Sementering av casing i brønnen
Sementen skal danne en tett, sterk og holdbar forbindelse mellom fôringsrøret og bergartslagene i brønnen.
Sementering av casing er en viktig del av brønnbyggingen og bestemmer i stor grad brønnens levetid. Sementen pumpes ned til bunnen av brønnen og plasseres på utsiden av casingen. Sementen skal støtte casingen, og den skal isolere permeable soner, slik at ikke hydrokarboner kan bevege seg opp på utsiden av casingen.
Sementeringshøyde
Sementhøyden på utsiden av casingen er avgjørende for hvor god barriere sementen utøver mot utslipp, og hvor robust brønnen er over tid. For å oppnå riktig høyde på sementen på utsiden av casingen må det mikses opp riktig volum til det området som skal sementeres. I NORSOK D-010 står det at sementhøyder generelt skal være minimum 100 meter over bunnen av casingen (casing-skoen).
Over den siste casingen som settes i brønnen før produksjonsrøret, skal høyden være minimum 200 meter over casing-bunnen. Dersom casingen går gjennom et potensielt hydrokarbonførende lag (olje eller gass), skal sementhøyden være 200 meter over dette laget. Flere selskaper opererer med strengere krav enn NORSOK standard D-010.
Sementeringsresultatet
En godt gjennomført sementeringsjobb, med god test, er viktig for å sikre en framtidig robust brønn. Sementens sammensetning, prosedyrene for sementering, herding og testing er alle viktige faktorer som er avgjørende for om resultatet blir vellykket. Dersom sementeringsjobben ikke er vellykket, kan det få katastrofale konsekvenser.
En dårlig gjennomført sementeringsjobb var en av hovedårsakene til Deep Water Horizon-ulykken. Etter en sementjobb skal brønnen trykktestes for å se at det ikke er lekkasje i casingen. Testen på Deep Water Horizon ble ikke gjennomført i henhold til prosedyrene.
Sementkvalitet
Sementen må være tett og kunne motstå det trykket og den temperaturen som er forventet i hele brønnens levetid, også etter at brønnen er plugget og forlatt. Sementen må tåle gasser som hydrogensulfid (H2S) og karbondioksid (CO2) og ikke bli påvirket av disse. En slik påvirkning vil gjøre at sementen smuldrer opp eller sprekker.
I sementen blandes tilsetningsstoffer (additives) for å få en optimal blanding for forholdene som er i den delen av brønnen som skal sementeres.
Test av sementsammensetning
Service-selskapene som tilbyr sementering, lager tilpassede oppskrifter for hver seksjon som skal sementeres.
Sementoppskriften skal først testes i et laboratorium på land. Da brukes materialer fra lageret som er på riggen, slik at det blir en reell test med de råvarene som skal brukes i brønnen. I tillegg testes prøven under trykk og temperaturforhold som tilsvarer det området i brønnen som skal sementeres.
Når sementen er blandet, testes densitet, viskositet, gelstyrke og filtertapsegenskapene. Deretter testes størkningstid, kompresjonsstyrke (compressive strength), fritt vann og kompatibilitet til borevæske og spacer.
Filtertapsegenskapene i sementen forhindrer at vann fra sementen presses inn i formasjonen.
Sementoppskriften går gjennom flere faser med endringer og testinger til den oppnår de kravene som gjelder. Når oppskriften er godkjent, sendes den til riggen. Små feil i blandingsforhold og i valg av kjemikalier kan gi store utslag på resultatet, som for eksempel størkningstid, kompresjonsstyrke og viskositet.