유전 시멘팅에서 유리 기포의 적용 및 장점
유리 기포(속이 빈 유리 미세구)는 주로 유전 시멘팅 작업의 두 부분, 즉 시추액과 시멘팅 슬러리에 사용됩니다. 시추액과 시멘팅 슬러리에 속이 빈 유리 미세구를 첨가하면 저밀도 고강도 제품을 생산할 수 있습니다.
I. 저밀도 시추 유체에서 유리 기포의 기능 및 장점:
1. 시추액 밀도 감소. 속이 빈 유리 미세구( CL42 )는 밀도가 매우 낮고(0.40~0.44g/cm³) 압축 강도가 8000psi에 달합니다. 따라서 시추액의 강도에 영향을 주지 않으면서 밀도를 크게 낮출 수 있습니다. 이는 심정 시추에 필요한 안정적인 시추액 밀도를 확보하는 데 도움이 됩니다.
2. 속이 빈 유리 미세구는 안정적인 붕규산 유리 기포의 일종입니다. 이 무기 비금속 물질은 시추액 내의 다른 물질과 화학적으로 반응하지 않아 시추액의 화학적 안정성을 보장합니다.
3. 윤활 성능 향상 및 장비 수명 연장. 속이 빈 유리 미세구는 닫힌 구형 구조로, 시추액 내에서 볼 베어링처럼 작용합니다. 따라서 드릴 스트링과 시추공 사이의 마찰 저항을 효과적으로 줄여줍니다. 동시에 장비 간의 마찰도 감소시켜 드릴 파이프, 드릴 비트 및 기타 장비의 수명을 연장합니다.
4. 시추액에 사용되는 속이 빈 유리 미세구는 재활용이 가능하므로 유전 생산 비용을 절감할 수 있습니다.
II. 유전 시멘트 슬러리에 속이 빈 유리 미세구체를 첨가하면 저압, 누출이 잦은 유정, 시멘트 슬러리 회수율 저하 등의 문제를 해결할 수 있습니다. 주요 기능 및 장점은 다음과 같습니다.
1. 유리 기포는 밀도가 1.60 g/cm³ 미만(심지어 1.20~1.40 g/cm³까지)인 시멘트 슬러리를 생산하는 데 적합합니다. 속이 빈 유리 미세구는 밀도가 낮기 때문에 물의 양을 늘리지 않고도 슬러리 밀도를 크게 낮출 수 있어 수분 손실률을 효과적으로 제어할 수 있습니다.
2. 지층 손실 방지: 지층 파쇄 압력이 낮은 구간(얕은 지층, 느슨한 지층, 파쇄대)의 시멘팅 작업에서는 고밀도 시멘트 슬러리가 지층 누출을 쉽게 유발할 수 있습니다. 미세구형 시멘트 슬러리의 저밀도는 등가 순환 밀도를 낮춰 지층 손실을 방지합니다.
3. 시멘트 석재의 압축 강도 향상: 물-시멘트 비율이 높은 저밀도 시멘트와 비교했을 때, 속이 빈 유리 미세구슬을 함유한 시멘트 슬러리는 동일한 밀도에서 더 높은 압축 강도와 굽힘 강도를 유지합니다. 미세구슬은 시멘트 석재 내부에 “미세 공기 주머니” 역할을 하여 응력을 흡수 및 분산시켜 시멘트 석재의 취성을 방지합니다.
4. 시멘트 슬러리의 유동학적 특성 및 안정성 향상: 속이 빈 유리 미세구는 시멘트 슬러리의 유동성을 향상시켜 펌핑 및 치환을 용이하게 함으로써 시멘팅 치환 효율을 높입니다.
5. 고온 저항성, 고압 저항성 및 낮은 열전도율. 속이 빈 유리 미세구는 시멘트 슬러리의 열 안정성과 고압 저항성을 향상시켜 케이싱으로의 열 전달을 줄이고 기타 시추공 장비를 보호합니다.
5. 속이 빈 유리 미세구슬을 첨가하면 시공 요구에 따라 점도 조절 시간을 조정할 수 있어 작업이 용이하고 접착 품질이 향상됩니다.
