Lightweight Cement Systems Help Prevent Permafrost Melt
Notice bibliographique
Résumé
Abstract As an increasing number of thermal wells are drilled in arctic and subarctic regions, such as the north slope of Alaska and northern Canada, there is an urgent need for lightweight cement systems with thermally insulating properties. Significant temperature changes resulting from activities such as shut-in, steam injection, and production can lead to increased temperatures in the wellbore. As the wellbore temperature rises, there is an increased risk of melting permafrost, which can allow the formation to move and result in costly damage to the well. Lightweight and thermally insulating cement would contribute to the life of a well by maintaining low thermal conductivity while providing structural support for the casing strings. This study compares the thermal and mechanical properties of water-extended, foam, and microsphere cements with densities of 1.32, 1.50, and 1.68 specific gravity (SG) (11, 12.5, and 14 lbm/gal). To simulate several different conditions in a well, thermal conductivity of the foam system was measured for dried, as-poured, and saturated conditions. While the amount of air or fluid in the foam samples influenced the measured thermal conductivity, both microsphere and foamed systems appeared to be comparable. Initial findings from mechanical properties testing demonstrated foamed slurries have higher tensile and compressive strengths. Under confining pressure, the foam cement system had a larger failure envelope and would be able to withstand greater downhole pressure increases compared to the microsphere design at the same density. When designing wells in areas with permafrost, including a cement system with low thermal conductivity would help minimize the risk of melting the permafrost and maximizing the longevity of the well. This paper reviews several possible lightweight solutions and presents the thermal and mechanical properties of various foam and microsphere cement designs.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».