 94,3% do 97,5%. Dodatek większej ilości mikrocementu oraz wprowadzenie nanokomponentów do receptur zaczynów cementowych spowodowały wzrost wytrzymałości na ściskanie oraz obniżenie porowatości kamieni cementowych.
    The article presents the results of research on the sealing of the matrix of cement stones derived from cement slurries, specifically designed for underground hydrogen storage in salt caverns. This study involved increasing the amount of microcement in cement slurry mixes and experimenting with selected types of nanomaterials. Laboratory tests of cement slurries were conducted at the Oil and Gas Institute – National Research Institute, under controlled conditions of 25°C and 10 MPa. Cement slurries were prepared on the basis of class G oil-well cement. Cement slurries were prepared on fully saturated brine with a density of 1200 kg/m3 reflecting the direct presence of salt in the wellbore. The agents added into the brine included defoamers, liquefying agents, fluid loss control additive and nanocomponents. The other ingredients – microcement, model gypsum and cement – were mixed together and then added to the mixing water. The cement slurries were tested for rheological parameters, density, free water, fluidity, filtration and thickening time. Compressive strength tests were conducted at intervals of 7 days, 1 month and 6 months, along measurement of porosity of hardened cement slurry after 6 months of depositing fully saturated brine. The developed cement slurries exhibited favorable rheological parameters and no free water. The densities of tested slurries ranged from 1910 kg/m3 to 1940 kg/m3. All hardened cement slurries tested were characterized by a compact microstructure with a low content of macropores. The proportion of pores with a diameter above 10,000 nm ranged from 1.3 to 3.2% of all pores. Whereas, the proportion of pores with a diameter below 100 nm in the entire cement stone matrix ranged from 94.3 to 97.5%. The addition of a larger amount of microcement and nanocomponents to the cement slurry mixes resulted in an increase in compressive strength and a decrease in the porosity of cement stones.
    Źródło:
    Nafta-Gaz; 2024, 80, 1; 3-11
    0867-8871
    Pojawia się w:
    Nafta-Gaz
    Dostawca treści:
    Biblioteka Nauki
    Artykuł
    Tytuł:
    Rheological properties of cement pastes modified with pumice, trass and chalcedonite powder
    Właściwości reologiczne zaczynów cementowych modyfikowanych pumeksem, trasem i mączką chalcedonitową
    Autorzy:
    Spychał, Edyta
    Vyšvařil, Martin
    Powiązania:
    https://bibliotekanauki.pl/articles/27322565.pdf
    Data publikacji:
    2023
    Wydawca:
    Politechnika Świętokrzyska w Kielcach. Wydawnictwo PŚw
    Tematy:
    cement paste
    pumice
    trass
    chalcedonite powder
    consistency
    yield stress
    consistency index
    zaczyn cementowy
    pumeks
    tras
    mączka chalcedonitowa
    konsystencja
    granica płynięcia
    wskaźnik konsystencji
    Opis:
    The article presents the influence of pumice, trass and chalcedonite powder on rheological properties of cement pastes. Cement was being replaced both of additions 10% or 20% by mass and combination of pumice or trass and chalcedonite powder in the amount 5% or 10% of each of them. The main purpose of the publication was to assess the effects of chalcedonite powder with selected mineral additions in terms of rheological properties and compare them with the results obtained for pastes modified with only one of the additions. In each case, the additive or combination of additives introduced into the paste reduced the flow, compared to the result of paste without additive(s). Rheological properties varied depending on type and amount of additive(s).
    W artykule przedstawiono badania wpływu pumeksu, trasu oraz mączki chalcedonitowej na właściwości reologiczne zaczynów cementowych. Cement zastępowano każdym z dodatków w ilości 10% lub 20% oraz kombinacją pumeksu lub trasu z mączką chalcedonitową w ilości po 5% i 10% każdym z nich. Głównym celem pracy była ocena współdziałania mączki chalcedonitowej z wybranymi dodatkami mineralnymi w zakresie właściwości reologicznych oraz porównanie rezultatów badań z wynikami uzyskanymi dla zaczynów modyfikowanych tylko jednym z dodatków. W każdym z przypadków dodatek lub kombinacja dodatków wprowadzone do zaczynu wpłynęły na zmniejszenie rozpływu, w porównaniu do wyników uzyskanych dla zaczynu bez dodatku(ów). Właściwości reologiczne były zróżnicowane w zależności od rodzaju i ilości dodatku(ów).
    Źródło:
    Structure and Environment; 2023, 15, 4; 217--226
    2081-1500
    Pojawia się w:
    Structure and Environment
    Dostawca treści:
    Biblioteka Nauki
    Artykuł
    Tytuł:
    Wpływ objętości zaczynu cementowego na konsystencję mieszanek do wysokowartościowych betonów samozagęszczalnych i masywnych
    Effect of the cement paste volume on the consistency of mixes for high performance massive and self-compacting concretes
    Autorzy:
    Zarzycki, B.
    Piasta, W.
    Powiązania:
    https://bibliotekanauki.pl/articles/391019.pdf
    Data publikacji:
    2015
    Wydawca:
    Politechnika Lubelska. Wydawnictwo Politechniki Lubelskiej
    Tematy:
    zaczyn
    konsystencja
    mieszanka betonowa
    beton wysokowartościowy
    beton samozagęszczalny
    beton masywny
    cement paste
    consistency
    concrete mix
    high-performance concrete
    self-compacting concrete
    massive concrete
    Opis:
    W artykule przedstawiono wyniki badań dotyczących wpływu objętości zaczynu cementowego i stosunku w/c na konsystencję mieszanek betonowych stosowanych do wykonywania wysokowartościowych betonów samozagęszczalnych i masywnych. Badaniom poddano sześć mieszanek zawierających zaczyn cementowy w ilości od 220 do 420 dm3/m3, z których trzy projektowane były jako betony wysokowartościowe oraz dla porównania trzy betony zwykłe. Badania konsystencji mieszanek betonowych przeprowadzono metodą stolika rozpływowego oraz opadu stożka, a także przeprowadzono dodatkowe testy samozagęszczalności. Wykonano także badania wytrzymałości na ściskanie, aby wykazać, że betony są wysokowartościowe. Stwierdzono silny wpływ objętości zaczynu na urabialność i konsystencję mieszanki betonowej, natomiast wpływ stosunku w/c jest zdecydowanie mniejszy dzięki zastosowaniu superplastyfikatora wysokiej sprawności.
    The article presents the results of research concerning the influence of the volume of cement paste and the w/c ratio on the consistency of concrete mixes for high-performance massive and self-compacting concrete. The research covered six types of concrete mixes containing from 220 to 420 dm3 of cement paste in a cubic meter. Three of them were designed as high-performance concrete and for comparison three conventional ones. The consistency was tested with two methods: concrete slump test and flow table test, also additional tests of self-compacting mix were made. Compressive strength test were conducted to prove that concretes are high-performance. A high influence of the volume of cement paste on the workability and consistency of fresh concrete mix has been found, while the influence of the w/c ratio is considerably lower due to the dosage of high-quality superplasticizer.
    Źródło:
    Budownictwo i Architektura; 2015, 14, 2; 123-130
    1899-0665
    Pojawia się w:
    Budownictwo i Architektura
    Dostawca treści:
    Biblioteka Nauki
    Artykuł
    Tytuł:
    Zmiana parametrów zaczynu cementowego w obecności kopolimeru butadienowo-styrenowo-amidowego
    Change of cement slurry parameters under the influence of butadiene styrene-amide copolymer
    Autorzy:
    Kątna, Ewa
    Powiązania:
    https://bibliotekanauki.pl/articles/2143567.pdf
    Data publikacji:
    2021
    Wydawca:
    Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy
    Tematy:
    kopolimer butadienowo-styrenowo-amidowy
    lateks
    zaczyn lateksowy
    migracja gazu
    cementowanie otworów wiertniczych
    butadiene styrene-amide copolymer
    latex
    latex slurry
    gas migration
    well cementing
    Opis:
    Wodna dyspersja kopolimeru butadienowo-styrenowo-amidowego z zastosowaniem środków modyfikujących to najczęściej wykorzystywany rodzaj lateksu w branży wiertniczej. Zaczyny cementowe zawierające ten dodatek nazywane są zaczynami lateksowymi. Zawierają one w składzie od kilku do kilkudziesięciu procent lateksu. Dodatek lateksu do zaczynu w ilości nieprzekraczającej 10% zwykle nie wpływa na właściwości mechaniczne związanego zaczynu cementowego, ale zapobiega migracji gazu. Przy zawartości mniejszej od około 5% masy cementu lateks nie ma znaczącego wpływu na plastyczność. Ilość stosowanego w zaczynie lateksu wpływa na parametry technologiczne decydujące o efektywności uszczelnienia. W związku z tym niezbędne jest prowadzenie badań wpływu zmiany parametrów zaczynu wynikającej z zastosowania dodatku kopolimeru butadienowo-styrenowo-amidowego. W niniejszym artykule, na podstawie badań laboratoryjnych, przedstawione zostały receptury zmodyfikowanych zaczynów cementowych, które charakteryzują się zwiększoną ilością lateksu. Zawartość tego materiału dochodzi do 20%, natomiast w celu doszczelnienia matrycy płaszcza cementowego zastosowano również mikrocement w ilości 50%. Przeprowadzono analizę właściwości technologicznych sporządzonych zaczynów cementowych w przedziale temperatur od 25°C do 60°C. Głównym celem stosowania w zaczynach cementowych dodatku lateksu i mikrocementu jest minimalizowanie lub wyeliminowanie zjawiska migracji gazu oraz powstrzymanie procesu tworzenia się kanałów gazowych w strukturze wiążącego zaczynu cementowego. Przedstawione w publikacji wyniki badań przyczyniają się do projektowania nowych receptur przeznaczonych do uszczelnia- nia otworów w warunkach podwyższonego ryzyka wystąpienia migracji gazu. Tego rodzaju zaczyny mogą być używane do uszczelniania rur okładzinowych w otworach wiertniczych w różnych warunkach geologiczno-złożowych w warunkach temperatury do 60°C i ciśnienia do około 40 MPa.
