Trám xi măng giếng khoan là chuỗi công việc phục vụ mục đích điền vào không gian vành xuyến giữa các ống chống và không gian giữa ống chống và thân giếng khoan vữa trám, sau đó để vữa trám đóng rắn tạo vành đá xi măng. Vành đá xi măng có 2 chức năng chính là gia cố và cách ly. Khi vành đá xi măng bị nứt, tính cách ly bị suy giảm mạnh, có thể dẫn đến hàng loạt hiện tượng không mong muốn xảy ra.

Nhằm đảm bảo an toàn trong vận hành giếng và nâng cao hiệu quả khai thác trong khai thác dầu khí,  Viện Công nghệ Khoan – Bộ Công thương đã thực hiện đề tài “Nghiên cứu chế tạo hệ vữa xi măng chuyên dụng có khả năng tự bít khe nứt nhằm nâng cao khả năng cách ly của vành đá xi măng trám giếng khoan dầu khí”.

Vữa xi măng thông minh có khả năng tự bịt lại các khe nứt thông kênh có thể được chế tạo theo phương pháp bổ sung và vữa trám bột cao su có khả năng trương nở trong dầu và trương nở trong nước. Khi gặp nước hoặc dầu thấm qua, cao su trương nở, choán kín kênh dẫn ngăn cản sự dịch chuyển tiếp tục của nước hoặc dầu. 

Trong quá trình thực hiện đề tài, nhóm nghiên cứu đã tiến hành nghiên cứu ảnh hưởng của phụ gia cao su trương nở trong dầu, trương nở nhẹ trong nước tới tính chất tiêu biểu của vữa xi măng như: tính chất lưu biến, độ tách nước và thời gian đặc quánh. Kết quả cho thấy, cao su với cỡ hạt nằm trong khoảng 1,5mm > d > 1,1mm và hàm lượng tới 5% gần như không gây bất lợi cho tính chất lưu biến, độ tách nước và thời gian đặc quánh của vữa xi măng.

Cũng trong khuôn khổ nghiên cứu, nhóm thực hiện đã xây dựng hướng dẫn thứ tự bổ sung hóa chất, phụ gia trong chuẩn bị nước trộn trên giàn trước khi pha chế vữa trám và bổ sung phụ gia cao su trương nở vào vữa trong quá trình trộn vữa. Cát nghiền – Silica Flour và phụ gia giãn nở EC-2 dưới dạng bột được trộn với xi măng G từ trên bờ rồi chuyển ra, chứa trên xi lô riêng trên giàn. Các hóa phẩm, phụ gia dạng lỏng và bột cao su được đóng gói riêng và chuyển ra giàn.

Kết quả của đề tài có ý nghĩa khoa học và thực tiễn cao bởi ở Việt Nam hiện nay, có rất ít các đề tài nghiên cứu và ứng dụng công bố về xi măng và vật liệu trám giếng khoan. Do đó, việc nghiên cứu chế tạo hệ vữa chuyên dụng có khả năng tự bịt khe nứt cho giếng khoan dầu khí là rất cần thiết. 

Nguồn: Báo cáo kết quả nghiên cứu của Đề tài (Mã số 17490/2020) tại Cục Thông tin khoa học và công nghệ quốc gia.