Verfügbarkeit: Bohrlochzementation

Bohrlochzementation: Herausforderungen der Ölfeldchemie : Aufgaben und Anforderungen, Randbedingungen, Basiskomponenten, Prüfmethoden, Spezialanwendungen

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Bibliographische Detailangaben
1. Verfasser:	Akstinat, Manfred H. (VerfasserIn)
Format:	Buch
Sprache:	German
Veröffentlicht:	Hennef ; Zürich Chemak GmbH [2023]
Ausgabe:	2. aktualisierte und erweiterte Auflage
Schlagworte:	Bohrlochzementierung Ölfeld
Online-Zugang:	Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis
Beschreibung:	414 Seiten Illustratiionen 31 cm
ISBN:	9783981515879 3981515870

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adam_text	BOHRLOCHZEMENTATION HERAUSFORDERUNGEN DER OELFELDCHEMIE I INHALTSVERZEICHNIS 1 II ABKUERZUNGEN UND FORMELZEICHEN 6 III VORWORT ZUR 1. AUFLAGE 10 IV VORWORT ZUR 2. AUFLAGE 11 V RICHTLINIEN/EMPFEHLUNGEN DES AMERICAN PETROLEUM INSTITUTE(API) UND DER INTERNATIONALEN ORGANISATION FUER STANDARDISIERUNG (ISO) 13 VI RELEVANTE NATIONALE GESETZE, VERORDNUNGEN, ERLASSE UND VORSCHRIFTEN, DIE BEI DER PLANUNG UND DURCHFUEHRUNG VON BOHRLOCHZEMENTATIONEN UND ZUM SCHUTZE DER UMWELT BEACHTET WERDEN SOLLTEN 15 1 EINLEITUNG 17 2 HISTORISCHE ENTWICKLUNG DER BOHRLOCHZEMENTATION 18 3 ZEMENTATION IN DER BOHRTECHNIK, ERDOEL UND ERDGASGEWINNUNG 21 3.1 AUFGABEN DER BOHRLOCHZEMENTATION 23 3.2 RANDBEDINGUNGEN BEI BOHRLOCHZEMENTATIONEN 26 3.2.1 BOHRLOCHINTEGRITAET 26 3.2.2 BOHRLOCHPARAMETER 27 3.2.3 GEOLOGISCHE RANDBEDINGUNGEN BEI TIEFEN BOHRUNGEN 34 3.2.4 LAGERSTAETTENPARAMETER 37 3.3 ANFORDERUNGEN AN INJEKTIONSMEDIEN 37 3.3.1 TECHNOLOGISCHE EIGNUNG UND HANDHABUNG 38 3.3.2 KOMPATIBILITAET UND BESTAENDIGKEIT 38 3.3.3 VERFUEGBARKEIT UND QUALITAET 39 3.3.4 WIRTSCHAFTLICHKEIT 40 3.4 ZEMENTATIONSPROBLEME UND -FEHLER 41 3.4.1 VERDRAENGUNG VON BOHRLOCHSPUELUNGEN UND VERMISCHUNGSEFFEKTE 42 3.4.2 BESEITIGUNG DER FILTERKUCHEN VON BOHRLOCHSPUELUNGEN 45 3.4.3 VERTRAEGLICHKEIT MIT INHALTSSTOFFEN VON BOHRLOCHSPUELUNGEN 47 3.4.4 ZEMENTATION IN WASSEREMPFINDLICHEN FORMATIONEN 48 3.4.4.1 AUFLOESUNG VON GESTEINSKOMPONENTEN IN ZEMENTSUSPENSIONEN 48 3.4.4.2 HYDRATATION GESTEINSBILDENDER MINERALE DURCH FILTRAT VON ZEMENTSUSPENSIONEN (OHNE VOLUMENAENDERUNG) 49 3.4.4.3 HYDRATATION GESTEINSBILDENDER MINERALE DURCH FILTRAT VON ZEMENTSUSPENSIONEN (MIT VOLUMENAENDERUNG) 50 3.4.4.4 OSMOTISCHE DIFFUSION DES FILTRATES