    The aqueous dispersion of butadiene styrene-amide copolymer with the addition of modifying agents is the most commonly used type of latex in the drilling industry. Cement slurries containing this additive are called latex slurries. They contain from a few to several dozen percent of latex. The addition of latex to the slurry in an amount not exceeding 10% usually does not affect the mechanical properties of the bound cement slurry, but prevents gas migration. At less than about 5% by weight of cement, latex has no significant effect on plasticity. The amount of latex used in the slurry affects the technological parameters that determine the effectiveness of the seal. Therefore, it is necessary to conduct research on the effect of changing the parameters of the slurry under the influence of the addition of butadiene styrene-amide copolymer. This article presents, based on laboratory tests, the recipes of modified cement slurries, which are characterized by an increased amount of latex. The amount of this material is up to 20%, while a microcement in the amount of 50% was also used to seal the matrix of the cement sheath. The technological properties of prepared cement slurries were analyzed in the temperature range from 25°C to 60°C. The main objective of the use of latex and microcement in cement slurries is to minimize or eliminate the phenomenon of gas migration and to stop the process of the formation of gas channels in the structure of the binding cement slurry. The research results presented in the publication contribute to the design of new recipes for sealing boreholes in conditions of increased risk of gas migration. This type of slurry can be used to seal casing pipes in boreholes in various geological and deposit conditions under temperature conditions up to 60°C and pressure up to approx. 40 MPa
    Źródło:
    Nafta-Gaz; 2021, 77, 9; 593-599
    0867-8871
    Pojawia się w:
    Nafta-Gaz
    Dostawca treści:
    Biblioteka Nauki
    Artykuł
    Tytuł:
    Opracowanie receptur zaczynów cementowych do uszczelniania otworów o podwyższonych temperaturach w rejonie Karpat
    Development of cement slurries for sealing boreholes with elevated temperatures in the Carpathian region
    Autorzy:
    Kut, Łukasz
    Powiązania:
    https://bibliotekanauki.pl/articles/2146351.pdf
    Data publikacji:
    2021
    Wydawca:
    Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy
    Tematy:
    zaczyn cementowy
    otwór geotermalny
    kamień cementowy
    parametry reologiczne
    parametry mechaniczne
    parametry technologiczne
    cement slurry
    geothermal well
    cement stone
    rheological parameters
    mechanical parameters
    technological parameters
    Opis:
    Prace związane z wykonywaniem otworu wiertniczego o dużej głębokości (przekraczającej 3000 m) muszą uwzględnić specyficzne warunki panujące na jego spodzie, tj. temperaturę przekraczającą 90°C oraz ciśnienie powyżej 60 MPa. Tak trudne warunki otworowe nieraz przysparzały wiele problemów w czasie opracowywania odpowiednich składów zaczynów cementowych stosowanych podczas uszczelniania kolumn rur okładzinowych. Z roku na rok firmy wiertnicze wykonują coraz głębsze i bardziej skomplikowane otwory, przekraczające 3000 m, które podczas uszczelniania kolumny rur okładzinowych wymagają zastosowania specjalnie opracowanych receptur zaczynów uszczelniających. W przypadku znacznej głębokości otworu (na której panuje bardzo wysoka temperatura i ciśnienie) poważnym problemem jest zapewnienie długiego czasu przetłaczania zaczynu cementowego, który powinien charakteryzować się niską lepkością, niewielkim lub zerowym odstojem wody oraz jak najniższą filtracją. Należy zatem dobierać odpowiednie środki opóźniające, które są odporne na działanie wysokich temperatur, oraz dodatki zapewniające właściwe parametry technologiczne zaczynu i kamienia cementowego. Wraz ze wzrostem głębokości otworu wiertniczego wzrastają również parametry ciśnienia i temperatury. Wody złożowe (solanki o różnej mineralizacji) w dużym stopniu oddziałują na stwardniały zaczyn cementowy, dlatego zaczyny cementowe przeznaczone do dużych głębokości powinny zawierać w swoim składzie dodatki: podnoszące odporność termiczną, opóźniające wiązanie, obniżające filtrację oraz poprawiające odporność na korozję chemiczną wywołaną działaniem solanek złożowych. Celem badań laboratoryjnych było opracowanie innowacyjnych receptur zaczynów cementowych do uszczelniania otworów o podwyższonych temperaturach (do około 130°C), zarówno naftowych, jak i geotermalnych, w rejonie Karpat. Podczas realizacji tego tematu wykonywano badania laboratoryjne zaczynów cementowych oraz otrzymanych z nich kamieni cementowych. W związku z zainteresowaniem przemysłu pozyskiwaniem energii z innych źródeł niż ropa naftowa i gaz ziemny szerszym zakresem badań laboratoryjnych objęte zostały zaczyny cementowe do uszczelniania otworów geotermalnych o regulowanych parametrach reologicznych, które mogą być użyte w wysokich temperaturach złożowych do uszczelniania głębokich otworów wiertniczych. Zaczyny cementowe zarabiano wodą wodociągową z dodatkiem chlorku potasu w ilości 3%, 6% i 10% bwow (w stosunku do ilości wody). Do wody zarobowej dodawano kolejno środek odpieniający, regulujący czas wiązania i gęstnienia, upłynniający i obniżający filtrację. Zaczyny cementowe sporządzono z dodatkiem lateksu w ilości 10% i stabilizatora lateksu w ilości 1% bwoc (oba składniki w stosunku do masy suchego cementu). Pozostałe składniki: mikrocement (nanocement), mikrosilikę, hematyt i cement mieszano ze sobą i wprowadzano następnie do wody zarobowej. Wszystkie zaczyny cementowe sporządzano na bazie cementu wiertniczego G. Po połączeniu wszystkich składników zaczyn cementowy mieszano przez 30 minut, a następnie wykonywano pomiary laboratoryjne takie jak: gęstość, rozlewność, odczyty z aparatu Fann, odstój wody, filtrację, czas gęstnienia. Z opracowanych zaczynów cementowych wybrano te o najlepszych parametrach reologicznych, następnie sporządzono z nich próbki kamieni cementowych. Zaczyny cementowe wiązały przez 48 h w środowisku wysokiej temperatury i ciśnienia (warunki otworopodobne). Otrzymane kamienie cementowe poddano badaniu: wytrzymałości na ściskanie, wytrzymałości na zginanie, przyczepności do rur stalowych oraz porowatości.
    Works related to the drilling of a deep borehole must take into account the specific conditions at its bottom. This applies especially to high temperatures, exceeding 90–100°C, and pressures of 60–80 MPa. Such difficult downhole conditions have often posed many problems when developing appropriate compositions of cement slurries used for sealing columns of casing pipes. With each passing year, drilling companies make deeper and more complicated boreholes, more and more often exceeding 3000 m, which require the use of specially developed recipes of cement slurries when sealing the casing column. In deep boreholes (with very high temperature and pressure), a serious problem is to ensure a long pumping time of the cement slurry, which should be characterized by low viscosity, little or no free water and the lowest filtration possible. Therefore, it is necessary to select appropriate retardants that are resistant to high temperatures and additives ensuring the appropriate technological parameters of the slurries and cement stone. Pressure and temperature parameters increase with the depth of the borehole. Reservoir waters (brines of different mineralization) largely affect the hardened cement slurry, therefore cement slurries intended for deep boreholes should contain in their composition additives that increase thermal resistance, delay setting, lower filtration and improve resistance to chemical corrosion caused by the action of brines reservoir. The aim of the laboratory research was to develop innovative formulas of cement slurries for sealing boreholes, both crude oil and geothermal, with increased temperatures (up to about 130°C) located in the Carpathian region. During the implementation of the topic, laboratory tests were carried out on both cement slurries and cement stones obtained from them. Due to the industry’s interest in acquiring energy from sources other than crude oil and natural gas, a broader scope of laboratory tests covered cement slurries for sealing geothermal boreholes with controlled rheological parameters, which can be used at high reservoir temperatures to seal deep boreholes. The cement slurries were prepared with tap water with the addition of potassium chloride in the amount of 3, 6 and 10% bwow (in relation to the amount of water). The following agents were successively added to the mixing water: defoaming, adjusting the setting and thickening time, plasticizing and reducing filtration. Cement slurries were made with the addition of 10% latex and a latex stabilizer in the amount of 1% bwoc (both components in relation to the weight of dry cement). The other ingredients: microcement (nanocement), microsilica, hematite and cement were mixed together and then added to the mixing water. All cement slurries were prepared on the basis of drilling cement G. When all components blended, the cement slurry was mixed for 30 minutes followed by laboratory measurements such as: density, fluidity, readings from the Fann apparatus, water retention, filtration, thickening time. From among the developed cement slurries, those with the best rheological parameters were selected, then samples of cement stones were prepared from them. Cement slurries were cured for 48 hours in an environment of high temperature and pressure (downhole conditions). The obtained cement stones were tested for: compressive strength, bending strength, porosity, adhesion of cement stone to steel pipes.
    Źródło:
    Nafta-Gaz; 2021, 77, 3; 200-207
    0867-8871
    Pojawia się w:
    Nafta-Gaz
    Dostawca treści:
    Biblioteka Nauki
    Artykuł
    Tytuł:
    Doskonalenie zaczynów cementowych przeznaczonych do uszczelniania głębokich otworów wiertniczych w celu poprawy ich parametrów mechanicznych
    Improvement of cement slurries intended for sealing deep boreholes in order to improve their mechanical parameters
    Autorzy:
    Kut, Łukasz
    Kremieniewski, Marcin
    Powiązania:
    https://bibliotekanauki.pl/articles/2143351.pdf
    Data publikacji:
    2022
    Wydawca:
    Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy
    Tematy:
    zaczyn cementowy
    otwór geotermalny
    kamień cementowy
    parametry reologiczne
    parametry mechaniczne
    parametry technologiczne
    cement slurry
    geothermal well
    cement stone
    rheological parameters
    mechanical parameters
    technological parameters
    Opis:
    Głęboki otwór wiertniczy podczas uszczelniania kolumny rur okładzinowych wymaga użycia specjalnie opracowanego zaczynu cementowego przystosowanego do specyficznych warunków panujących na dnie, tj. temperatury często przekraczającej 100°C oraz ciśnienia złożowego powyżej 60 MPa. Tak trudne warunki otworowe niejednokrotnie przysparzały wielu problemów w czasie opracowywania odpowiednich składów zaczynów cementowych wykorzystywanych podczas uszczelniania kolumn rur okładzinowych. Firmy wiertnicze wykonują coraz głębsze i bardziej skomplikowane otwory, przekraczające coraz częściej 3500 m, które podczas zabiegów cementowania wymagają zastosowania specjalnie opracowanych receptur zaczynów uszczelniających. Jednym z podstawowych problemów podczas zabiegów cementacyjnych w otworach o znacznej głębokości jest zapewnienie długiego czasu przetłaczania zaczynu cementowego, który ponadto powinien charakteryzować się dobrymi właściwościami reologicznymi, niewielkim lub zerowym odstojem wody oraz jak najniższą filtracją. Należy zatem dobierać odpowiednie domieszki opóźniające, odporne na działanie wysokich temperatur, oraz dodatki zapewniające właściwe parametry technologiczne świeżego i stwardniałego zaczynu cementowego. Wraz ze wzrostem głębokości otworu wiertniczego rosną również parametry ciśnienia i temperatury. W głębokich otworach wierconych poniżej 3500 metrów problem stanowią nie tylko wysoka temperatura i ciśnienie, ale również wody złożowe o różnej mineralizacji, które w dużym stopniu oddziałują na stwardniały zaczyn cementowy. Zaczyny cementowe przeznaczone do dużych głębokości powinny zawierać w swoim składzie dodatki lub/i domieszki: podnoszące odporność termiczną, opóźniające wiązanie, obniżające filtrację oraz poprawiające odporność na korozję chemiczną wywołaną działaniem solanek złożowych. Celem badań laboratoryjnych było doskonalenie obecnych oraz opracowanie innowacyjnych receptur zaczynów cementowych do uszczelniania kolumn rur okładzinowych w otworach o temperaturze dennej 130°C – zarówno naftowych, jak i geotermalnych – w rejonie Karpat. Podczas realizacji tematu wykonywano badania laboratoryjne świeżych oraz stwardniałych zaczynów cementowych. Zaczyny cementowe zarabiano wodą wodociągową z dodatkiem chlorku potasu w ilości 3%, 6% i 10% bwow (w stosunku do ilości wody). Do wody zarobowej dodawano kolejno środki odpieniające, regulujące czas wiązania i gęstnienia, upłynniające i obniżające filtrację. Zaczyny cementowe sporządzono z dodatkiem lateksu w ilości 1–1,2% bwoc (w stosunku do masy suchego cementu). Dla poprawy parametrów mechanicznych zastosowano również dodatek nanorurek węglowych oraz grafenu. Pozostałe składniki – mikrosilikę, hematyt i cement – mieszano ze sobą i wprowadzano następnie do wody zarobowej. Wszystkie zaczyny cementowe sporządzano na bazie cementu wiertniczego G (PN-EN ISO 10426-2). Po połączeniu wszystkich składników zaczyn cementowy mieszano przez 30 minut, a następnie wykonywano pomiary laboratoryjne, takie jak: gęstość, rozlewność, odczyty z aparatu Fann, odstój wody, filtracja, czas gęstnienia. Z opracowanych zaczynów cementowych wybrano te o najlepszych parametrach reologicznych, następnie sporządzono z nich próbki kamieni cementowych. Zaczyny cementowe wiązały przez 48 h w środowisku wysokiej temperatury i ciśnienia (warunki otworopodobne). Otrzymane kamienie cementowe poddano badaniom: wytrzymałości na ściskanie, wytrzymałości na zginanie, przyczepności do rur stalowych, porowatości.
