Bei den meisten Öl- und Gasbohrungen kommt es zu Wassereinbrüchen, die zum Ende der produktiven Lebensdauer der Bohrung führen. 

Eine übermäßige Wasserproduktion führt zu hohen Betriebskosten, einer frühzeitigen Abschaltung und schließlich zur Aufgabe des Bohrlochs, wenn die wirtschaftliche Rentabilität der Produktion nicht mehr gegeben ist. Darüber hinaus kann die Fähigkeit eines Bohrlochs, Kohlenwasserstoffe zu fördern, beeinträchtigt werden, wenn der hydrostatische Druck den der kohlenwasserstoffführenden Lagerstätten übersteigt. Zusätzlich zu den erhöhten Hebe- und Entsorgungskosten können die Betreiber beträchtliche Summen für die Verhinderung von Ablagerungen oder Korrosionseffekten aufwenden, die durch die Wasserförderung verursacht werden.

Es versteht sich von selbst, dass zur Minimierung der Umweltauswirkungen von Bohrungen bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung einer angemessenen Ausbeute eine deutliche Verringerung der Wasserproduktion und/oder das Erreichen einer Wasserabschaltung den Bedarf an künstlicher Hebung verringern, die Betriebskosten senken, die Lebensdauer des Feldes verlängern und die endgültige Ölgewinnung einer Lagerstätte erhöhen kann.

BORLOCH ZEMENT HERAUSFORDERUNGEN

Die Zementierung der Verrohrung ist ein entscheidender Teil des Bohrlochbaus. Der Zement wird zur Abdichtung des Raums zwischen der Verrohrung und dem Bohrloch verwendet, um die Verrohrung an ihrem Platz zu halten, das Bohrloch zu stabilisieren und zu verhindern, dass Öl und Gas in das umliegende Grundwasser entweichen.

Der für diesen Prozess verwendete Zement muss robust genug sein, um den mechanischen und chemischen Zersetzungsmitteln standzuhalten, denen er in einer Ölquelle ausgesetzt ist. Dies erfordert Folgendes: 

• Minimierung der Zementporosität durch ein feineres Kornsystem zur Verringerung der Permeabilität und damit zur Verhinderung/Minimierung des Wassereintritts

• erhöhte Druck- und Biegefestigkeit des Zements

• Erhöhte Korrosionsbeständigkeit für dauerhafte Haltbarkeit

Bohrlochzemente, die bei der Zementierung von Ölbohrlöchern eingesetzt werden, sind hohen Temperaturen und Drücken ausgesetzt. Herkömmliche Zemente und puzzolanische Materialien können dies aufgrund ihrer Korngröße und ihrer chemischen Eigenschaften nicht aus eigener Kraft bewältigen.

ÜBERWINDUNG ZEITGENÖSSISCHER EINSCHRÄNKUNGEN BEI PORTLAND- UND POZZOLANZEMENT:

Die Festigkeit von Portlandzement hängt von seiner Zusammensetzung und der Feinheit ab, mit der er gemahlen wird. Um dies zu erreichen, verwenden moderne Zementsysteme ein Zementmahlverfahren, um die spezifische Oberfläche des Zementpulvers zu vergrößern. Das heißt, die gesamte Partikeloberfläche einer Masseneinheit Zement wird vergrößert, um feine Partikel mit typischen Werten der spezifischen Oberfläche (die gesamte Partikeloberfläche einer Masseneinheit Zement) von 320-380 m2-kg-1 für Allzweckzemente und 450-650 m2-kg-1 für "schnell härtende" Zemente zu erhalten. Eine Vergrößerung der spezifischen Oberfläche des Zementpulvers erhöht die Leistungsfähigkeit und die Abbindegeschwindigkeit des Systems. 

Beim Brunnenbau wird jedoch Portland- oder Puzzolanzement mit speziellen organischen Verzögerern verwendet, um ein zu schnelles Abbinden des Zements zu verhindern. Das bedeutet, dass ultrafeine, schnell trocknende Zemente mit großer Oberfläche möglicherweise nicht die am besten geeigneten Materialien für den Bau von Ölbohrungen sind. 

Daher sind zusätzliche Maßnahmen erforderlich, um eine höhere Zementfestigkeit und eine geringere Porosität für eine bessere Dauerhaftigkeit von Ölbohrungen und ein verbessertes Zementhaftungsprotokoll (CBL) für eine längere Lebensdauer und eine Leistung zu gewährleisten, die über die der heutigen Zemente der Klasse H hinausgeht.

QUANTCRETE - NANOTECHNOLOGISCHE VERBESSERUNG VON CBL

CBL wird durch die Druckfestigkeit des Zements beeinflusst, wobei höhere Druckfestigkeiten zu einer höheren Dämpfung führen und ein größerer Anteil an gebundenen Rohren eine höhere Dämpfung bewirkt.

Die Nanotechnologie hebt die Leistungsfähigkeit von Baumaterialien auf eine neue Ebene, die über die heutigen Möglichkeiten von Zement- und Betonsystemen hinausgeht. NANOARC bietet QuantCreteTM Nanoadditive an, bei denen es sich um nachhaltig entwickelte, umweltfreundliche, ultrahochblaue Hochleistungs-Nanomaterialien handelt, die als Quantum Materials bekannt sind.

Je nach Dosierung bieten QuantCrete-Nanoadditive die folgenden Vorteile:

• verbesserte Verarbeitbarkeit

• eine Verringerung der Zementporosität 

• Verdichtung der Zementverbundstruktur zur Minimierung des Wassereintritts

• eine wesentliche Erhöhung der Druck- und Biegefestigkeit des Zements für eine bessere mechanische Beständigkeit, Minimierung von Brüchen 

• besserer Widerstand gegen Scherkraftbelastungen durch Erdbewegungen

• bessere Sulfat- und Chlorkorrosionsbeständigkeit

• Schutz vor bakterieninduzierter Korrosion und Beschädigung

• Wärmemanagement

• Abschwächung nuklearer Radioaktivität