VON ZEMENTSUSPENSIONEN IM GESTEIN 51 3.4.4.5 MASSNAHMEN ZUR VERRINGERUNG VON BOHRLOCHINSTABILITAETEN 53 3.4.5 ZUFLUESSE INS BOHRLOCH 54 3.4.5.1 ZUFLUSS VON LEBEND-LAGERSTAETTENWASSER 54 3.4.5.2 ZUFLUSS VON FLUESSIGEN KOHLENWASSERSTOFFEN (LEBEND-OEL/ KONDENSATE) 55 3.4.5.3 ZUFLUSS VON FORMATIONSGASEN 56 3.4.6 FILTRATIONS UND ZIRKULATIONSVERLUSTE VON ZEMENTSUSPENSIONEN 56 3.4.7 KOMPLIZIERTE TEMPERATUR UND DRUCKVERHAELTNISSE 60 3.4.8 TRAEGERSCHAEDIGUNGDURCHZEMENTSUSPENSIONEN 60 3.4.8.1 URSACHEN DER TRAEGERSCHAEDIGUNG BEI BOHRLOCHZEMENTATIONEN 61 3.4.8.2 INVASION VON FESTSTOFFEN AUS ZEMENTSUSPENSIONEN 62 3.4.8.3 INVASION VON FILTRAT AUS ZEMENTSUSPENSIONEN 64 3.4.8.4 VERMINDERUNG VON TRAEGERSCHAEDIGUNGEN 64 3.4.8.5 BESEITIGUNG VON TRAEGERSCHAEDIGUNGEN DURCH SAEUREBEHANDLUNG 65 3.4.9 KANALBILDUNG / GASINVASION 66 3.4.10 QUALITAETSMAENGEL DES ZEMENTMANTELS 70 4 BASISKOMPONENTEN FUER DIE BOHRLOCHZEMENTATION 71 4.1 BINDEMITTEL 72 4.1.1 ANORGANISCHE BINDEMITTELSYSTEME 73 4.1.1.1 ZEMENTE FUER DIE BOHRLOCHZEMENTATION 73 4.1.1.1.1 BOHRLOCHZEMENTE NACH API / PORTLANDZEMENTE (CEM I) 78 4.1.1.1.2 HOCHOFENZEMENTE 90 4.1.1.1.3 PUZZOLANZEMENTE (TRASS UND ASCHENZEMENTE) 92 4.1.1.1.4 TONERDEZEMENTE 95 4.1.1.1.5 SONSTIGE ZEMENTE 97 4.1.1.2 MAGNESITBINDER 98 4.1.1.3 GIPSZEMENTE 101 4.1.1.4 WASSERGLAS-SYSTEME 102 4.1.1.5 SCHLACKENZEMENTE 103 4.1.1.6 SPEZIELLE ANORGANISCHE BINDEMITTELSYSTEME 106 4.1.1.6.1 QUELLZEMENTE / EXPANSIONSZEMENTE 106 4.1.1.6.2 SALZZEMENTE 109 4.1.1.6.3 THERMALZEMENTE 110 4.1.1.6.4 LEICHTZEMENTE 116 4.1.1.6.5 SCHAUMZEMENTE UND AUFGESCHAEUMTE ZEMENTSUSPENSIONEN 118 4.1.1.6.6 FEINST-ZEMENTE / MIKROZEMENTE 119 4.1.2 PARTIELL ODER REIN ORGANISCHE BINDEMITTELSYSTEME 120 4.1.2.1 KUNSTHARZE 120 4.1.2.2 POLYMERMODIFIZIERTE ZEMENTE 123 4.1.2.3 SPEZIELLE DICHTUNGSMITTEL 125 4.1.2.3.1 SCHWEFELZEMENTE 125 4.1.2.3.2 BITUMEN / ASPHALT 127 4.2 ANMACHWASSER / -LOESUNGEN FUER STANDARD-BOHRZEMENTE 128 4.2.1 WASSER-ZEMENT-FAKTOR / LOESUNG-FESTSTOFF-FAKTOR 130 4.2.2 SUESSWASSER 131 4.2.3 SALZWASSER 133 4.2.4 SPEZIELLE ANMACHLOESUNGEN 135 5 SUSPENSIONEN FUER DIE BOHRLOCHZEMENTATION 135 5.1 ANFORDERUNGEN AN ZEMENTSUSPENSIONEN FUER DIE BOHRTECHNIK 136 5.2 HERSTELLUNG VON ZEMENTSUSPENSIONEN FUER DIE BOHRTECHNIK 137 5.3 UNTERSUCHUNGSMETHODEN FUER SUSPENSIONEN FUER DIE BOHRLOCHZEMENTATION 139 5.3.1 OBLIGATORISCHE STANDARDUNTERSUCHUNGEN NACH API 139 5.3.1.1 BESTIMMUNG DES