    When sealing a casing string, a deep borehole requires the use of a specially developed cement slurry adapted to the specific conditions at its bottom, i.e. temperature often exceeding 100°C and reservoir pressure above 60 MPa. Such difficult downhole conditions often caused many problems in the development of appropriate cement slurry compositions used for sealing casing strings. Drilling companies make deeper and more complicated boreholes, more and more often exceeding 3500 m, which during cementing procedures require the use of specially developed formulas of sealing slurries. During cementation procedures at boreholes of considerable depth, a serious problem is to ensure a long conveying time of the cement slurry, which, moreover, should be characterized by good rheological properties, little or no free water and the lowest possible filtration. Therefore, appropriate retardants that are resistant to high temperatures and additives ensuring the appropriate technological parameters of the cement slurry and stone should be selected. As the depth of the borehole increases, the pressure parameters and temperature also increase. Significant depths exceeding 3500 m are associated not only with high temperatures and pressures, but also with the presence of reservoir waters of various mineralization, which greatly affect the hardened cement slurry. Cement slurries intended for great depths should contain additives increasing thermal resistance, delaying setting, lowering filtration and improving resistance to chemical corrosion caused by the action of reservoir brines. The aim of the laboratory research was to improve current and to develop innovative formulas of cement slurries for sealing oil and geothermal boreholes with a bottomhole temperature of 130°C in the Carpathian region. Laboratory tests were carried out on both cement slurries and cement stones obtained from them. The cement slurries were made using tap water with the addition of potassium chloride in the amount of 3, 6 and 10% bwow (in relation to the amount of water). The defoaming agent was successively added to the mixing water, regulating the setting and thickening time, liquefying and reducing filtration. Cement slurries were made with the addition of 1–1.2% latex bwoc (in relation to the weight of dry cement). To improve the mechanical parameters, the addition of carbon nanotubes and graphene was also used. The other ingredients: microsilica, hematite and cement were mixed together and then added to the mixing water. All cement slurries were prepared on the basis of drilling cement G. After all components had been combined, the cement slurry was mixed for 30 minutes, followed by laboratory measurements such as: density, flow, readings from the Fann apparatus, water retention, filtration, thickening time. From among the developed cement slurries, those with the best rheological parameters were selected, then samples of cement stones were prepared from them and hardened for 48 hours in an environment of high temperature and pressure (borehole-like conditions). The obtained cement stones were tested for: compressive strength, bending strength, adhesion to steel pipes, porosity.
    Źródło:
    Nafta-Gaz; 2022, 78, 2; 110-119
    0867-8871
    Pojawia się w:
    Nafta-Gaz
    Dostawca treści:
    Biblioteka Nauki
    Artykuł
    Tytuł:
    Wpływ domieszek chemicznych o różnym działaniu na właściwości zaczynów i zapraw cementowych
    Impact of chemical admixtures with different efect on properties of cement pastes and mortars
    Autorzy:
    Janowska-Renkas, E.
    Matyjaszczyk, D.
    Powiązania:
    https://bibliotekanauki.pl/articles/131617.pdf
    Data publikacji:
    2017
    Wydawca:
    Polska Akademia Nauk. Komisja Inżynierii Budowlanej PAN Oddział w Katowicach
    Tematy:
    domieszki chemiczne
    zaczyn cementowy
    zaprawa cementowa
    zmiany liniowe
    wytrzymałość na ściskanie
    nasiąkliwość
    chemical admixtures
    cement paste
    cement mortar
    linear changes
    compressive strength
    impregnability
    Opis:
    The presented research is aimed at demonstrating differences in the effectiveness of action between chemical admixtures available on the domestic market with a similar and different course of action in cement pastes and mortars. Admixtures with aeration, aeration and plasticizing, sealing, acceleration of setting time, and liquefaction effect came from different manufacturers and were used in the amount recommended by them. It has been shown that, in the case of chemical admixtures with different direction of effect, their effectiveness in cement mortars is conditioned by the mechanism of their action. However, for the admixtures with the same direction of action, but coming from different manufacturers, the decisive influence on their effectiveness in mortars is their dosage amount and the type and concentration of organic compounds used to produce these admixtures. The greatest improvement in the properties of mortar, demonstrated by their increased compressive strength, slight linear changes and lower absorbability, was obtained in the presence of liquidizing admixtures and slightly inferior in the presence of ones that accelerate setting time, plasticize, seal or aerate. On the other hand, the least beneficial effect on improving the functional properties of mortars was observed in the presence of aeration and plasticizing admixtures.
    Źródło:
    Roczniki Inżynierii Budowlanej; 2017, 17; 99-112
    1505-8425
    Pojawia się w:
    Roczniki Inżynierii Budowlanej
    Dostawca treści:
    Biblioteka Nauki
    Artykuł
    Tytuł:
    Wpływ skażenia zaczynu cementowego płuczką wiertniczą i cieczą buforową na jego wiązanie
    The effects of cement slurry contamination with the drilling mud and spacer fluid on its setting
    Autorzy:
    Kędzierski, Miłosz
    Rzepka, Marcin
    Kremieniewski, Marcin
    Powiązania:
    https://bibliotekanauki.pl/articles/1834965.pdf
    Data publikacji:
    2019
    Wydawca:
    Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy
    Tematy:
    cementowanie otworu wiertniczego
    właściwości reologiczne
    czas wiązania
    zaczyn cementowy
    skażenie zaczynu cementowego
    borehole cementing
    rheological properties
    setting time
    cement slurry
    cement slurry contamination
    Opis:
    W artykule przedstawiono wyniki badania wpływu skażenia zaczynu cementowego przez płuczkę wiertniczą i ciecz buforową na proces wiązania zaczynu cementowego oraz badania kompatybilności zaczynu cementowego z różnymi rodzajami płuczek wiertniczych. Badania obrazujące proces wiązania zaczynu cementowego skażonego przez płuczkę wiertniczą i ciecz buforową miały na celu określenie wpływu pozostałości z niedokładnie usuniętych cieczy wyprzedzających na parametry powstałego kamienia cementowego, a co się z tym wiąże – na szczelność płaszcza cementowego. W celu przeprowadzenia badań sporządzone zostały mieszaniny zaczynu wytypowanego na podstawie danych otworowych oraz z dodatkiem płuczki bądź cieczy buforowej. Badania zostały podzielone na dwa etapy. Pierwszym etapem było przeprowadzenie przy użyciu aparatu Vicata wstępnych badań czasu wiązania zaczynu uszczelniającego z dodatkiem płuczki wiertniczej oraz cieczy buforowej w ilościach: 10%, 20%, 30% oraz 40%. Zastosowany podczas uszczelniania kolumny rur 13⅜ calowych „czysty” zaczyn cementowy posiadał czas wiązania: 2 godz. 45 min – początek wiązania (pw) oraz 4 godz. – koniec wiązania (kw). Skażenie zaczynu cementowego 10-procentową ilością płuczki wiertniczej spowodowało wydłużenie czasu początku wiązania do 4 godzin, a końca wiązania do 6 godzin. Kolejne ilości dodanej płuczki wiertniczej wydłużały czasy wiązania i przy dodatku 40% płuczki wiertniczej uzyskano czas początku wiązania wynoszący 11 godzin i czas końca wiązania aż 14 godzin. Dodatek buforu również powodował wydłużenie czasu wiązania, jednak zmiany czasu nie były tak wyraźne. Badania skażenia zaczynu cementowego przez płuczkę wiertniczą wykazały, że zwiększenie ilości procentowej płuczki w wiążącym zaczynie wpływa na pogorszenie parametrów reologicznych zaczynu. W drugim etapie zbadano kompatybilność zaczynu cementowego i płuczki wiertniczej. Podczas prowadzenia badań użyto płuczki polimerowo-potasowej jako płuczki bazowej, następnie zbadano dodatek płuczki glikolowej oraz krzemianowej. Na podstawie badań zauważalne jest obniżenie lepkości plastycznej oraz podniesienie się wartości granicy płynięcia wraz ze wzrostem skażenia zaczynu wszystkimi płuczkami wiertniczymi.
    The article presents the results of investigation of the effects of cement slurry contamination with drilling mud and spacer fluid on the setting time and the testing of cement slurry compatibility with various types of drilling mud. The studies showing the setting of cement slurry contaminated with drilling mud and spacer fluid were aimed at determining the impact of residues from inaccurately removed spacers or preflushes on the parameters of cement stone and tightness of cement sheath. In order to carry out the tests, mixtures of cement slurry selected on the basis of the borehole data and the addition of mud and spacer fluid were prepared. The tests were divided into two stages. The first one consisted in the preliminary testing of the setting time of cement slurry with the addition of drilling mud and spacer fluid using the Vicat apparatus in quantities: 10%, 20%, 30%, and 40%. The setting time of “clean” cement slurry used in sealing of the 13⅜” casing column was as follows: initial setting time (IST) – 2 hours and 45 minutes, final setting time – 4 hours (FST). Contamination of the cement slurry with 10% of drilling mud resulted in the elongation of the initial setting time to 4 hours, and the final setting time to 6 hours. Subsequent quantities of added drilling mud prolonged setting times and when 40% of the drilling mud was added, the initial setting time amounted 11 hours, while final setting time – to 14 hours. Addition of the spacer fluid also resulted in a longer setting time, but the time changes were not as pronounced. Investigations on the contamination of cement slurry with a drilling mud showed that the increase in the percentage of mud in the binding slurry results in the deterioration of the rheological parameters of the cement slurry. In the second stage, the compatibility of cement slurry and drilling mud was examined. During the studies, a polymer – potassium mud was used as a base mud, then the addition of glycol mud and silicate mud was examined. The studies show a decrease in plastic viscosity and an increase in the yield point concurrent with an increase in cement slurry contamination with all drilling muds.
    Źródło:
    Nafta-Gaz; 2019, 75, 11; 691-699
    0867-8871
    Pojawia się w:
    Nafta-Gaz
    Dostawca treści:
    Biblioteka Nauki
    Artykuł
    Tytuł:
    Open porosity of cement pastes and their gas permeability
    Autorzy:
    Tracz, T.
    Powiązania:
    https://bibliotekanauki.pl/articles/200219.pdf
    Data publikacji:
    2016
    Wydawca:
    Polska Akademia Nauk. Czytelnia Czasopism PAN
    Tematy:
    cement paste
    water-cement ratio
    open porosity
    helium porosity
    MIP
    porosity
    gas permeability
    zaczyn cementowy
    wskaźnik wodno-cementowy
    porowatość otwarta
    porowatość
    przepuszczalność gazowa
    Opis:
    This paper presents the results of extensive research work on the open porosity and gas permeability of cement pastes. Tests were conducted on cement pastes with different water/cement ratios and types of cement. The three most popular cements in Poland from the CEM I, CEM II and CEM III groups were tested after the pastes had been cured for 90 days in laboratory conditions. The scope of experiments included the assessment of open porosity determined using three different methods: comparing the bulk and specific densities, mercury intrusion porosimetry and saturating the material with water. In addition, this article contains an analysis of the porosity characteristics based on the distributions produced by porosimetry examinations. Gas permeability was determined using the modified RILEM-Cembureau laboratory method. The results of the completed test allowed a quantitative determination to be made of the impact of water-cement ratio and type of cement used on open porosity assessed by various methods, and the influence of these parameters on the gas permeability of the paste. The quantitative changes in the content of capillary pores and meso-pores in the cement pastes analysed are also presented.
    Źródło:
    Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences; 2016, 64, 4; 775-783
    0239-7528
    Pojawia się w:
    Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences
    Dostawca treści:
    Biblioteka Nauki
    Artykuł
    Tytuł:
    Freezing of fully and partly saturated cement paste
    Zamarzanie zaczynu cementowego w stanie częściowego nasycenia
    Autorzy:
    Koniorczyk, Marcin
    Bednarska, Dalia
    Wieczorek, Alicja
    Konca, Piotr
    Powiązania:
    https://bibliotekanauki.pl/articles/1852539.pdf
    Data publikacji:
    2021
    Wydawca:
    Polska Akademia Nauk. Czytelnia Czasopism PAN
    Tematy:
    zamarzanie wody
    izoterma sorpcji
    zaczyn cementowy
    analiza termiczna
    kalorymetria skaningowa różnicowa
    cement based material
    cement paste
    freezing
    sorption isotherm
    thermal analysis
    differential scanning calorimetry
    Opis:
    The main purpose of the present paper is to distinguish water located in various types of pores contained within cement paste. The water sorption isotherm is the starting point of the experimental analysis. The investigation was conducted employing the conventional gravimetric method on cement paste composed with w/c=0.5. The investigation was conducted for the following relative humidity values: 11%, 54%, 75%, 84%, 93%, 97% and 100%. Once samples reached the equilibrium water content they were investigated by means of differential scanning calorimetry (DSC), which enabled us to record exothermic peaks corresponding to the crystallization of different water portions. Moreover, we intended to investigate the thermodynamic characteristics of the liquid phase confined within cementitious materials. Hence, the artificial pore solution was prepared. In order to determine the phase transition temperature and the amount of formed ice, the solution was used to saturate silica gel, which is a chemically passive material. Then the thermal analysis was conducted.
