La maggior parte dei pozzi che producono petrolio e gas alla fine soccombe all'ingresso di acqua, che porta alla fine della vita produttiva del pozzo. 

L'eccessiva produzione di acqua comporta elevati costi operativi, l'arresto anticipato e, infine, l'abbandono del pozzo quando la redditività della produzione viene meno. Inoltre, la capacità di produzione di idrocarburi di un pozzo può diminuire se le pressioni idrostatiche superano quelle dei giacimenti di idrocarburi. Oltre all'aumento dei costi di sollevamento e smaltimento, gli operatori possono spendere una cifra significativa per prevenire la formazione di incrostazioni o gli effetti della corrosione causati dalla produzione di acqua.

Va da sé che, per ridurre al minimo l'impatto ambientale della perforazione di un pozzo e mantenere al contempo livelli di rendimento ragionevoli, una riduzione significativa della produzione di acqua e/o l'ottenimento dell'interruzione dell'acqua possono ridurre i requisiti di sollevamento artificiale, diminuire i costi operativi, prolungare la durata del giacimento e aumentare il recupero finale di petrolio di un giacimento.

LE SFIDE DEL CEMENTO PER POZZI PETROLIFERI

La cementazione dell'involucro è una parte fondamentale della costruzione di un pozzo; il cemento viene utilizzato per sigillare lo spazio tra l'involucro del pozzo e il foro di perforazione, al fine di mantenere l'involucro in posizione, stabilizzare il pozzo e impedire la fuoriuscita di petrolio e gas nelle acque sotterranee circostanti.

Il cemento utilizzato per questo processo deve essere abbastanza robusto da resistere agli agenti meccanici e chimici di degrado a cui è esposto, all'interno di un pozzo petrolifero. A tal fine sono necessari i seguenti requisiti:

• minimizzazione della porosità del cemento grazie a un sistema di grani più fini per ridurre la permeabilità e quindi prevenire/minimizzare l'ingresso dell'acqua

• aumento della resistenza alla compressione e alla flessione del cemento

• maggiore resistenza alla corrosione per una maggiore durata nel tempo

I cementi per pozzi petroliferi utilizzati per i lavori di cementazione nella perforazione di pozzi petroliferi sono soggetti a temperature e pressioni elevate. A causa della loro granulometria e delle loro proprietà chimiche, i cementi convenzionali e i materiali pozzolanici non possono raggiungere questo obiettivo da soli.

SUPERAMENTO DEI CONTEMPORANEI LIMITI DEL CEMENTO PORTLAND E POZZOLAN:

La resistenza sviluppata dal cemento portland dipende dalla sua composizione e dalla finezza con cui viene macinato. Per ottenere questo risultato, i sistemi cementizi contemporanei utilizzano un processo di macinazione del cemento, per aumentare l'area specifica della polvere di cemento. In altre parole, la superficie totale delle particelle di una massa unitaria di cemento viene aumentata, al fine di ottenere particelle fini con valori tipici di area superficiale specifica (la superficie totale delle particelle di una massa unitaria di cemento) di 320-380 m2-kg-1 per i cementi per uso generale e di 450-650 m2-kg-1 per i cementi a "indurimento rapido". Un aumento della superficie specifica della polvere cementizia aumenta le prestazioni e la velocità di presa del sistema. 

Tuttavia, durante la costruzione di pozzi si utilizza cemento portland o pozzolanico con speciali ritardanti organici per evitare che il cemento faccia presa troppo rapidamente. Ciò significa che i cementi ultrafini, ad alta superficie e a rapida essiccazione, potrebbero non essere i materiali più adatti per la costruzione di pozzi petroliferi. 

Pertanto, sono necessarie misure aggiuntive per garantire una maggiore resistenza del cemento e una ridotta porosità per una migliore durata del pozzo petrolifero e un migliore registro del legame del cemento (CBL) per una durata di servizio più estesa e prestazioni superiori a quelle fornite dai cementi di classe H attuali.

QUANTCRETE - VALORIZZAZIONE NANOTECNOLOGICA DEL CBL

Il CBL è influenzato dalla resistenza alla compressione del cemento, con resistenze alla compressione più elevate che danno un'attenuazione maggiore e una percentuale maggiore di tubi legati che danno un'attenuazione maggiore.

La nanotecnologia porta le prestazioni dei materiali da costruzione a un livello superiore, al di là delle capacità attuali dei sistemi di cemento e calcestruzzo. NANOARC offre i nanoadditivi QuantCreteTM , che sono nanomateriali ecologici ad altissime prestazioni, sviluppati in modo sostenibile, noti come Quantum Materials.