GEHALTES AN FREIEM WASSER 139 5.3.1.2 BESTIMMUNG DER VERPUMPUNGS / ABBINDEZEIT 142 5.3.1.2.1 HPHT-ZEMENTKONSISTOMETER ZUR BESTIMMUNG VON VERPUMPUNGS UND ABBINDEZEITEN 144 5.3.1.2.2 TEMPERATUR-DRUCK-PRUEFPROGRAMME FUER HPHT-UNTERSUCHUNGEN 146 5.3.2 WAHLFREIE UNTERSUCHUNGSMETHODEN 150 5.3.2.1 ERMITTLUNG DES NORMALEN UND MINIMALEN WASSERGEHALTES 150 5.3.2.2 MESSUNG DER SUSPENSIONSDICHTE 151 5.3.2.3 MESSUNG DES STATISCHEN FLUESSIGKEITSVERLUSTES 152 5.3.2.4 MESSUNG RHEOLOGISCHER KENNDATEN 155 5.3.3 NICHTSTANDARDISIERTE PRUEFVERFAHREN 158 5.4 PHYSICO-CHEMISCHE UND TECHNOLOGISCHE EIGENSCHAFTEN VON ZEMENTSUSPENSIONEN FUER DIE BOHRTECHNIK 161 5.4.1 CHEMISCHE REAKTIVITAET 162 5.4.1.1 ABBINDE / ERHAERTUNGSVORGAENGE IN STANDARD-BOHRLOCHZEMENTEN (PORTLANDZEMENTEN) 164 5.4.1.1.1 GRUNDVORSTELLUNGEN ZUR ERHAERTUNG VON STANDARD BOHRLOCHZEMENTSUSPENSIONEN (PZ) 164 5.4.1.1.2 HYDRATATION UND ERHAERTUNG UNTER ATMOSPHAERENDRUCK 166 5.4.1.1.3 HYDRATATION UND ERHAERTUNG UNTER HPHT-BEDINGUNGEN 169 5.4.1.1.4 EINFLUSS VON CASO4 AUF DIE HYDRATATION VON STANDARD BOHRLOCHZEMENTEN (PZ) 172 5.4.1.1.5 EINFLUSS VON ALKALISULFATEN AUF DIE HYDRATATION VON STANDARD-BOHRLOCHZEMENTEN (PZ) 175 5.4.1.1.6 BEDEUTUNG VON AFT UND AFM-PHASEN 176 5.4.1.2 VERPUMPUNGS / ABBINDEZEIT 178 5.4.1.2.1 TEMPERATUREINFLUSS AUF DIE VERPUMPUNGSZEIT 179 5.4.1.2.2 DRUCKEINFLUSS AUF DIE VERPUMPUNGSZEIT 182 5.4.1.2.3 EINFLUSS DES WZF AUF DIE VERPUMPUNGSZEIT 183 5.4.2 RHEOLOGISCHE EIGENSCHAFTEN 184 5.4.3 STABILITAET VON ZEMENTSUSPENSIONEN 193 5.4.4 DICHTE VON ZEMENTSUSPENSIONEN 195 5.4.5 WASSERBINDEVERMOEGEN 195 6 ZUSATZSTOFFE FUER DIE BOHRLOCHZEMENTATION (ZUSCHLAG UND FUELLSTOFFE) 196 6.1 AUFGABEN VON ZUSATZSTOFFEN (ZUSCHLAG UND FUELLSTOFFE) 197 6.2 BESCHWERUNGSMITTEL 198 6.2.1 ILMENIT 199 6.2.2 QUARZSAND 199 6.2.3 EISENARSENID UND BLEISULFID 199 6.2.4 EISENOXIDE / HAEMATIT 200 6.2.5 SCHWERSPAT / BARIUMSULFAT 200 6.2.6 SALZE 201 6.3 DICHTE-REDUZIERENDE ZUSATZSTOFFE / LEICHTERUNGSMITTEL 201 6.3.1 BENTONIT 202 6.3.2 KIESELGUR / DIATOMEENERDE 205 6.3.3 EXPANDIERTER PERLIT 205 6.3.4 GILSONIT 206 6.3.5 PUZZOLANE 207 6.3.6 ANDERE LEICHTERUNGSMITTEL 208 6.4 FUELLSTOFFE 210 7 ZUSATZMITTEL UND HILFSSTOFFE FUER ZEMENTSUSPENSIONEN IN DER BOHRTECHNIK 211 7.1 AUFGABEN DER ZUSATZMITTEL UND HILFSSTOFFE FUER DIE BOHRLOCHZEMENTATION 212 7.2 BESCHLEUNIGUNG VON ABBINDEREAKTIONEN / ABBINDEBESCHLEUNIGER 214 7.2.1 ARTEN VON ABBINDEBESCHLEUNIGERN 