    Materiały cementowe charakteryzują się złożoną strukturą wewnętrzną zawierającą pory o szerokim zakresie średnic. Głównym celem przedstawionych badań jest analiza właściwości termodynamicznych wody zlokalizowanej w poszczególnych obszarach matrycy cementowej. Rozważania oparte są na równaniu Gibbsa-Thompsona [1], które opisuje zależność pomiędzy temperaturą przejścia fazowego płynu, a promieniem wypełnionego pora. Wyniki zinterpretowano wykorzystując model mikrostruktury zaczynu cementowego zaproponowany przez Jenningsa [2]. Przedmiotem badań jest zaczyn cementowy wykonany z cementu Portlandzkiego CEM I 42.5N-NA o wskaźniku w/c=0.5. Pierwszym etapem analizy eksperymentalnej było wyznaczenie izotermy sorpcji badanego zaczynu. W tym celu zastosowano tradycyjną metodę eksykatorową. Technika polega na kondycjonowaniu próbek w eksykatorach wyposażonych w nasycone roztwory soli nieorganicznych, które zapewniają stabilne warunki wilgotnościowe. W przeprowadzonym badaniu zastosowano następujące wilgotności względne powietrza: 11%, 54%, 75%, 84%, 93%, 97% and 100%. Po osiągnięciu przez próbki stanu równowagi, przeprowadzono analizę termiczną zaczynu za pomocą różnicowej kalorymetrii skaningowej. Dodatkowo zbadano również próbki będące w stanie pełnego nasycenia. Dalsza analiza oparta została na termogramach zarejestrowanych w trakcie chłodzenia poszczególnych próbek do temperatury -65ºC z prędkością 0.5ºC/min, rys. 1.A. Uzyskane wyniki stanowią wartości średnie z trzech pomiarów. W przypadku próbek przechowywanych w powietrzu o wilgotności 11% i 54% nie odnotowano żadnej przemiany. W trakcie chłodzenia pozostałych próbek zarejestrowano dwa, wyraźnie oddzielone, egzotermiczne piki, z których pierwszy rozpoczyna się poniżej 0ºC, a drugi w temperaturze ok -35ºC. Pierwszy pik odzwierciedla przemianę fazową wody znajdującej się w porach kapilarnych badanego zaczynu. Jest on dominujący jedynie w przypadku próbek o pełnym nasyceniu oraz przechowywanych nad wodą (RH≈100%). Dla RH≈97% wydzielone ciepło jest znacznie mniejsze i główna część przemiany zachodzi w niższej temperaturze (ok. -5ºC), natomiast dla wilgotności RH≈93%, 84%, 75% pierwszy pik jest zaniedbywalnie mały. Ta tendencja jest potwierdzona przez zestawienie mas lodu powstałego w trakcie poszczególnych przemian fazowych, rys. 1.B. W porach kapilarnych próbki nasyconej powstało 0,035 grama lodu na gram suchej próbki. Masa lodu znacząco się zmniejsza wraz ze spadkiem wilgotności względnej powietrza, w którym próbki były przechowywane. Druga zarejestrowana przemiana rozpoczyna się w temperaturze ok. -35ºC, która, zgodnie z równaniem Gibbsa-Thompsona [1], odpowiada średnicy porów wynoszącej ok. 5-6nm. Drugi pik odzwierciedla zatem krystalizację wody wypełniającej pory żelowe materiału. Jego intensywność jest na niemal stałym poziomie dla w pełni nasyconych próbek oraz tych, przechowywanych w powietrzu o wilgotności od 84% do 100%. Uzyskane wyniki są zgodne z modelem mikrostruktury matrycy cementowej zaproponowanym przez Jenningsa [2]. W trakcie chłodzenia próbek o zróżnicowanej wilgotności zarejestrowano dwie główne przemiany fazowe wody wypełniającej badany materiał. Pierwsza przemiana (bezpośrednio poniżej 0ºC) zachodzi w wodzie kapilarnej, natomiast druga (poniżej 35ºC) w porach żelowych. Stosując techniki analizy termicznej należy pamiętać, iż niezamarzająca warstwa cieczy pokrywa ścianki porów nawet w bardzo niskich temperaturach [3]. Dlatego też, zgodnie z podziałem Jenningsa, najmniejsze pory, które można analizować za pomocą kalorymetrii skaningowej to tzw. duże pory żelowe, o średnicy powyżej 5nm. Niemniej jednak, kalorymetria skaningowa jest narzędziem pozwalającym na jakościową ocenę rozkładu wilgoci w próbkach zaczynu cementowego.
    Źródło:
    Archives of Civil Engineering; 2021, 67, 2; 383-396
    1230-2945
    Pojawia się w:
    Archives of Civil Engineering
    Dostawca treści:
    Biblioteka Nauki
    Artykuł
    Tytuł:
    O konieczności prowadzenia serwisowych badań parametrów technologicznych zaczynów uszczelniających
    About the necessity to conduct service tests of technological parameters of cement slurries
    Autorzy:
    Kremieniewski, Marcin
    Powiązania:
    https://bibliotekanauki.pl/articles/1834949.pdf
    Data publikacji:
    2019
    Wydawca:
    Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy
    Tematy:
    badania parametrów technologicznych
    zaczyn cementowy
    badania kontrolne
    cementowanie otworów wiertniczych
    stan zacementowania.
    tests of technological parameters
    cement slurry
    control tests
    cementing of boreholes
    condition of cementation
    Opis:
    W publikacji omówiona została konieczność prowadzenia specjalistycznych badań serwisowych przed zabiegiem cementowania i w trakcie uszczelniania otworów wiertniczych. Ze względu na zapotrzebowanie na poprawę parametrów mechanicznych płaszcza cementowego powstałego z lekkich zaczynów oraz z uwagi na występujące niekiedy różnice w parametrach zaczynów badanych w laboratorium oraz w warunkach otworowych postanowiono omówić przykładowe efekty realizowanych prac. Płaszcz cementowy powstały z zaczynu o obniżonej gęstości wymaga odpowiednio długiego czasu oczekiwania na związanie. Również wymagana wartość wytrzymałości na ściskanie jest osiągana po dłuższym czasie, niż dzieje się to w przypadku zaczynów o normalnej gęstości. W związku z powyższym bardzo ważne jest określenie w Instytucie Nafty i Gazu – Państwowym Instytucie Badawczym, po jakim czasie możliwe będzie przystąpienie do określonych czynności po cementowaniu. Ponadto prowadzone w trakcie zabiegu cementowania pomiary parametrów technologicznych zaczynów cementowych umożliwiają wprowadzenie korekty w składzie receptury podczas przygotowywania zaczynu do uszczelniania danej kolumny rur okładzinowych. Omówione w niniejszej publikacji receptury zaczynów zostały użyte do uszczelnienia kolumn rur okładzinowych dwóch otworów wiertniczych. Jedna receptura zaczynu nie została poddana poprzedzającym testom kontrolno-korygującym, natomiast drugi zaczyn został zweryfikowany uprzednio w laboratorium Instytutu Nafty i Gazu. Na podstawie przedstawionego w niniejszym artykule przykładu potwierdzono, że brak testów kontrolno-korygujących dla przygotowywanego do cementowania zaczynu może skutkować nieefektywnym przeprowadzeniem zabiegu cementowania. Badania parametrów zaczynów cementowych prowadzone przez Instytut Nafty i Gazu – Państwowy Instytut Badawczy w znacznym stopniu przyczyniają się do poprawy efektywności uszczelniania otworów wiertniczych zarówno wskutek modyfikowania i projektowania receptur zaczynów cementowych, jak też poprzez monitorowanie oraz korygowanie parametrów technologicznych zaczynu sporządzanego w warunkach otworowych w trakcie zabiegu cementowania.
    The publication discusses the necessity of conducting specialist service tests before cementing and during sealing of boreholes. Due to the need to improve the mechanical parameters of the cement stone made of lightweight cement slurries, and due to the differences in the parameters of slurries tested in the laboratory, and in borehole conditions, it was decided to discuss the exemplary effects of the works carried out. A cement coat made of a slurry with reduced density requires a sufficiently long waiting time for bonding. Also, the required compressive strength value is achieved after a longer time than is the case with normal density cement slurries. Therefore, it is very important to determine at the Oil and Gas Institute – National Research Institute after what time it will be possible to proceed to specific activities after cementing. In addition, during the cementing process, measurements of the technological parameters of cement slurries enable the correction of the composition of the slurry during the preparation of the grout for sealing a given column of casing pipes. The leaven formulations discussed in this publication were used to seal the columns of casing pipes of two boreholes. One leaven formulation was not subjected to previous control and correction tests, while the second leaven was verified previously in the laboratory of the Oil and Gas Institute. Based on the example presented in this article, it was confirmed that the lack of control and correction tests for the grout prepared for cementation may result in ineffective cementing. The research on the parameters of cement slurries conducted by the Oil and Gas Institute – National Research Institute significantly contributes to improving the efficiency of sealing wells both as a result of modifying and designing cement slurries formulas as well as monitoring and correcting technological parameters of grout prepared in borehole conditions during cementing.
    Źródło:
    Nafta-Gaz; 2019, 75, 1; 48-55
    0867-8871
    Pojawia się w:
    Nafta-Gaz
    Dostawca treści:
    Biblioteka Nauki
    Artykuł
    Tytuł:
    Negative aspects of the impact of bacteria on concrete
    Negatywne aspekty oddziaływania bakterii na beton
    Autorzy:
    Zapała, J.
    Powiązania:
    https://bibliotekanauki.pl/articles/402240.pdf
    Data publikacji:
    2010
    Wydawca:
    Politechnika Świętokrzyska w Kielcach. Wydawnictwo PŚw
    Tematy:
    glony
    bakterie
    biodegradacja
    biofilm
    zaczyn cementowy
    enzymy
    grzyby
    porosty
    mikroorganizmy
    metabolity
    hydroliza
    krystalizacja
    alga
    bacteria
    biodegradation
    cement paste
    enzymes
    fungi
    lichen
    microorganisms
    metabolites
    hydrolisis
    crystallization
    Opis:
    This paper presents the most frequently occurring cases of cement paste corrosion caused by living organisms. Concrete is exposed to the effects of corrosive factors. One of the factors which cause corrosion are living organisms. The key role is played by bacteria, algae, fungi, lichen. The role of microorganisms is essential in the destructive processes. The enzymes and metabolites secreted by microorganisms contribute to the destruction of the material by dissolution, hydrolysis, crystallization of the products of corrosion. Also, the settlement of microorganisms on the surface of a material, the biofilm effect, may lead to the processes of destruction.
