Petrol ve doğal gaz kuyularında kullanılan çimento katkılarının optimizasyonu

Bu çalışmada Dünya'nın başlıca enerji kaynağı olan petrolün üretildiği kuyuların koruma borularında (casing) meydana gelen korozyonu engelleme yolları araştırılmıştır. Daha önceden korozyon nedeniyle kaybedilen kuyuların derinlik, sıcaklık bilgileri ve bu sahalarda uygulanan çimento kompozisyonları testler öncesinde değerlendirilmiştir. Kuyuların yüzey-klor- korozyonu nedeniyle terk edilmesini önlemek için korozyon inhibitörlerinin gerçek saha şartlarında prizlenme performansları karşılaştırılmıştır. İnşaat sektörü tarafından sıklıkla kullanılan ve güvenilirliği birçok farklı çalışmayla kanıtlanan korozyon inhibitörlerinden, petrol ve doğal gaz sektörünün taleplerine en uygun 3 temel korozyon inhibitörü (kalsiyum nitrit, kalsiyum nitrat ve etanol amin esaslı) seçilmiş ve TPAO AR-GE merkezi laboratuvarında prizlenme testleri yapılmıştır. Yapılan testlerde API (American Petroleum Institute) G sınıfı çimento kullanılmış gerçek saha şartları olan 120 °F sıcaklık ve 3000 PSI basınç altında numunelerin prizlenme süreleri ve koyulaşma davranışları incelenmiştir. Çalışmanın neticesinde, etanol amin esaslı korozyon inhibitörünün %4 oranındaki karışımlarında prizlenme sürelerinin 12 dakikaya kadar düştüğü, koruma metoduyla en etkin rol üstlenen kalsiyum nitritin prizlenme süresinde az miktarda artışlar yaptığı ve kalsiyum nitritin petrol kuyularının çimentolanmasında güvenle kullanılabileceği sonucuna ulaşılmıştır. Petrol sektörünce en yaygın çimento priz hızlandırıcısı olarak bilinen CaCl2'nin inşaat sektöründe klor ihtivası nedeniyle korozyonu önlemek adına tercih edilmediği görülmüştür. Bu temelle kalsiyum nitrit ve kalsiyum nitratın, neat (saf) G sınıfı çimento üzerinde prizlenme süresi araştırılmıştır. Kalsiyum klorürün eriştiği hızlandırıcı etkiye rağmen kalsiyum nitrit ve kalsiyum nitratta düşük oranda geciktirici etki görülmüştür. Bu sebeple kısa süreli prizlenme talep edilen operasyonlar için kalsiyum nitrit ve kalsiyum nitratın tek başına kullanımından olumlu sonuçlar alınamayabileceği ortaya konmuştur.