215 7.2.2 WIRKUNGSMECHANISMEN VON ABBINDEBESCHLEUNIGERN 217 7.2.3 EINSATZBEREICHE VON ABBINDEBESCHLEUNIGERN 218 7.3 VERZOEGERUNG VON ABBINDEREAKTIONEN / ABBINDEVERZOEGERER (SET RETARDER) 219 7.3.1 ARTEN VON ABBINDEVERZOEGERERN 221 7.3.1.1 POLYHYDROXY UND POLYCARBOXY-VERBINDUNGEN 221 7.3.1.2 AMINE, POLYAMINO UND POLYAMIDO-VERBINDUNGEN 224 7.3.1.3 ANORGANISCHE SALZE 225 7.3.1.4 KOMPLEXBILDNER 225 7.3.2 WIRKUNGSMECHANISMEN DER ABBINDEVERZOEGERER 226 7.3.3 EINSATZBEREICHE VON ABBINDEVERZOEGERER 229 7.3.3.1 VERGLEICH VON KOMMERZIELLEN ABBINDEVERZOEGERERN MIT TECHNISCHEN ROHSTOFFEN 229 7.3.3.2 WIRKUNG VON ABBINDEVERZOEGERERN IN SUSPENSIONEN VON NICHT-STANDARDISIERTEN BINDEMITTELN 231 7.4 VERBESSERUNG DES DISPERSIONSGRADES / DISPERSIONSHILFSMITTEL - FLIESSMITTEL - SUPERVERFLUESSIGER 233 7.4.1 ARTEN VON VERFLUESSIGERN 234 7.4.2 WIRKUNGSMECHANISMEN VON VERFLUESSIGERN 238 7.4.3 EINSATZBEREICHE VON VERFLUESSIGERN 240 7.5 ZEMENTSTEINSCHRUMPFUNG UND -EXPANSION 240 7.5.1 MESSUNG VON EXPANSIONS / SCHRUMPFUNGSVORGAENGEN WAEHREND DER ZEMENTSTEINBILDUNG 242 7.5.2 ZUSAETZE ZUR ZEMENTSTEINEXPANSION 242 7.6 VERHINDERUNG VON FLUESSIGKEITSVERLUSTEN (FLUID-LOSS PREVENTION) 249 7.6.1 ZUSATZMITTEL GEGEN FLUESSIGKEITSVERLUSTE (FLA / FLUID-LOSS ADDITIVES) 250 7.6.2 WIRKUNGSMECHANISMEN VON ZUSATZMITTELN GEGEN FLUESSIGKEITSVERLUSTE 255 7.7 ZUSAETZE GEGEN ZIRKULATIONSVERLUSTE (LOST CIRCULATION) 255 7.7.1 ARTEN VON ZUSAETZEN GEGEN ZIRKULATIONSVERLUSTE 256 7.8 PORENBILDNER / LUFTPORENBILDNER 257 7.9 ENTSCHAEUMER / ENTLUEFTER 259 7.10 FESTIGKEITSERHOEHENDE ZUSAETZE 260 7.11 REIBUNGSMINDERER 260 7.12 BAKTERIZIDE 262 7.13 SONSTIGE ZUSATZMITTEL UND HILFSSTOFFE IN ZEMENTSUSPENSIONEN 263 8 ZEMENTSTEINE FUER DIE BOHRLOCHZEMENTATION 265 8.1 CHEMISCHE BESTAENDIGKEIT VON ZEMENTSTEINEN GEGENUEBER AEUSSEREN EINFLUESSEN 265 8.1.1 BESTAENDIGKEIT GEGENUEBER GASFOERMIGEN MEDIEN 266 8.1.1.1 WASSERDAMPF 266 8.1.1.2 KOHLENDIOXID / CARBONATISIERUNG DES ZEMENTSTEINES 267 8.1.1.3 SCHWEFELDIOXID / SCHWEFELWASSERSTOFF 268 8.1.1.4 ANDERE GASE 270 8.1.2 BESTAENDIGKEIT GEGENUEBER FLUESSIGEN MEDIEN 270 8.1.2.1 BESTAENDIGKEIT GEGENUEBER WAESSRIGEN MEDIEN 270 8.1.2.1.1 LOESUNGEN MIT MG 2+ -LONEN 272 8.1.2.1.2 LOESUNGEN MIT SO42-IONEN 273 8.1.2.1.3 LOESUNGEN MIT CI - IONEN 276 8.1.2.1.4 EINWIRKUNG VON NACI - LOESUNGEN AUF ZEMENTSTEIN 277 8.1.2.1.5 EINWIRKUNG VON MGCH LOESUNGEN AUFZEMENTSTEIN 279 8.1.2.1.6 