    Źródło:
    Structure and Environment; 2010, 2, 2; 14-19
    2081-1500
    Pojawia się w:
    Structure and Environment
    Dostawca treści:
    Biblioteka Nauki
    Artykuł
    Tytuł:
    Wpływ drobnoziarnistej krzemionki na parametr czasu oczekiwania na cement – WOC
    The effect of fine-grained silica on the waiting on cement (WOC) parameter
    Autorzy:
    Kremieniewski, Marcin
    Powiązania:
    https://bibliotekanauki.pl/articles/1834972.pdf
    Data publikacji:
    2019
    Wydawca:
    Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy
    Tematy:
    receptura
    zaczyn cementowy
    czas oczekiwania
    cement
    wytrzymałość na ściskanie
    mikrokrzemionka
    dodatek drobnoziarnisty
    ultradźwiękowy analizator cementu
    recipe
    cement slurry
    compressive strength
    microsilica
    fine-grained addition
    ultrasonic cement analyzer
    Opis:
    Podczas projektowania zaczynu cementowego przeznaczonego do uszczelniania kolumny rur okładzinowych jego parametry dobierane są w zależności od występujących warunków geologiczno-technicznych. Właściwości świeżego zaczynu powinny pozwalać na odpowiednie przetłoczenie go przez kolumnę rur w uszczelniany interwał przestrzeni pierścieniowej lub pozarurowej przy możliwie maksymalnym wyparciu płuczki oraz odpowiednim usunięciu pozostałości osadu. Czas gęstnienia oraz wiązania dobiera się w taki sposób, aby zaczyn rozpoczął wiązanie po wtłoczeniu go w uszczelnianą przestrzeń pierścieniową lub pozarurową. Po związaniu zaczynu następuje budowanie wczesnej wytrzymałości mechanicznej, a czas niezbędny do związania zaczynu określany jest mianem WOC (z ang. waiting on cement – „czas oczekiwania na cement”). Wymaga się, aby wartość tego parametru była możliwie niska, co umożliwi wcześniejsze przystąpienie do dalszych prac i wiercenia kolejnego interwału. W związku z tym uzyskanie krótkiego czasu WOC jest bardzo korzystne z ekonomicznego punktu widzenia i trwają prace, aby parametr ten był skracany do minimum. Ze względu na powyższe wymagania, które są stawiane zaczynom cementowym wykorzystywanym do uszczelniania otworów wiertniczych, istnieje konieczność ciągłego doskonalenia stosowanych receptur, dlatego też badaniom poddawane są coraz nowsze materiały. Jednym z takich dodatków jest dwutlenek krzemu o bardzo dużej powierzchni właściwej, dzięki czemu wykazuje on korzystny wpływ na parametry technologiczne zaczynu. Ten właśnie rodzaj mikrokrzemionki został poddany badaniom, podczas których określono wpływ SiO2 na szybkość osiągnięcia wartości WOC, co zostało omówione w niniejszej publikacji. W trakcie realizacji prac badawczych, których celem było określenie wpływu drobnoziarnistej krzemionki na szybkość osiągnięcia wartości 3,5 MPa, czyli parametru WOC, wykonano badania dla czterech receptur zaczynów. Jedna z receptur to zaczyn kontrolny, który służył za punkt odniesienia, kolejne trzy zaczyny to składy zawierające odpowiednio 10%, 20% i 30% drobnoziarnistej mikrokrzemionki SBC. Podczas badań wstępnych określono wpływ stosowanego dodatku na parametry technologiczne świeżego zaczynu. Następnie skoncentrowano się na wartościach wczesnej wytrzymałości mechanicznej stwardniałego zaczynu. Badania prowadzono za pomocą metody nieniszczącej przy użyciu UCA w warunkach otworopodobnych (temperatura 30°C i ciśnienie 5 MPa). Określono wytrzymałość na ściskanie po upływie ustalonego czasu (12, 42, 48 godzin) oraz czas, po jakim uzyskano wymagane wartości wytrzymałości na ściskanie (3 MPa, 3,5 MPa, 4 MPa, 10 MPa). Na podstawie otrzymanych wyników określono wpływ dodatku drobnoziarnistej mikrokrzemionki na parametr WOC, czyli na szybkość osiągnięcia wartości wytrzymałości 3,5 MPa.
    When designing a cement slurry for sealing a column of casing pipes, its parameters are selected depending on the geological and technical conditions. The properties of the fresh cement slurry should be that it can be properly forced through the column of pipes into the interval of the annular space being sealed with the possible maximum removal of the drilling mud. The thickening and setting time is selected in such a way that the cement slurry begins to set after being pressed into the annular space being sealed. When the slurry is set, early mechanical strength starts to build up. The time needed for the cement slurry to set is called WOC (waiting on cement). The value of this parameter should be as short as possible, thus allowing for earlier commencement of further work and drilling of the next interval. Therefore, obtaining a short WOC time is very beneficial from an economic point of view and work is underway to keep this parameter to a minimum. Due to the above requirements, which are posed by cement slurries used to seal boreholes, it is necessary to continuously improve the recipes used, which is why newer materials are being tested. One of such additions is silicon dioxide with a very large specific surface area, thanks to which it has a beneficial effect on the technological parameters of the cement slurry. This type of microsilica has been studied and the effect of SiO2 on the rate of reaching WOC value has been determined, which is discussed in this publication. During the research works aimed at determining the effect of fine-grained silica on the rate of reaching 3.5 MPa, or the WOC parameter, tests were carried out for four cement slurries formulas. One of the recipes was a control slurry that served as a reference point, the next three slurries were compositions containing 10%, 20% and 30% of SBC fine-grained microsilica, respectively. During the preliminary tests, the effect of the applied additive on the technological parameters of the fresh cement slurry was determined. Then we focused on the values of early mechanical strength of the hardened cement slurry. The tests were carried out by non-destructive method using UCA under borehole-like conditions (temperature of 30°C and pressure of 5 MPa). We determined the compressive strength after a specified time (12, 42, 48 hours), and the time after which the compressive strength values were obtained (3 MPa, 3.5 MPa, 4 MPa, 10 MPa). On the basis of the obtained results, the effect of fine-grained microsilica addition on the WOC parameter was determined, i.e. on the rate of reaching the strength value of 3.5 MPa.
    Źródło:
    Nafta-Gaz; 2019, 75, 11; 683-690
    0867-8871
    Pojawia się w:
    Nafta-Gaz
    Dostawca treści:
    Biblioteka Nauki
    Artykuł
    Tytuł:
    Możliwości zastosowania nanotlenku glinu w zaczynach cementowych przeznaczonych do uszczelniania rur okładzinowych w otworach wiertniczych
    The possibility of using of nano aluminum oxide in cement slurries for sealing casing in boreholes
    Autorzy:
    Rzepka, Marcin
    Kędzierski, Miłosz
    Powiązania:
    https://bibliotekanauki.pl/articles/1834133.pdf
    Data publikacji:
    2020
    Wydawca:
    Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy
    Tematy:
    nanotlenek glinu
    nano-Al2O3
    zaczyn cementowy
    kamień cementowy
    wiązanie zaczynu
    wytrzymałość mechaniczna
    nano aluminum oxide
    cement slurry
    cement sheath
    cement setting
    mechanical strength
    Opis:
    The article presents compositions and test results for cement slurries formulations containing from 1% to 5% of nano aluminum oxide (n-Al2O3) for sealing the casing columns in boreholes with dynamic temperatures of about 30°C and 60°C. Laboratory tests of cement slurries were carried out at Oil and Gas Institute - National Research Institute. The densities of tested slurries ranged from 1,820 to 1,920 kg/m3 , and were prepared on the basis of Portland cement CEM I 42,5 and class G oil well cement. Cement slurries had thickening times properly matched to given geological and technical conditions. For slurries tested at lower temperatures, particular attention was paid to the gelling and setting process of cement slurries. These parameters play a key role in limiting possible gas migrations from shallow gas accumulations. They were selected so that the gelling and setting process could be carried out in a sufficiently short time. At higher temperatures, the focus was on developing cement slurry formulations with increased mechanical strength and a tight and compact microstructure. Cement slurry formulations with very good technological parameters were developed, which after curing (after 28 days of hydration) had very high values of compressive strength, reaching up to 40 MPa. Such high compressive strength values are extremely difficult to obtain with conventional cement slurries. Scanning electron microscope images of cement samples also confirm extremely compact microstructure of the samples with nano-SiO2. In addition to the photographs of base cement stones, which show pores, microscopic images of samples with the addition of 3% n-Al2O3 are presented, where we observe a compact cement matrix with very low permeability. Furthermore, samples containing n-Al2O3 were characterized by a very low content of capillary pores. Pores of the smallest size (below 100 nm) constituted the vast majority of the total number of pores. Improvement of cement matrix tightness by reducing the amount of pores that can transport the reservoir medium to approx. 1.5% means that cement slurry formulas containing nano aluminum oxide can be successfully used in the process of cementing casing strings in boreholes.
    Źródło:
    Nafta-Gaz; 2020, 76, 1; 46-56
    0867-8871
    Pojawia się w:
    Nafta-Gaz
    Dostawca treści:
    Biblioteka Nauki
    Artykuł
    Tytuł:
    Badania nad opracowaniem zaczynów cementowych do podziemnego magazynowania wodoru w kawernach solnych
    Research on the development of cement slurries for underground hydrogen storage in salt caverns
    Autorzy:
    Kędzierski, Miłosz
    Rzepka, Marcin
    Powiązania:
    https://bibliotekanauki.pl/articles/31343957.pdf
    Data publikacji:
    2023
    Wydawca:
    Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy
    Tematy:
    kawerny solne
    zaczyn cementowy
    podziemny magazyn wodoru
    energia odnawialna
    szczelność stwardniałych kamieni cementowych
    salt caverns
    cement slurry
    underground hydrogen storage
    renewable energy
    hardened cement slurry tightness
    Opis:
    Artykuł przedstawia wyniki badań nad opracowaniem zaczynów cementowych przeznaczonych do podziemnego magazynowania wodoru w kawernach solnych. Receptury cementowe opracowane zostały w Instytucie Nafty i Gazu – Państwowym Instytucie Badawczym w Laboratorium Zaczynów Uszczelniających. Badania przeprowadzono dla temperatury 45°C i ciśnienia 10 MPa. W badanych zaczynach cementowych jako spoiwo wiążące zastosowano cement wiertniczy G. Zaczyny cementowe sporządzano na solance o pełnym nasyceniu o gęstości 1,2 g/cm3 ze względu na bezpośrednią obecność soli w otworze. Do solanki dodawano kolejno środki: odpieniający, upłynniający i obniżający filtrację. Pozostałe składniki: mikrocement, gips modelowy oraz cement mieszano ze sobą i wprowadzano następnie do wody zarobowej. W przypadku każdego zaczynu cementowego wykonywano badania parametrów technologicznych, takich jak: właściwości reologiczne, gęstość, rozlewność, odstój wody oraz czas gęstnienia zaczynu. Przeprowadzano również badania wytrzymałości na ściskanie po 2 dniach oraz po 3, 5 i 8 miesiącach, a także pomiar porowatości stwardniałych zaczynów cementowych po 8 miesiącach deponowania we w pełni nasyconej solance. Na opracowanych zaczynach wykonano również badanie szczelności stwardniałego zaczynu cementowego dla wodoru. Opracowane zaczyny cementowe charakteryzowały się dobrymi parametrami reologicznymi oraz zerowym odstojem wody. Gęstości zaczynów cementowych wahały się w przedziale od 1900 kg/m3 do 1910 kg/m3. Wszystkie zbadane stwardniałe zaczyny cementowe charakteryzowały się zwartą mikrostrukturą o niskiej zawartości makroporów. Udział porów o średnicy powyżej 10 000 nm wyniósł od 1,9% do 2,5% ilości wszystkich porów. Natomiast udział porów o średnicy poniżej 100 nm w całej matrycy stwardniałego zaczynu cementowego wyniósł od 95,9% do 96,9%. Średni strumień objętości przepływu wodoru przez stwardniały zaczyn cementowy miał wartość od 0,686 cm3/min do 6,85 cm3/min. Dla ustabilizowanych wartości strumienia objętości przepływu obliczono współczynniki przepuszczalności. Średnie wartości współczynnika przepuszczalności dla stwardniałego zaczynu cementowego wynosiły od 0,0000281 mD do 0,000284 mD, co świadczy o dobrej szczelności uzyskanych stwardniałych zaczynów cementowych.
