Mud management, special slurries improve deepwater cementing operations: Fid-Bau Portal

Mud management, special slurries improve deepwater cementing operations

Griffith, J. / Faul, R.

Die Zementierung der Bohrung im Tiefwasserbereich erfordert spezielle Techniken, um Fluidverluste zu vermeiden, Schlammübergangszeiten zu verkürzen und Schlammgewichte mit dem Formationsporendruck vereinbar zu machen. Wenn die Zementierung nicht erfolgreich ist, können Verluste bis zu 2 Mio USD pro Bohrloch auftreten. Der Wasserbereich mit mehr als 1000 ft Tiefe hat geringe Temperaturen, Formationen mit einem Überdruck-Wasserfluß und kleinen Bruchgradienten bis zu 2000 ft unter der Meeresschlammlinie. Im Bereich des Kontinentalschelfes sind geologisch junge Formationen erodiert, die durch Verschlammung schlecht verfestigte Ablagerungen bilden. Da versagt oft die Druckfestigkeit des Zementes und schwere Schlämme zerbrechen die Formationen. Schlämme mit geringer Dichte verhindern dies. Diese benötigen längere Zeit, um statische Gelierkräfte zu entwickeln, die die Fluidmigration verhindern. Durch die längere Zeitdauer kann der Schlamm aber dem Wasserzufluß weniger resistent werden. Zur Vermeidung wurden leichte Schaumschlämme (CFS) aus Portlandzement mit Zugabe von ultrafein vermahlenem Portlandzement entwickelt, die bereits sehr erfolgreich eingesetzt wurden. Die gemessenen Bohrlochdaten (Tiefe, Dicke, Porendruck) werden an die Zementfabrik gegeben, die das Produkt an die spezielle Gegebenheit anpaßt. Es sollte mit Seewasser und gelierenden Bohrreinigungsflüssigkeiten gebohrt werden. Der Flüssigkeitsverlust und die Eindringraten sollten klein bleiben, sonst kommt es zu Brüchen. Zum Abschluß sollte das Bohrloch mit einer Flüssigkeit gereinigt werden, die nur kleine Fluidverluste hat. So wird die Schlammkuchenablagerung klein bleiben und es wird nur wenig Kraft für die Schlammverdrängung benötigt. Das Gewicht der Bohrspülung darf nur 0,5 ppg höher als der Porendruck sein. Die Fluidverluste sollten 7 cc/30 min betragen. Um den hydrostatischen Druck auf schwache Formationen zu verringern, sollte N-Schaumzement eingesetzt werden. Durch Zusätze von ultrafeinem Zement wird der Hydratationsbeginn bei 40 bis 60 Grad F beschleunigt. Die ideale Schlammübergangszeit beträgt im Tiefwasserberich maximal 30 min und das ideale Schlammgewicht 10,5 bis 13,0 ppg. 4 Fallstudien zeigten, daß durch korrekten Schlammeinsatz bis zu 2 Mio USD eingespart wird.