Badania odporności korozyjnej stwardniałych zaczynów cementowych stosowanych do uszczelniania rur okładzinowych w warunkach działania siarkowodoru

W rejonie Niżu Polskiego odkryto w ostatnich latach szereg złóż ropy naftowej i gazu ziemnego. Jednak podczas wiercenia i eksploatacji tych złóż występują często spore trudności natury technicznej, do których można zaliczyć m.in. dopływy węglowodorów z towarzyszącym gazem toksycznym, jakim jest siarkowodór. W otworach wierconych na obszarze Barnówko–Mostno–Buszewo (BMB) oraz Lubiatów–Międzychód–Grotów (LMG) stężenie siarkowodoru w gazie ziemnym może wynosić od kilku do nawet kilkudziesięciu procent. W artykule omówiono proces oddziaływania siarkowodoru na stwardniały zaczyn cementowych oraz przedstawiono wymagania normowe dotyczące cementu przeznaczonego do uszczelniania otworów wiertniczych, w których stwierdzono obecność H2S. W części badawczej zaprezentowano opracowane w Instytucie Nafty i Gazu receptury zaczynów cementowych o podwyższonej odporności na korozję chemiczną. Zaczyny te po utwardzeniu poddawane były długotrwałej ekspozycji w warunkach działania solanki złożowej nasyconej siarkowodorem. Dla stwardniałych zaczynów cementowych wykonywano okresowe badania wytrzymałości na ściskanie, przyczepności do rur stalowych, przepuszczalności dla gazu oraz porowatości. Na podstawie przeprowadzonych testów ustalono, iż w otworach wiertniczych, w których stwierdza się obecność siarkowodoru, zaleca się stosowanie zaczynów cementowo-lateksowych na bazie odpowiednio dobranego cementu G HSR o podwyższonej odporności na korozję.

---

In the Polish Lowland region, in recent years, a number of oil and natural gas fields have been discovered. However, during the drilling and production of these reservoirs there are often a lot of technical difficulties, which may include, among other things inflows of hydrocarbons with accompanying toxic gas which is hydrogen sulfide. In the holes drilled in the area Barnówko–Mostno–Buszewo (BMB) and Lubiatów–Międzychód–Grotów (LMG) the concentration of hydrogen sulfide in natural gas may vary from a few to tens of percent. The article discusses the process of hydrogen sulfide impact on cement stone and presents standard requirements for slurry design to seal boreholes which revealed the presence of H2S. In the research part of this article cement slurry formulas with high resistance to chemical corrosion developed at the Oil and Gas Institute were presented. These slurries, after setting, were subjected to long-term exposure in the brine saturated with hydrogen sulphide. For the hardened cement slurries periodic testing of compressive strength, adhesion to steel pipes, gas permeability and porosity were performed. Based on the tests it was found that in boreholes where the presence of hydrogen sulfide was observed it is recommended to use latex-based slurries with high corrosion resistance G HSR cement.