    The article presents the results of research on the development of cement slurries intended for the underground storage of hydrogen in salt caverns. Laboratory tests of cement slurries were carried out at the Oil and Gas Institute – National Research Institute. The tests were carried out at a temperature of 45°C and a pressure range of 10 MPa. Cement slurries were prepared on the basis of class G drilling cement. The cement slurries were prepared on fully saturated brine with a density of 1.2 g/cm<sup>3</sup> due to the direct presence of salt in the well. The following agents were added to the brine: defoamers, liquefying agents and fluid loss control. The remaining ingredients –:microcement, model gypsum and cement – were mixed together and then added to the mixing water. The cement slurries were tested for rheological parameters, density, free water, fluidity, filtration and thickening time. Compressive strength tests were carried out after 2 days and 3, 5 and 8 months as well as measurement of porosity of hardened cement slurry after 8 months of depositing fully saturated brine. For 3 compositions, a test of the tightness of the cement stone for hydrogen was also carried out. The developed cement slurries were characterised by good rheological parameters and no free water. The densities of tested slurries ranged from 1900 kg/m<sup>3</sup> to 1910 kg/m<sup>3<sup> . All tested hardened cement slurries featured a compact microstructure with a low content of macropores. The share of pores with a diameter above 10 000 nm ranged from 1.9 to 2.5% of all pores. On the other hand, pores with a diameter below 100 nm in the entire cement stone matrix ranged from 95.9 to 96.9%. The average hydrogen volumetric flow rate through the cement stone ranged from 0.686 cm<sup>3</sup>/min do 6.85 cm<sup>3</sup>/min. Permeability coefficients were calculated for stabilised values of flow rate. The average value of the permeability coefficient for cement stone ranged from 0.0000281 mD to 0.000284 mD, which proves that the obtained hardened cement slurries are sufficiently tight.
    Źródło:
    Nafta-Gaz; 2023, 79, 2; 96-105
    0867-8871
    Pojawia się w:
    Nafta-Gaz
    Dostawca treści:
    Biblioteka Nauki
    Artykuł
    Tytuł:
    Wpływ wybranych hydrolizatów skrobiowych na właściwości reologiczne zaczynów cementowych
    Influence of the selected starch hydrolysates on the rheological properties of cement paste
    Autorzy:
    Sybis, M.
    Konowal, E.
    Powiązania:
    https://bibliotekanauki.pl/articles/40285.pdf
    Data publikacji:
    2016
    Wydawca:
    Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie. Wydawnictwo Szkoły Głównej Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie
    Tematy:
    materialy budowlane
    cement
    dodatki do cementu
    hydrolizaty skrobiowe
    zaczyn cementowy
    reologia
    lepkosc plastyczna
    granica plyniecia
    building material
    concrete
    concrete additive
    starch hydrolysate
    cement paste
    rheology
    plastic viscosity
    flow limit
    Opis:
    Celem przeprowadzonych badań była ocena wpływu hydrolizatów skrobiowych na reologiczne właściwości zaczynów cementowych. W badaniach zastosowano cement portlandzki klasy CEM I 42,5N oraz pięć typów dekstryn. Badania przeprowadzono dla dwóch różnych stosunków wodno-cementowych, wynoszących odpowiednio 0,4 oraz 0,5. Za pomocą reometru oznaczono wartości lepkości oraz naprężeń stycznych zaczynów cementowych w zależności od szybkości ścinania. Posłużyły one do wyznaczenia lepkości plastycznej oraz granicy płynięcia zaczynów, które zostały obliczone za pomocą wybranych modeli matematycznych. Wykorzystane pochodne skrobiowe przeanalizowano pod kątem ich przydatności jako modyfikatory parametrów reologicznych. Przeprowadzone badania pozwoliły stwierdzić, że dodatek hydrolizatu skrobiowego powoduje znaczne zmniejszenie granicy płynięcia zaczynów, co z kolei może przyczynić się do upłynnienia mieszanek betonowych oraz redukcji wody zarobowej.
    The aim of the study was to evaluate the effect of starch hydrolysates on the rheological properties of the cement paste. The Portland cement CEM I 42.5N and five types of dextrins were investigated. The study was conducted at two different water to cement ratios, i.e. 0.4 and 0.5. Rheometer determined values of the viscosity and shear stress in the cement paste, depending on shear rate, were used to determine the plastic viscosity and yield stress slurries, which were calculated using the selected mathematical models. Evaluated starch derivatives were analyzed for their suitability as modifiers of rheological parameters. The study revealed that the addition of starch hydrolysate results in a significant reduction of yield stress slurries, which in turn can lead to concrete mix liquefaction and mixing water reduction.
    Źródło:
    Acta Scientiarum Polonorum. Architectura; 2016, 15, 3
    1644-0633
    Pojawia się w:
    Acta Scientiarum Polonorum. Architectura
    Dostawca treści:
    Biblioteka Nauki
    Artykuł
    Tytuł:
    Change of early compressive strength under the influence of selected agents improving sedimentation stability
    Autorzy:
    Kremieniewski, Marcin
    Powiązania:
    https://bibliotekanauki.pl/articles/1833909.pdf
    Data publikacji:
    2020
    Wydawca:
    Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy
    Tematy:
    zaczyn cementowy
    stabilność sedymentacyjna
    frakcjonowanie
    czas wiązania
    początek wiązania
    koniec wiązania
    wytrzymałość na ściskanie
    cement slurry
    sedimentation stability
    fractionation
    setting time
    start of setting
    end of setting
    compressive strength
    Opis:
    Low density cement slurries are the most commonly used formulas for sealing casing pipe columns in conditions of reduced reservoir pressure or in low-density zones. Appropriately reduced cement slurry density allows the hydrostatic pressure of the cement slurry to be reduced, so that there is no risk of cement escaping into areas with poor compactness. Lightweight cement slurries can be also successfully used for sealing deep wells, where it is necessary to press the cement slurry to a great depth. Two recipes are used in such a case: the first cement slurry is lightweight slurry, followed by a cement slurry of higher density. In order to reduce the density of the slurry, various types of light fillers are used, whose presence in the slurry reduces its density. However, when lightweight filler materials are used, the slurry fractionates, which is manifested in the separation of light fractions in the upper part of the cemented annular or space between particular casing and settling to the lower parts of the heavy slurry fractions. In order to eliminate this undesirable phenomenon, agents are used which, due to the increase in the viscosity of the mixing water, followed by an increase in the structural strength of the stone, result in improved sedimentation stability of the developed cement slurry recipe. However, the presence of these agents changes the value of early mechanical strength formed from the cement slurry sheath, and this parameter is particularly important for this type of cement slurries. In addition, antisedimentation agents cause a change in the cement slurry setting time, and this parameter is important from a technological point of view (adjusting the circulating time to the time necessary to carry out the cementing operation). Therefore, this publication discusses the issue of changing the value of early compressive strength under the influence of selected agents improving sedimentation stability. The article discusses the results of testing four types of agents that improve sedimentation stability. Tests were carried out for control cement slurries prepared on the basis of two types of cement, CEM I 42.5R cement and aluminum-calcium cement. The tests included mainly the thickening time, transition time from the value of the thickening start to the value of the thickening end and compressive strength after 24 hours of sample hydration. Based on the research carried out, the impact of agents improving sedimentation stability on the value of early compressive strength was determined.
    Źródło:
    Nafta-Gaz; 2020, 76, 7; 466--473
    0867-8871
    Pojawia się w:
    Nafta-Gaz
    Dostawca treści:
    Biblioteka Nauki
    Artykuł
    Tytuł:
    Wpływ wybranych domieszek obniżających gęstość na parametry zaczynu cementowego
    The effect of selected density-reducing admixtures on cement slurry parameters
    Autorzy:
    Kremieniewski, Marcin
    Kędzierski, Miłosz
    Powiązania:
    https://bibliotekanauki.pl/articles/1834228.pdf
    Data publikacji:
    2020
    Wydawca:
    Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy
    Tematy:
    zaczyn cementowy
    gęstość zaczynu
    domieszki lekkie
    mikrosfera
    perlit
    czas wiązania
    wytrzymałość na ściskanie
    wypełniacze
    cement slurry
    cement slurry density
    lightweight admixtures
    microsphere
    perlite
    setting time
    compressive strength
    fillers
    Opis:
    Lightweight slurries are most commonly used for sealing columns of casing pipes in conditions of reduced reservoir pressure or in low-density zones. Through appropriate reduction of the cement slurry density, the hydrostatic pressure can be lowered, which prevents the cement slurry from escaping into the weakly compacted zones. In addition, cement slurries with reduced density can be used when it is necessary to raise cement in annulus to a large height (deep boreholes). When developing a lightweight cement slurry formula, light additives and admixtures are commonly used as fillers. These measures make it possible to reduce the slurry density and thus to apply it in specific geological conditions. However, the use of such additives and admixtures has a significant impact on the technological parameters of both fresh and hardened cement stone. In the case of fresh cement slurry, the presence of light fractions changes the rheological parameters of the leaven, increases filtration, and changes the water loss value. On the other hand, the cement bond resulting from lightweight slurry may have lower compressive strength values or higher porosity. It should be noted that lightweight slurry formulas are most often used to seal columns of casing pipes installed at small depths. Therefore, it is also important to obtain a proper transition time from the initial setting time to the final setting time. The above contributes to eliminating the possibility of gas migration pathways in the set cement slurry. In connection with the above, the publication discusses the impact of selected density-reducing admixtures on selected technological parameters of cement slurry. In the article, 4 types of fillers were tested (aluminosilicate microsphere used so far, new generation aluminosilicate microsphere CSF K, glass microsphere and filter perlite E100F). Initial tests were carried out for base cement slurries consisting only of water and cement. Lightweight fillers were used as a 5% grout admixture. At this stage, the setting time of fresh cement slurry and the effect of these admixtures on the obtained values of mechanical parameters were tested. In the next stage, tests were carried out for specific cement slurry, which contained other means necessary to control the parameters determining the effectiveness of sealing the borehole. In these recipes, 15% of the addition of selected lightweight fillers was used and the effect of these filling materials on the parameters of fresh and hardened cement slurries was determined.
    Źródło:
    Nafta-Gaz; 2020, 76, 3; 143-153
    0867-8871
    Pojawia się w:
    Nafta-Gaz
    Dostawca treści:
    Biblioteka Nauki
    Artykuł
    Tytuł:
    Wpływ wybranych dodatków lekkich na zmianę parametrów technologicznych zaczynu
    Influence of selected light additives on the change of technological parameters of the cement slurry
    Autorzy:
    Kremieniewski, Marcin
    Powiązania:
    https://bibliotekanauki.pl/articles/2143207.pdf
    Data publikacji:
    2022
    Wydawca:
    Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy
    Tematy:
    zaczyn cementowy
    cementowanie otworów
    gęstość zaczynu
    dodatki lekkie
    mikrosfera
    perlit
    czas wiązania
    wytrzymałość na ściskanie
    cement slurry
    well cementing
    slurry density
    light additives
    microsphere
    perlite
    setting time
    compressive strength
    Opis:
    W celu obniżenia gęstości zaczynów przeznaczonych do uszczelniania kolumn rur okładzinowych w warunkach obniżonego ciśnienia złożowego czy w strefach skał słabo zwięzłych stosuje się lekkie dodatki, takie jak mikrosfera bądź perlit. Użycie tego rodzaju materiałów pozwala na zredukowanie wartości ciśnienia hydrostatycznego i tym samym zapobiega ucieczce cementu w strefy słabo zwięzłe. Dodatkowo zaczyny o obniżonej gęstości mogą być stosowane w przypadku konieczności tłoczenia cementu w przestrzeni pozarurowej na dużą wysokość. Jednak wykorzystanie dodatków redukujących gęstość zaczynu nie pozostaje bez znaczenia dla parametrów technologicznych zarówno świeżego, jak i stwardniałego zaczynu. W przypadku płynnego zaczynu obecność lekkich frakcji powoduje zmianę parametrów reologicznych zaczynu, wzrost wartości filtracji bądź też odstoju wody. Natomiast analizując parametry stwardniałego zaczynu cementowego, należy się spodziewać obniżenia wartości wytrzymałości na ściskanie, wytrzymałości na zginanie, przyczepności do rur stalowych itp. Z uwagi na konieczność stosowania w recepturach zaczynów lekkich dodatków redukujących gęstość w niniejszej publikacji omówiono to zagadnienie na podstawie przeprowadzonych prac badawczych. W artykule przedstawiono wyniki badań zaczynów zawierających 4 różne dodatki (mikrosferę glinokrzemianową dotychczas stosowaną, mikrosferę glinokrzemianową nowej generacji CSF K, mikrosferę szklaną oraz perlit filtracyjny E100F). Dodatki lekkie stosowano w ilości 15% w stosunku do masy cementu. Przeprowadzono badania dla zaczynu kontrolnego (bez dodatków lekkich). Zaczyn ten zawierał w swoim składzie środki niezbędne do kontrolowania parametrów decydujących o efektywności uszczelniania otworu wiertniczego. Następnie receptura kontrolna była modyfikowana dodatkiem lekkich frakcji. Przeprowadzono badania laboratoryjne parametrów technologicznych zarówno świeżych, jak i stwardniałych zaczynów cementowych. Na podstawie uzyskanych wyników określono wpływ badanych lekkich dodatków na parametry świeżych i stwardniałych zaczynów cementowych.
