OIL WELL CEMENT WITH CARBON NANOTUBE FOR HIGH PRESSURE HIGH TEMPERATURE APPLICATIONS. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

Preview

PDF Thesis-Waqas_Ahmed_Khan_Final.pdf - Published Version Download (9MB) | Preview

Arabic Abstract

إن الغرض الأساسي من عملية سمنتة أبار النفط هو منع حركة الموائع بين الطبقات داخل التكوين الصخري للأرض وأيضاً لربط وتسنيد البطانة. بجانب ذلك، الغلاف الإسمنتي يحمي البطانة من التآكل، ويحافظ على البطانة من الصدمات أثناء الحفر بأعماق بعيدة، ويسد الطبقات الضعيفة ذات المسامية العالية من فقدان دورة السائل داخل التكوين الصخري. طالما أن الإسمنت وضع داخل باطن البئر، تحدث عملية الإعداد الأوّلي بحيث أن عملية تحسين القوة الإنضغاطية للإسمنت تصبح أكثر أهمية لعمليات الحفر. تستخدم تقنية النانو في العديد من التطبيقات وفي مختلف الصناعات كصناعة البوليمرات والإلكترونيات والأدوية الحيوية وصناعة الخرسانات. تمتاز أجزاء النانو بأنها ذات مساحة سطح عالية وحجم صغير، هذه الميزات جعلتها محبذة الإستخدام في صناعة النفط. أحرزت إستخدام تفنية النانو في صناعة النفط تقدماً في السنوات الأخيرة. في هذه الرسالة، سندرس تأثير إضافة الأنابيب النانوية الكربونية (CNT) في إسمنت أبار النفط تحت ظروف الضغط ودرجة الحرارة العالتين (HPHT). هذه الأنابيب النانوية الكربونية ستضاف بنسب مختلفة لخليط الإسمنت المستخدم حالياً في عملية سمنتة الأبار في المملكة العربية السعودية. ستجرى دراسات مخبرية لمعرفة خصائص خليط الإسمنت كزمن التثخين، خاصية فصل الماء الحر، الخواص الريولوجية (الخواص المتعلقة بتشوه المادة)، القوة الإنضغاطية، الكثافة، دراسة المجهر الإلكتروني الماسح (SEM)، دراسة البلورات بالأشعة السينية (XRD) ودراسة الرقائق. سيتم اختيار أفضل تصميم لخليط الإسمنت وفقاً للنتائج الأساسية التي يتم الحصول عليها من التجارب بإستخدام نسب مختلفة من الأنابيب النانوية الكربونية (CNT).

English Abstract

The main purpose of cementing in an oil well is to prevent fluid movement between zones inside the formation and to bond and sustain the casing. Besides these, the cement sheath also shields casing from corroding, guards the casing from shock loads when drilling deeper, and plugs lost circulation or thief zones. As soon as the cement is placed in the wellbore, initial setting occurs wherein development of compressive strength turn out to be more significant for more drilling operations. There are several applications of Nano particles in different industries such as polymers, electronics, bio-medicines and in concrete industry. Their high surface area and small size, makes them appealing to the petroleum industry. Their use in petroleum industry is making headways in last few years. In this thesis, we will examine the influence of addition of Carbon Nano Tubes (CNT) on oil well cement at high pressure and high temperature (HPHT). Carbon nanotube will be added at different percentages to the cement slurry mixture presently used for oil/gas well cementing in Saudi Arabia. Experimental study will address different cement slurry properties such as thickening time, free water separation, rheological properties, compressive strength, density, SEM, XRD and thin section. The most favorable slurry design will be carefully chosen on the basis results of different percentages of CNT used in experiments.

Item Type:	Thesis (Masters)
Subjects:	Petroleum
Department:	College of Petroleum Engineering and Geosciences > Petroleum Engineering
Committee Advisor:	Mohamed, Mahmoud
Committee Members:	Rahman, Muhammad Kalimur and Abdulazeez, Abdulraheem
Depositing User:	WAQAS KHAN (g201202140)
Date Deposited:	07 Jan 2016 06:04
Last Modified:	01 Nov 2019 16:32
URI:	http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/139837