A seconda del dosaggio utilizzato, i nanoadditivi QuantCrete offrono i seguenti vantaggi:

• una migliore lavorabilità

• riduzione della porosità del cemento 

• densificazione della struttura composita del cemento per ridurre al minimo l'ingresso dell'acqua

• un sostanziale aumento della resistenza alla compressione e alla flessione del cemento per una migliore durabilità meccanica e la minimizzazione delle fratture 

• una migliore resistenza alle sollecitazioni di taglio dovute ai movimenti del terreno

• resistenza superiore alla corrosione da solfati e cloro

• protezione contro la corrosione e i danni indotti dai batteri

• gestione termica

• attenuazione dei radiazioni nucleari

QUANTCRETET​M  NANOFILLER

APPLICAZIONI : Rinforzo della resistenza alla compressione, migliora la lavorabilità, filtraggio UV, antibatterico, antivegetativo, anticorrosivo (resistenza all'attacco dei cloruri), ridotta reattività agli alcali, idrorepellente, minore permeabilità all'aria, additivo sbiancante/colore, ritardante di fiamma senza alogeni. 

Aiuta nel consolidamento di formazioni non solide, nella riparazione di perdite del rivestimento in operazioni di compressione, in particolare perdite "strette" che sono inaccessibili agli slurry di cemento microfine e convenzionali a causa della loro maggiore dimensione delle particelle e della loro limitata penetrabilità.

QUANTCRETET​M  FLEX 

APPLICAZIONI : Rinforzo della resistenza alla compressione e alla flessione/trazione, migliora la lavorabilità, filtraggio UV, antibatterico, antivegetativo, anticorrosivo (maggiore resistenza all'attacco dei cloruri), ridotta reattività agli alcali, idrorepellente, minore permeabilità all'aria, additivo sbiancante/colore, ritardante di fiamma senza alogeni. 

Aiuta nel consolidamento di formazioni instabili, nella riparazione di perdite del rivestimento in operazioni di compressione, in particolare perdite "strette" che sono inaccessibili a QuantCrete Filler, QuantCrete CURE, microfine e slurry di cemento convenzionale a causa della loro dimensione delle particelle più grandi e della loro penetrabilità limitata.

QUANTCRETET​M CURE (NANOCEMENTO)

APPLICAZIONI : Sistema nanocementizio per accelerare la velocità di presa del calcestruzzo e compensare l'impatto negativo delle ceneri volanti e delle scorie d'altoforno sulle proprietà precoci del calcestruzzo. Lavorabilità migliorata, Nano-Filler, Rafforzamento della resistenza a compressione di malte e paste cementizie, Additivo decolorante/colorante, ritardante di fiamma esente da alogeni.

Aiuta nel consolidamento di formazioni non solide, nella riparazione di perdite di rivestimento in operazioni di spremitura, in particolare perdite "strette" che sono inaccessibili agli slurry di cemento microfine e convenzionali a causa della loro maggiore dimensione delle particelle e limitata penetrabilità.

QUANTCRETET​M  EARTH

APPLICAZIONI : Nelle costruzioni in Adobe, terra battuta e strade, questo sistema funge da nanoadditivo ecologico per terreni, cemento e calcestruzzo per mitigare l'attacco dei solfati. Aumenta il valore del California Bearing Ratio (CBR) del terreno trattato, in particolare dei terreni solfatici acidi. Riduce al minimo il rapporto di rigonfiamento del terreno e avvia reazioni chimiche essenziali creando composti che formano forti forze di legame tra le particelle del terreno, riducendo così la porosità del terreno e migliorandone di conseguenza le proprietà ingegneristiche e la durata. 

Funge da agente espansivo per ridurre il ritiro autogeno, aumenta la resistenza alla compressione e alla trazione, inibitore della corrosione (attenua l'attacco dei solfati) e innalzatore del pH, resistenza alla muffa e alla formazione di muffe, bassa permeabilità all'aria, resistenza all'abrasione, agente antistatico, ritardante di fiamma privo di alogeni. 

QUANTCRETET​M  THERM

APPLICAZIONI : Materiale ad alta massa termica per l'isolamento del calcestruzzo, il calcestruzzo ad alta densità è efficiente nel trasporto balistico del calore e nella ritenzione del calore rispetto al calcestruzzo standard. Ciò gli consente di essere utilizzato per ritardare la ritenzione del calore solare dagli esterni (climi caldi) o per ritardare la perdita di calore solare dagli interni (climi temperati e freddi) o come rivestimento ad alta emissività per rilasciare calore all'ambiente, quando le temperature circostanti si abbassano. 

Schermatura dai raggi gamma, aggregato flessionale in calcestruzzo ad alta densità per la schermatura dalle radiazioni in centrali nucleari, impianti a raggi X e siti di estrazione dell'uranio. Additivo colorante, ritardante di fiamma senza alogeni.

QUANTCRETET​M NEUTRON 

APPLICAZIONI : Riempitivo nano-poro, ignifugo senza alogeni, attenuatore di neutroni ad alta efficienza.