Sustainable cement slurry using rice husk ash for high temperature oil well

Vidal, Anderson V.; Araújo, R.G.S.; Freitas, Júlio Cézar de Oliveira

doi:10.1016/j.jclepro.2018.09.058

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“…Sin embargo, si se disminuye el impacto asociado a la minería extractiva al reducir la cantidad de piedra caliza y arena utilizados para la fabricación del cemento. Por otro lado, entendiendo que las investigaciones anteriores han encontrado que las CA y CH sólo requieren temperaturas de entre 500℃ -900 ℃ para cumplir con las propiedades de resistencia esperadas (Akhil & Kumar, 2015;Jhatial et al, 2019;Vidal et al, 2018), se encuentra un nicho de mejora en el proceso actual e implicaría una reducción significativa del impacto asociado a la generación de energía por combustión. Ya que el proceso estudiado se realizó teniendo en cuenta una incineración a una temperatura superior a los 1400 ℃ (Mamlouk & Zaniewski, 2009).…”

Section: Discussionunclassified

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Análisis del ciclo de vida (ACV): De un cemento producido con reemplazo de cáscara de huevo y cáscara de arroz

Frías-Gutiérrez¹,

Revuelta-Muñoz²,

Pacheco-Bustos³

2022

Producción + Limpia

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Introducción. La industria cementera es una de las causantes del cambio climático, por lo que las investigaciones actualmente están enfocadas en utilizar materiales de desecho que puedan reducir la cantidad de materia prima que se extraiga para su fabricación. Así como también es necesario evaluar los daños ambientales asociados a estos nuevos productos que garanticen la reducción de los efectos negativos. Objetivo. Evaluar los impactos ambientales, utilizando el análisis del ciclo de vida (ACV) basado en la norma ISO 14040, ocasionados por una cadena de producción de cemento Portland con un reemplazo de 14 % de cáscara de huevo y 5 % de cáscara de arroz, manteniendo los procesos actuales como molienda e incineración con el mismo consumo energético. Materiales y métodos. Para el análisis del inventario se tuvo en cuenta la base de datos de Agribalyse v3.0.1, la cual es un un repositorio francés para el análisis de ACV del sector agrícola y alimentario, estas inmersas en el software a usar como es OpenLCA. Para esto el cemento con porcentaje de reemplazo de cáscara de huevo (14 %) y cascarilla de arroz (5 %) se requiere: • Cáscara de huevo y cascarilla de arroz. • Insumos energéticos de sistemas externos como el carbón y la electricidad. • Piedra Caliza, Arena y Yeso. • Transporte de materiales Y generan ambos como salidas un cemento Portland con reemplazo de 14 % de CH y 5 % de CA (para 1 tonelada de cemento). Resultados. Es posible observar que la industria con mayor aporte al cambio climático es la relacionada con la producción de energía en forma de combustión, la cual aporta un total de 398,10 kg de CO2 equivalente por cada tonelada de cemento con reemplazo de 14 % de CH y 5 % de CA, este proceso es relacionado durante la etapa de producción en los procesos de incineración. Así mismo, la segunda industria con más aporte al cambio climático es la industria minera, la cual es responsable de la liberación 200,10 kg de CO2 equivalente por cada tonelada de este tipo de cemento. Conclusiones. Mediante este estudio se pudo constatar que el uso de reemplazo de 14 % de CH y 5 % de CA en un cemento Portland y su incorporación en el proceso actual, implica una disminución en todos los impactos ambientales asociados. Ya que, a pesar de se generen nuevos efectos asociados a la producción del arroz, estos siempre estarán presentes debido a que es un producto alimentario de primera necesidad que genera gran cantidad de residuos al no disponer adecuada su cáscara, por lo que adicionarla junto a otro desecho como las cáscaras de huevo implica una mejora encaminada a la economía circular.