BESTAENDIGKEIT GEGENUEBER MISCHSALZ-LOESUNGEN / LAGERSTAETTENWAESSER (LW) 283 8.1.2.1.7 BESTAENDIGKEIT GEGENUEBER ANDEREN SAUREN WAESSRIGEN LOESUNGEN 284 8.1.2.2 BESTAENDIGKEIT GEGENUEBER NICHTWAESSRIGEN SAUREN LAGERSTAETTEN I N HA ITSSTOFFEN 284 8.2 BESTAENDIGKEIT VON ZEMENTSTEIN AUFGRUND VERSCHIEDENER ZEMENT ODER ZEMENTSUSPENSIONSEIGENSCHAFTEN 285 8.2.1 EINFLUSS VON ANMACHWASSER / -LOESUNGEN UND VOM WZF 285 8.2.2 EINFLUSS DER MAHLFEINHEIT EINES ZEMENTES 285 8.2.3 EINFLUSS DES ALTERS VON ZEMENTSTEINEN 286 8.2.4 EINFLUSS VON ZUSATZSTOFFEN (ZUSCHLAG UND FUELLSTOFFE) 287 8.2.5 EINFLUSS VON ZUSATZMITTELN 288 8.3 PRUEFMETHODEN FUER ZEMENTSTEINE 289 8.3.1 MECHANISCHE BESTAENDIGKEIT VON ZEMENTSTEINEN 290 8.3.1.1 MECHANISCHE FESTIGKEITSPRUEFUNGEN FUER ZEMENTSTEINE 291 8.3.1.1.1 DRUCKFESTIGKEITSPRUEFUNG UNTER NORMALBEDINGUNGEN 292 8.3.1.1.2 TRIAXIALE DRUCKFESTIGKEIT 294 8.3.1.1.3 BIEGEZUGFESTIGKEIT 304 8.3.2 PERMEABILITAET 305 8.3.3 ELASTIZITAETSMODUL 308 8.3.4 POROSITAET / PORENRADIENVERTEILUNG 314 8.4 WECHSELWIRKUNGEN STAHLOBERFLAECHE \| ZEMENTSTEIN \|\| FORMATION 318 8.4.1 METALLURGISCHE ASPEKTE 318 8.4.2 HAFTFESTIGKEIT VON ZEMENTSTEINEN 320 8.4.2.1 PRUEFMETHODEN ZUR HAFTSCHERFESTIGKEIT 322 8.4.2.2 HAFTSCHERFESTIGKEIT STAHLOBERFLAECHE \|\| ZEMENTSTEIN 324 8.4.2.3 HAFTSCHERFESTIGKEIT ZEMENTSTEIN \| FORMATION 327 8.4.2.4 MOEGLICHKEITEN ZUR VERBESSERUNG DER HAFTSCHERFESTIGKEIT 330 9 SYNERGISMUS BOHRLOCHCHEMIE - INSTRUMENTELLE ANALYTIK DER ZEMENT UND BAUCHEMIE 332 9.1 ANALYTIK FUER DIE BOHRLOCHZEMENTATION 332 10 SPEZIALBEREICHE DER BOHRLOCHZEMENTATION 334 10.1 ZEMENTATION IM BERGBAU 334 10.2 ZEMENTATION BEI DER ZWISCHEN-/ENDLAGERUNG VON ABFALLSTOFFEN 335 10.3 VERFUELLUNG VON AUFGELASSENEN BOHRLOECHERN 337 10.4 ZEMENTATION BEI TIEFEN TEMPERATUREN 337 10.4.1 RANDBEDINGUNGEN IM PERMAFROST-BEREICH 338 10.4.2 PROBLEMATIK DER PERMAFROST-ZEMENTATION 339 10.4.3 UNTERSUCHUNGEN ZUR ZEMENTATION BEI TIEFEN TEMPERATUREN 340 10.5 ZEMENTATION BEI HOHEN TEMPERATUREN 345 10.6 ZEMENTATION IN SALZLAGEN 347 10.6.1 ANWENDUNG VON MAGNESITBINDERN 348 10.6.1.1 EIGNUNGSUNTERSUCHUNGEN VON MAGNESITBINDERN 349 10.7 ZEMENTATION VON HORIZONTALEN BOHRUNGEN 354 10.8 ABDICHTUNG VON UNTERTAGESPEICHERN 356 10.9 ABDICHTUNG VON GEOTHERMALBOHRUNGEN 359 10.10 ZEMENTATION VON TIEFEN OFFSHORE-BOHRUNGEN 361 11 ZUSAMMENFASSUNG 364 12 LITERATUR 366
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