    Light additives such as microsphere or perlite are used to reduce the density of slurries intended for sealing casing columns in conditions of reduced deposit pressure or in the zones of weakly concise rocks. The use of this type of materials allows to reduce the value of hydrostatic pressure and thus prevents the cement slurry from escaping into weakly consolidated zones. In addition, lightweight cement slurries can be used for pressing the cement slurry to a great height. However, the use of additives reducing the density of the cement slurry changes the technological parameters of both fresh and hardened cement slurry. In the case of a liquid cement slurry, the presence of light fractions changes the rheological parameters of the slurry, increases the filtration value or free water. On the other hand, when analyzing the parameters of the hardened cement slurry, a decrease in the compressive strength, bending strength, adhesion to steel pipes and others should be expected. Due to the necessity to use light additives reducing the density in the cement slurry formulas, this publication discusses this issue on the basis of the conducted research. The article presents the results of tests of slurries containing 4 different additives (the previously used aluminosilicate microsphere, the new generation CSF K aluminosilicate microsphere, glass microsphere and E100F filter perlite). Light additives were used in the amount of 15% in relation to the weight of the cement. Tests were carried out for the control cement slurry (without light additives). This slurry contained in its composition the additives necessary to control the parameters determining the effectiveness of sealing the borehole. Then the control recipe was modified with the addition of light fractions. Laboratory tests of technological parameters of both fresh and hardened cement slurries were carried out. On the basis of the obtained results, the influence of the tested light additives on the parameters of fresh and hardened cement slurries was determined.
    Źródło:
    Nafta-Gaz; 2022, 78, 6; 426-434
    0867-8871
    Pojawia się w:
    Nafta-Gaz
    Dostawca treści:
    Biblioteka Nauki
    Artykuł
    Tytuł:
    Poprawa szczelności płaszcza cementowego za pomocą innowacyjnych dodatków antymigracyjnych
    Improving the cement sheath sealing by innovative gas migration control additives
    Autorzy:
    Kremieniewski, M.
    Rzepka, M.
    Powiązania:
    https://bibliotekanauki.pl/articles/1835241.pdf
    Data publikacji:
    2018
    Wydawca:
    Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy
    Tematy:
    migracja gazu
    zaczyn cementowy
    środki zapobiegające migracji gazu
    cementowanie otworów wiertniczych
    parametry zaczynu
    wiertnictwo
    gas migration
    cement slurry
    gas migration control additives
    well cementing
    cement slurry parameters
    drilling
    Opis:
    Podczas wiercenia otworów bardzo istotne jest uzyskanie odpowiedniej szczelności po odwierceniu i zacementowaniu otworu. Wyeliminowanie niekontrolowanych przepływów mediów gazowych w przestrzeni pierścieniowej możliwe jest poprzez uszczelnienie określonego interwału odpowiednio zaprojektowanym zaczynem cementowym. Aby uzyskać takie uszczelnienie należy odpowiednio zaprojektować recepturę zaczynu poprzez przeprowadzenie badań, a następnie odpowiedni dobór dodatków i domieszek do zaczynów. Dostępne w ostatnich latach innowacyjne dodatki przeciwdziałające migracji gazu poddane zostały badaniom w Instytucie Nafty i Gazu – Państwowym Instytucie Badawczym w celu określenia ich wpływu na parametry technologiczne zaczynu cementowego, a tym samym w celu określenia poprawy szczelności płaszcza cementowego. Dostępne dodatki antymigracyjne to głównie polimery wielkocząsteczkowe. Środki takie z reguły powinny wywierać korzystny wpływ na ograniczenie lub wyeliminowanie możliwości zachodzenia niekontrolowanych przepływów gazu przez wiążący i związany zaczyn cementowy. Jednak bez wykonania szczegółowych badań parametrów technologicznych zaczynów cementowych z wprowadzanymi na rynek środkami nie jest możliwe ich stosowanie w warunkach otworowych. W związku z powyższym w artykule przedstawiono wyniki prac nad oceną parametrów technologicznych zaczynów cementowych z innowacyjnymi środkami antymigracyjnymi. Celem realizowanych prac badawczych było sprawdzenie działania dodatków oraz modyfikacje zaczynów, mające na celu poprawę szczelności płaszcza cementowego wskutek odpowiedniego doboru receptur dla danych warunków otworowych. Oczekiwane rezultaty uzyskano poprzez zastosowanie dostępnych dodatków przeciwdziałających migracji gazu przez świeży i stwardniały zaczyn cementowy. Prowadzone prace badawcze miały na celu określenie skuteczności w przeciwdziałaniu migracji gazu zaczynów modyfikowanych przy użyciu nowych środków oraz ich wpływu na poprawę szczelności płaszcza cementowego.
    Źródło:
    Nafta-Gaz; 2018, 74, 6; 457-464
    0867-8871
    Pojawia się w:
    Nafta-Gaz
    Dostawca treści:
    Biblioteka Nauki
    Artykuł
    Tytuł:
    Wpływ wysokiej temperatury na charakterystykę pękania zaczynu, zaprawy i betonu
    The effects of temperature on breaking slurry, mortar and concrete
    Autorzy:
    Plechawski, S.
    Fic, S. B.
    Powiązania:
    https://bibliotekanauki.pl/articles/163123.pdf
    Data publikacji:
    2018
    Wydawca:
    Polski Związek Inżynierów i Techników Budownictwa
    Tematy:
    kompozyt cementowy
    zaczyn cementowy
    zaprawa cementowa
    beton
    warunki pożarowe
    oddziaływanie wysokiej temperatury
    właściwości wytrzymałościowe
    pękanie
    cement composite
    cement slurry
    cement mortar
    concrete
    fire conditions
    high temperature impact
    strength properties
    cracking
    Opis:
    W artykule przedstawiono zagadnienia wpływu wysokich temperatur na kompozyty cementowe: zaczyn, zaprawę i beton. Składy badanych kompozytów nie zawierały żadnych dodatków ani domieszek. Kompozyty badano m.in. na ściskanie, rozciąganie przy zginaniu i przy rozłupywaniu oraz odporność na pękanie, określając ich krytyczny współczynnik intensywności naprężeń KIC. Istotą artykułu są wzajemne relacje odporności na pękanie badanych kompozytów po aplikacji temperatur pożarowych.
    This paper presents the results of research on the effects of high temperatures on cement composites, such as: slurry, mortar and concrete. The compositions of the tested elements did not contain any additions or admixtures. Composites were tested based on their bending tensile and compression strength and crack resistance determining their critical stress intensity index (KIC). The purpose of this paper is to show mutual relations of crack resistance between the tested composites in extreme temperatures.
    Źródło:
    Przegląd Budowlany; 2018, 89, 9; 16-21
    0033-2038
    Pojawia się w:
    Przegląd Budowlany
    Dostawca treści:
    Biblioteka Nauki
    Artykuł
    Tytuł:
    Wpływ perlitu pylistego na własności technologiczne zaczynu cementowego
    Effect of perlite admixture on technological properties of cement slurry
    Autorzy:
    Kremieniewski, M.
    Rzepka, M.
    Powiązania:
    https://bibliotekanauki.pl/articles/1835339.pdf
    Data publikacji:
    2017
    Wydawca:
    Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy
    Tematy:
    zaczyn cementowy
    perlit ekspandowany
    własności technologiczne zaczynu cementowego
    szczelność płaszcza cementowego
    drobne frakcje
    stabilność sedymentacyjna
    cement slurry
    expanded perlite
    technological properties of cement slurry
    tightness of cement sheath
    fine fractions
    sedimentation stability
    Opis:
    W artykule przedstawiono wpływ domieszki perlitu pylistego na parametry zarówno świeżego, jak również stwardniałego zaczynu cementowego. Obecność perlitu w technologiach budowlanych znana jest już od dłuższego czasu, jednak w przemyśle naftowym nie był on wykorzystywany. Dlatego też postanowiono poddać badaniom zaczyny cementowe z domieszką najdrobniejszych frakcji perlitu, który określa się mianem perlitu pylistego bądź perlitu filtracyjnego. Środka tego użyto w celu regulacji parametrów technologicznych świeżego zaczynu cementowego oraz poprawy mikrostruktury płaszcza cementowego. Drobne frakcje dodatków i domieszek umożliwiają z reguły wypełnienie przestrzeni międzyziarnowych, dzięki czemu możliwe jest uzyskanie szczelnej matrycy płaszcza cementowego. Wspomnieć należy, iż dodatkowa cecha perlitu, którą jest jego bardzo niski ciężar właściwy, umożliwia zaprojektowanie zaczynu cementowego o obniżonej gęstości. Jest to korzystne na przykład podczas uszczelniania horyzontów wykazujących prawdopodobieństwo ucieczek podczas prac rekonstrukcyjnych lub posiadających niskie gradienty szczelinowania. Jednak w tym celu stosowane są znacznie większe ilości tego środka. W trakcie realizacji prac badawczych, których celem było określenie wpływu domieszki perlitu na parametry technologiczne zaczynu cementowego, zastosowano perlit pylisty 0,5% w stosunku do ilości masy cementu. W celu wychwycenia zmian w parametrach zaczynów sporządzono receptury kontrolne. Określone zostały takie właściwości zaczynu jak: parametry reologiczne, filtracja, czas gęstnienia, odstój wody, stabilność sedymentacyjna. Dla próbek stwardniałych zaczynów określono wpływ domieszki na parametry mechaniczne (wytrzymałość na ściskanie) i parametry fizykomechaniczne (przyczepność do rur stalowych i przyczepność do formacji skalnej). Dodatkowo stwardniały zaczyn cementowy poddano badaniom opisującym mikrostrukturę próbki i wykonano badania porowatości oraz przepuszczalności. W celu określenia wpływu domieszki perlitu pylistego na parametry zaczynu i powstałego z niego stwardniałego zaczynu, badania przeprowadzone zostały dla receptur przeznaczonych do uszczelniania otworów w warunkach otworowych o temperaturze od 30°C do 90°C oraz ciśnieniu od 5 MPa do 35 MPa.
    The article presents the effect of perlite admixture on the parameters of fresh and set cement slurry. The presence of perlite in construction technologies has been known for a long time, however, in the oil industry, perlite has not been used. Therefore, it was decided to undertake research on cement slurries with the admixture of the finest fractions of perlite, which are called perlite dust or filter perlite. This agent was used to adjust the technological parameters of fresh cement slurry and enhance the microstructure of cement sheath. Fine fractions of filler additives and admixtures usually fill the intergranular space, which makes it possible to obtain a sealed matrix of the cement sheath. It should be mentioned that an additional feature of perlite, which is its very low specific gravity, is that it allows the design of a low density cement slurry. This is an advantage when, for example: sealing the horizons with probability of leakage during reconstruction work or low pressure gradient. However, much larger amounts of this agent are used for this purpose. During research, which were aimed at investigating the effect of perlite admixture on the technological parameters of the cement slurry, perlite dust was used in a specified (0.5%) amount to weight of cement. In order to detect the changes in the parameters of slurries, base cement slurry was prepared. The properties of the cement slurry such as: rheological parameters, fluid loss, thickening time, free water and sedimentation stability were determined. For samples of hardened cement slurry, the effect of the admixture on mechanical parameters (compressive strength), physico-mechanical parameters (adhesion to steel pipes and adhesion to rock formation) were determined. In addition, the set cement slurry was subjected to microstructure analysis and porosity and permeability tests were also performed. In order to determine the effect of dust perlite on the parameters of fresh and hardened cement slurry, tests were conducted for cement slurries designed to seal wells under hole conditions of 30°C to 90°C and pressure from 5 MPa to 35 MPa.