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Section: Discussionunclassified

“…Adicionalmente, al calcinar este desecho se obtiene un material Puzolánico que es usado ampliamente en procesos industriales para la fabricación de concreto, cerámicas, aislantes, etc. (Vidal et al, 2018).…”

unclassified

Análisis del ciclo de vida (ACV): De un cemento producido con reemplazo de cáscara de huevo y cáscara de arroz

Frías-Gutiérrez¹,

Revuelta-Muñoz²,

Pacheco-Bustos³

2022

Producción + Limpia

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“…Wellbore conditions and casing program of deep wells and ultra-deep wells are complicated [6], which is why the operation in well-cementing operation is difficult. The influence of underground high temperature, high pressure, narrow clearance and other factors is usually considered in well-cementing operations [19,20]. It needs to be designed from the perspectives of slurry rheology, density stability, water loss control, thickening time regulation, early compressive strength development and long-term sealing performance.…”

Section: Design Principlesmentioning

confidence: 99%

“…Among them, C 3 S and C 2 S account for about 80% of the total mineral content. When the temperature is low, the hydration products of the two minerals are mainly C-S-H gel and Ca(OH) 2 , and these hydration products have good mechanical properties [19,20]. Existing studies have shown that a critical temperature value exists in the strength retrogression of oil well Grade G cement stone with the increase in temperature [5].…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Design and Evaluation of High-Temperature Well Cementing Slurry System Based on Fractal Theory

Guo

et al. 2021

Energies

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The efficient development of oil and gas resources is inseparable from the progress of drilling technology and the safety of the long life cycle of wellbore. At present, exploration and development is expanding to deep and ultra-deep areas. The long life cycle safety of deep and ultra-deep wells is mainly realized by the sealing performance of cement slurry. Additionally, the accumulation degree of cement slurry particles is closely related to sealing performance. Based on fractal theory, an accumulation model of continuous distribution of additive material particles was designed, which can determine the range of fractal dimension necessary to realize the tight stacking and guide the proportion of solid admixture. The formulation of high temperature-resistant cement slurry was prepared by designing the ratio of solid admixture and optimizing the high temperature-resistant liquid admixture. The evaluation of engineering and temperature resistance of the cement slurry proves the rationality of the accumulation model, which can be applied to the design of a high temperature cementing slurry system in deep and ultra-deep wells.

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“…Currently, the petroleum exploration and exploitation technologies are becoming more mature, and the exploitation is gradually advancing to the deep and ultra-deep wells (Vidal et al, 2018;Guo et al, 2019;Kuzielová et al, 2019). At present, the temperature of the deep wells can reach up to 110-150 °C (Wang et al, 2019), whereas the temperature of the ultra-deep wells can reach above 200 °C (Bu et al, 2016;Vidal et al, 2018;Guo et al, 2020). Under such working conditions, the mechanical properties of the conventional class G cement systems are significantly deteriorated and cannot meet the cementing quality requirements (Wei et al, 2021).…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

High-Temperature Mechanical Properties and Microstructure of High Belite Cement

Xie²,

Yang

et al. 2022

Front. Mater.

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The use of the class G oil well cement for cementing in high-temperature deep-seated oil and gas wells declines its mechanical properties, which limit its application under high-temperature conditions. The high belite cement (HBC), a new class of energy-saving and environmentally friendly cement, has been widely used in recent years. In this study, the mechanical properties, phase composition and microstructure of HBC and quartz sand have been analyzed at high temperature, so as to optimize the amount of sand and provide guidelines for further exploring the application of HBC in the high-temperature oil and gas well cementing. The experimental results show that the high-temperature mechanical properties of the cement stone mixed with 40% quartz sand are the highest, thus, delaying the decline in the strength to the greatest extent. The microscopic analysis reveals that HBC produces dicalcium silicate hydrate and hydroxyl silicon calcium stone at high temperature. On mixing the quartz sand, xonotlite is observed to appear in the cement hydrate phase. These products are observed to be small in size and dense in structure, thus, leading to a delay in the decline of the high-temperature mechanical properties of the cement stone.

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Sustainable cement slurry using rice husk ash for high temperature oil well

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Análisis del ciclo de vida (ACV): De un cemento producido con reemplazo de cáscara de huevo y cáscara de arroz

Análisis del ciclo de vida (ACV): De un cemento producido con reemplazo de cáscara de huevo y cáscara de arroz

Design and Evaluation of High-Temperature Well Cementing Slurry System Based on Fractal Theory

High-Temperature Mechanical Properties and Microstructure of High Belite Cement

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