Abstract
This effort is related to describe and assess the performance of the Iraqi cement sample planned for oil well-cementing jobs in Iraq. In this paper, major cementing properties which are thickening time, compressive strength, and free water in addition to the rheological properties and filtration of cement slurry underneath definite circumstances are experimentally tested. The consequences point to that the Iraqi cement after special additives encounter the requests of the API standards and can consequently is used in cementing jobs for oil wells. At this research, there is a comparative investigation established on experimental work on the effectiveness of some additives that considered as waste materials which are silica fume, bauxite, and glass powder, and other conventional additives which are: (SCR -100 Retarder, HR-5, FWCA, Hollow Glass Spheres (HGS) and Halad-9) that currently used in our fields on local Iraqi cement and putting foreign cement results as a governor. Chemical analysis for Iraqi cement, imported cement, and waste materials samples was determined using the X-ray fluorescence (XRF) technique and found minor differences in composition between those samples and depending on the results of X-ray, we selecting the appropriate additives to prepare cement slurry samples. The X-ray fluorescence (XRF) results show that Iraqi Cement has a low value of silica which is about 18.63% while Omani cement about 37.58%. This research examined the potential of micro silica, bauxite, and waste glass powder to produce sustainable cement slurry. The results showed that adding micro silica and bauxite enhances the performance of Iraqi cement but also leads to a slight decrease in thickening time. To avoid this problem, Superplasticizer is used to make the process of cement pumping more easily, in other words, increase thickening time and increase compressive strength. Furthermore, adding glass powder increase the value of compressive strength. Both additives (waste and conventional) are used for the slurry design for achieving better slurry properties, but waste additives increase and enhance Iraqi cement performance than conventional additives, in other words, making it more effective than commercial cement. Depending on the results of the compressive strength test, the optimal concentration of the waste materials used in this research was found, and then the optimal concentration was used to prepare cement samples. The results showed that the use of waste materials to prepare cement slurry is a promising way to improve the efficiency of cement work and to reduce the negative environmental impact resulting from the industry. The results of the program CemCADE proved to be the sample A and C showed good performance through high cement bonding and ideal distribution of fluids designed to accomplish the cementing process.
Keywords
additives
cementing properties
commercial cement.
Iraqi cement
slurry design
Abstract
يتعلق هذا الجهد بوصف وتقييم أداء عينة الأسمنت العراقية المخطط لها لوظائف تدعيم آبار النفط في العراق. في هذا البحث ، تم اختبار الخصائص الرئيسية للأسمنت وهي زمن التثخين وقوة الضغط والمياه الحرة بالإضافة إلى الخواص الانسيابية وفلترة ملاط الأسمنت في ظل ظروف محددة بشكل تجريبي. تشير العواقب إلى أن الأسمنت العراقي بعد إضافات خاصة يلبي متطلبات معايير API ويمكن بالتالي استخدامه في تدعيم وظائف آبار النفط. يوجد في هذا البحث تحقيق مقارن تم إجراؤه على عمل تجريبي حول فعالية بعض المواد المضافة التي تعتبر مواد نفايات وهي دخان السيليكا والبوكسيت ومسحوق الزجاج ومضافات تقليدية أخرى وهي: (SCR -100 Retarder، HR-5، FWCA ، الكرات الزجاجية المجوفة (HGS) و Halad-9 التي تستخدم حاليًا في حقولنا على الأسمنت العراقي المحلي ووضع نتائج الأسمنت الأجنبية كمحافظ.