    Źródło:
    Nafta-Gaz; 2017, 73, 12; 943-952
    0867-8871
    Pojawia się w:
    Nafta-Gaz
    Dostawca treści:
    Biblioteka Nauki
    Artykuł
    Tytuł:
    Wpływ środków regulujących czas wiązania na parametry reologiczne zaczynu cementowego
    Effect of agents regulating the setting time on rheological parameters of cement slurry
    Autorzy:
    Kremieniewski, M.
    Powiązania:
    https://bibliotekanauki.pl/articles/1835144.pdf
    Data publikacji:
    2018
    Wydawca:
    Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy
    Tematy:
    zaczyn cementowy
    parametry mechaniczne
    przyspieszacz wiązania
    opóźniacz wiązania
    wiązanie zaczynu
    parametry reologiczne
    lepkość plastyczna
    granica płynięcia
    lignosulfonian
    chlorek sodu
    cement slurry
    mechanical parameters
    binding accelerator
    setting retarder
    spout binding
    rheological parameters
    viscosity
    yield point
    lignosulphonate
    sodium chloride
    Opis:
    W artykule przedstawiono wpływ środków regulujących czas wiązania na parametry reologiczne zaczynu cementowego. Dodatek lignosulfonianów stosowany jest do wydłużenia czasu wiązania zaczynu cementowego. Środek ten wykorzystuje się przy projektowaniu zaczynów przeznaczonych do uszczelniania kolumn rur okładzinowych posadowionych na znacznych głębokościach, gdzie występuje wysoka temperatura na dnie otworu. Wskutek podwyższonej temperatury hydratacja zaczynu cementowego przebiega znacznie szybciej, co wymusza stosowanie dodatków wydłużających czas wiązania w celu bezpiecznego wtłoczenia zaczynu w uszczelnianą przestrzeń pierścieniową i pozarurową. Z kolei do skrócenia czasu wiązania zaczynu cementowego najczęściej wykorzystywanym środkiem przyspieszającym jest chlorek wapnia. Czas wiązania wymaga skrócenia z uwagi na względy ekonomiczno-technologiczne, począwszy od skrócenia czasu potrzebnego na wiązanie zaczynu i przejścia do dalszych prac wiertniczych, a skończywszy na wyeliminowaniu ewentualności wtargnięcia medium gazowego w strukturę wiążącego zaczynu cementowego. Stosowanie dodatków regulujących czas wiązania zaczynu cementowego nie pozostaje bez znaczenia dla jego parametrów reologicznych. Podczas realizowanych prac badawczych, których celem było określenie wpływu opóźniaczy i przyspieszaczy na parametry reologiczne zaczynu, wykorzystano dodatek lignosulfonianu (opóźniacza) w ilości od 0,1% do 0,3% (bwoc) oraz dodatek chlorku wapnia (przyspieszacza) w ilościach od 1% do 3% (bwoc). Następnie wykonano badania podstawowych parametrów technologicznych zaczynów cementowych, badania parametrów reologicznych, wyznaczono określone modele reologiczne, wykreślono krzywe płynięcia i na podstawie uzyskanych danych omówiono wpływ stosowania wytypowanych dodatków na parametry reologiczne zaczynu cementowego.
    The article presents the impact of measures to regulate the setting time on the rheological parameters of cement slurry. The addition of lignosulfonates is used to extend the setting time of cement paste. This agent is used in the design of cement slurries intended for sealing casing pipe columns set at considerable depths, where there is a high temperature at the bottom of the hole. Due to the elevated temperature, the hydration of the cement paste proceeds much faster, which forces the use of additives that extend the setting time to safely enter the grout into the sealed annular and non-annular space. On the other hand, in order to reduce the bonding time of cement paste, the most commonly used accelerator is calcium chloride. The setting time requires shortening due to economic and technological considerations, ranging from the shortening of the time needed to set the grout and the transition to further drilling work, ending with the elimination of the possibility of gaseous medium intrusion into the binding cement slurry. The use of additives regulating the setting time of cement paste is not without significance for its rheological parameters. During the research work aimed at determining the influence of retarders and accelerators on the rheological parameters of the slurry, the addition of lignosulfonate (retarder) in an amount of 0.1 to 0.3% (bwoc), and calcium chloride (accelerator) in quantities from 1 to 3% (bwoc) were used. Then, the basic technological parameters of cement slurries were tested, rheological parameters were examined, specific rheological models were determined, flow curves were plotted and based on the obtained data the effect of using selected additives on rheological parameters of cement paste was discussed.
    Źródło:
    Nafta-Gaz; 2018, 74, 11; 828-838
    0867-8871
    Pojawia się w:
    Nafta-Gaz
    Dostawca treści:
    Biblioteka Nauki
    Artykuł
    Tytuł:
    Nowy proekologiczny materiał Polytech
    The new environmental Polytech material
    Autorzy:
    Juraszek, Janusz
    Walusiak, Hubert
    Powiązania:
    https://bibliotekanauki.pl/articles/2055946.pdf
    Data publikacji:
    2021
    Wydawca:
    Polski Związek Inżynierów i Techników Budownictwa
    Tematy:
    element prefabrykowany
    element ścienny
    nadproże prefabrykowane
    styropian
    zaczyn cementowy
    Polytech
    budynek mieszkalny
    badanie wytrzymałościowe
    czujnik światłowodowy z siatką Bragga
    FBG
    badanie in situ
    badanie laboratoryjne
    wyniki badań
    prefabricated unit
    wall element
    prefabricated lintel
    expanded polystyrene foam
    cement paste
    apartment building
    strength test
    fiber optic sensor
    fiber Bragg grain
    in situ test
    laboratory test
    test results
    Opis:
    W artykule przedstawiono nowy materiał, w skład którego wchodzi w 60% styropian (EPS) pochodzący z recyklingu i zaczyn cementowy. Opisano technologie monitoringu elementu prefabrykowanego przeznaczonego do badań w postaci fragmentu ściany z otworem okiennym i nadprożem. Wyznaczono doświadczalnie jego parametry wytrzymałościowe w tym moduł Younga. Ściana z nadprożem została wykonana w zakładzie prefabrykacji i wysezonowana do osiągnięcia zakładanej wytrzymałości. W celu przeprowadzenia analizy przedmiotowego elementu w warunkach laboratoryjnych zastosowano technologię polegającą na wprowadzeniu światłowodowych czujników odkształceń z siatkami Bragga do testowanej przegrody. Dużą zaletą czujników światłowodowych FBG jest możliwość prowadzenia stałego pomiaru prefabrykatu. Sensory FBG wprowadzono w strukturę konstrukcji, co stanowi istotną zaletę systemu pomiarowego. Zarejestrowano pracę elementu podczas prób obciążania i odciążania. Odkształcenia i wytrzymałość nadproża wyznaczono podczas prowadzonych badań. Wyniki pomiarów ujawniły właściwości przedmiotowego materiału i ułatwiły wprowadzenie odpowiednich modyfikacji.
    The article presents a new material consisting of 60% recycled polystyrene (EPS) and cement slurry. The monitoring technologies of a prefabricated element intended for testing in the form of a wall fragment with a window opening and a lintel are described. Its strength parameters, including Young’s modulus, have been experimentally determined. The lintel wall was made in a prefabrication plant and seasoned to achieve the assumed strength. In order to analyze the component in question in laboratory conditions, a technology was used consisting in introducing fiber-optic deformation sensors with Bragg grids to the tested partition. The big advantage of FBG fiber optic sensors is the possibility of continuous measurement of the prefabricated element. FBG sensors were introduced into the structure of the structure, which is a significant advantage of the measurement system. The work of the element during loading and unloading tests was recorded. Lintel deformations and strength were determined during the conducted research. The results of the measurements revealed the properties of the material in question and facilitated the introduction of appropriate modifications.
    Źródło:
    Przegląd Budowlany; 2021, 92, 11-12; 86--89
    0033-2038
    Pojawia się w:
    Przegląd Budowlany
    Dostawca treści:
    Biblioteka Nauki
    Artykuł
    Tytuł:
    Nowy proekologiczny materiał Polytech
    The new environmental Polytech material
    Autorzy:
    Juraszek, Janusz
    Walusiak, Hubert
    Powiązania:
    https://bibliotekanauki.pl/articles/2055998.pdf
    Data publikacji:
    2021
    Wydawca:
    Polski Związek Inżynierów i Techników Budownictwa
    Tematy:
    element prefabrykowany
    element ścienny
    nadproże prefabrykowane
    styropian
    zaczyn cementowy
    Polytech
    budynek mieszkalny
    badanie wytrzymałościowe
    czujnik światłowodowy z siatką Bragga
    FBG
    badanie in situ
    badanie laboratoryjne
    wyniki badań
    prefabricated unit
    wall element
    prefabricated lintel
    expanded polystyrene foam
    cement paste
    apartment building
    strength test
    fiber optic sensor
    fiber Bragg grating
    in situ test
    laboratory test
    test results
    Opis:
    W artykule przedstawiono nowy materiał, w skład którego wchodzi w 60% styropian (EPS) pochodzący z recyklingu i zaczyn cementowy. Opisano technologie monitoringu elementu prefabrykowanego przeznaczonego do badań w postaci fragmentu ściany z otworem okiennym i nadprożem. Wyznaczono doświadczalnie jego parametry wytrzymałościowe w tym moduł Younga. Ściana z nadprożem została wykonana w zakładzie prefabrykacji i wysezonowana do osiągnięcia zakładanej wytrzymałości. W celu przeprowadzenia analizy przedmiotowego elementu w warunkach laboratoryjnych zastosowano technologię polegającą na wprowadzeniu światłowodowych czujników odkształceń z siatkami Bragga do testowanej przegrody. Dużą zaletą czujników światłowodowych FBG jest możliwość prowadzenia stałego pomiaru prefabrykatu. Sensory FBG wprowadzono w strukturę konstrukcji, co stanowi istotną zaletę systemu pomiarowego. Zarejestrowano pracę elementu podczas prób obciążania i odciążania. Odkształcenia i wytrzymałość nadproża wyznaczono podczas prowadzonych badań. Wyniki pomiarów ujawniły właściwości przedmiotowego materiału i ułatwiły wprowadzenie odpowiednich modyfikacji.
    The article presents a new material consisting of 60% recycled polystyrene (EPS) and cement slurry. The monitoring technologies of a prefabricated element intended for testing in the form of a wall fragment with a window opening and a lintel are described. Its strength parameters, including Young’s modulus, have been experimentally determined. The lintel wall was made in a prefabrication plant and seasoned to achieve the assumed strength. In order to analyze the component in question in laboratory conditions, a technology was used consisting in introducing fiber-optic deformation sensors with Bragg grids to the tested partition. The big advantage of FBG fiber optic sensors is the possibility of continuous measurement of the prefabricated element. FBG sensors were introduced into the structure of the structure, which is a significant advantage of the measurement system. The work of the element during loading and unloading tests was recorded. Lintel deformations and strength were determined during the conducted research. The results of the measurements revealed the properties of the material in question and facilitated the introduction of appropriate modifications.
    Źródło:
    Przegląd Budowlany; 2021, 92, 11-12; 86--89
    0033-2038
    Pojawia się w:
    Przegląd Budowlany
    Dostawca treści:
    Biblioteka Nauki
    Artykuł
      Wyświetlanie 1-77 z 77

      Ta witryna wykorzystuje pliki cookies do przechowywania informacji na Twoim komputerze. Pliki cookies stosujemy w celu świadczenia usług na najwyższym poziomie, w tym w sposób dostosowany do indywidualnych potrzeb. Korzystanie z witryny bez zmiany ustawień dotyczących cookies oznacza, że będą one zamieszczane w Twoim komputerze. W każdym momencie możesz dokonać zmiany ustawień dotyczących cookies