تم تحديد عينات التحليل الكيميائي للأسمنت العراقي والأسمنت المستورد وعينات النفايات باستخدام تقنية حيود الاشعه السينيه ووجدت اختلافات طفيفة في التركيب بين تلك العينات .واعتمادًا على نتائج الأشعة السينية ، نقوم باختيار الإضافات المناسبة لتحضير الأسمنت عينات الطين. أظهرت النتائج باستخدام تقنية حيود الاشعه السينيه أن الأسمنت العراقي يحتوي على نسبة منخفضة من السيليكا تبلغ حوالي 18.63٪ بينما في الأسمنت العماني حوالي 37.58٪. فحص هذا البحث إمكانات السيليكا الدقيقة والبوكسيت ومسحوق الزجاج المخلفات لإنتاج ملاط أسمنتي مستدام. أظهرت النتائج أن إضافة ميكرو سيليكا والبوكسيت يحسن من أداء الأسمنت العراقي ولكنه يؤدي أيضا إلى انخفاض طفيف في وقت التثخين. لتجنب هذه المشكلة ، يتم استخدام الملدنات الفائقة لجعل عملية ضخ الأسمنت أكثر سهولة ، بمعنى آخر زيادة وقت التثخين وزيادة قوة الضغط. علاوة على ذلك ، فإن إضافة مسحوق الزجاج يزيد من قيمة مقاومة الانضغاط. يتم استخدام كل من المضافات (النفايات والتقليدية) لتصميم الملاط لتحقيق خصائص ملاط أفضل ، ولكن إضافة النفايات تزيد وتعزز أداء الأسمنت العراقي مقارنة بالإضافات التقليدية ، بمعنى آخر ، مما يجعلها أكثر فعالية من الأسمنت التجاري. اعتمادًا على نتائج اختبار مقاومة الانضغاط ، تم العثور على التركيز الأمثل لمواد النفايات المستخدمة في هذا البحث ، ثم تم استخدام التركيز الأمثل لإعداد عينات الأسمنت. أظهرت النتائج أن استخدام المخلفات لتحضير ملاط الأسمنت يعد وسيلة واعدة لتحسين كفاءة أعمال الأسمنت وتقليل الأثر البيئي السلبي الناتج عن الصناعة. أثبتت نتائج برنامج CemCADE أن العينة A و C أظهرت أداءً جيدًا من خلال الترابط الأسمنتي العالي والتوزيع المثالي للسوائل المصممة لإنجاز عملية التدعيم.
تم تحديد عينات التحليل الكيميائي للأسمنت العراقي والأسمنت المستورد وعينات النفايات باستخدام تقنية حيود الاشعه السينيه ووجدت اختلافات طفيفة في التركيب بين تلك العينات .واعتمادًا على نتائج الأشعة السينية ، نقوم باختيار الإضافات المناسبة لتحضير الأسمنت عينات الطين. أظهرت النتائج باستخدام تقنية حيود الاشعه السينيه أن الأسمنت العراقي يحتوي على نسبة منخفضة من السيليكا تبلغ حوالي 18.63٪ بينما في الأسمنت العماني حوالي 37.58٪. فحص هذا البحث إمكانات السيليكا الدقيقة والبوكسيت ومسحوق الزجاج المخلفات لإنتاج ملاط أسمنتي مستدام. أظهرت النتائج أن إضافة ميكرو سيليكا والبوكسيت يحسن من أداء الأسمنت العراقي ولكنه يؤدي أيضا إلى انخفاض طفيف في وقت التثخين. لتجنب هذه المشكلة ، يتم استخدام الملدنات الفائقة لجعل عملية ضخ الأسمنت أكثر سهولة ، بمعنى آخر زيادة وقت التثخين وزيادة قوة الضغط. علاوة على ذلك ، فإن إضافة مسحوق الزجاج يزيد من قيمة مقاومة الانضغاط. يتم استخدام كل من المضافات (النفايات والتقليدية) لتصميم الملاط لتحقيق خصائص ملاط أفضل ، ولكن إضافة النفايات تزيد وتعزز أداء الأسمنت العراقي مقارنة بالإضافات التقليدية ، بمعنى آخر ، مما يجعلها أكثر فعالية من الأسمنت التجاري. اعتمادًا على نتائج اختبار مقاومة الانضغاط ، تم العثور على التركيز الأمثل لمواد النفايات المستخدمة في هذا البحث ، ثم تم استخدام التركيز الأمثل لإعداد عينات الأسمنت. أظهرت النتائج أن استخدام المخلفات لتحضير ملاط الأسمنت يعد وسيلة واعدة لتحسين كفاءة أعمال الأسمنت وتقليل الأثر البيئي السلبي الناتج عن الصناعة. أثبتت نتائج برنامج CemCADE أن العينة A و C أظهرت أداءً جيدًا من خلال الترابط الأسمنتي العالي والتوزيع المثالي للسوائل المصممة لإنجاز عملية التدعيم.
Keywords
اضافات
الاسمنت التجاري
السمنت العراقي
تصميم الوحل
خواص الاسمنت