Document
Bi-optimization of durability and rheological performance of oil well cement slurry using locally sourced extender.
Identifier
DOI:10.53540/tjer.vol19iss1pp73-84
Source
The Journal of Engineering Research (TJER), v. 19, no. 1, p. 73-84.
Contributors
Other titles
التحسين الثنائي للمتانة والأداء الانسيابي لملاط الأسمنت النفطي باستخدام موسع من مصادر محلية.
Country
Oman
City
Muscat
Publisher
College of Engineering, Sultan Qaboos University.
Gregorian
2022
Language
English
Subject
English abstract
Bentonite used during drilling and cementing operations in Nigeria are imported into the country despite the availability of this raw material, which will increase the Gross Domestic Products (GDP) of this country if properly processed and utilized instead of imported bentonite. This investigation evaluated the performance of three selected Nigerian bentonites sourced from the South-Western part of Nigeria for oil well-cementing operation. The raw and beneficiated samples from each location were prepared and characterized using X-ray Fluorescence (IVT-20 XRF) to determine the elemental composition of each sample pre and post beneficiation. The beneficiated sample with properties close to that of Wyoming bentonite was chosen for the oil well cement slurry analysis. The measured parameters used in the analysis of the suitability of local samples used in oil well-cementing operation were compressive strength and rheological properties. Box-Behnken Design (BBD) was used for the study of the optimum quantity of bentonite required for cementing specification and bi-optimization values for both the comprehensive and rheological properties. The results of this investigation showed that all local clay samples in raw form failed the specification of the American Petroleum Institute (API). After beneficiation, Ibeshe Bentonite (IB) had the highest sodium content and the ratio of the exchangeable cations, 190% increment in sodium-ion was recorded in IB after beneficiation and the slurry yield of IB (2.7 ft³ per sack) was greater than that of Wyoming Bentonite (1.9 ft³ per sack) when both are subjected to the same experimental condition. Bi-optimization models predicted optimum experimental conditions with an accuracy of between 0.35% and 1.26% for both comprehensive and rheological parameters.
ISSN
Online: 1726-6742
Print: 1726-6009
Arabic abstract
يتم استيراد البنتونيت المستخدم أثناء عمليات الحفر والتدعيم في نيجيريا على الرغم من توفر المادة الخام، مما يزيد من الناتج المحلي الإجمالي لهذا البلد إذا تمت معالجته واستخدامه بشكل صحيح بدلاً من البنتونيت المستورد. قَيَّمَ هذا البحث أداء ثلاثة أنواع مختارة من البنتونيت النيجيري المستخرج من الجزء الجنوبي الغربي من نيجيريا لتدعيم آبار النفط بالأسمنت. تم تحضير العينات الخام والمستفيدة من كل موقع وتمييزها باستخدام الأشعة السينية الفلورية لتحديد التركيب الأولي قبل وبعد التخصيب. تم اختيار العينة المستفيدة التي تمتلك خصائص قريبة من تلك الخاصة ببنتونيت وايومنغ لتحليل ملاط الأسمنت لآبار النفط. تضمنت المعايير المقاسة تحليل ملاءمة العينات المحلية لعملية تدعيم آبار النفط، مثل مقاومة الانضغاط والخصائص الانسيابية. تم استخدام تصميم Box-Behnken لتحديد الكمية المثلى من البنتونيت المطلوبة للمواصفات، إضافةً إلى تحديد قيم التحسين الثنائي لكل من الخصائص الشاملة والانسيابية. أظهرت نتائج هذا البحث أن جميع عينات الطين المحلية في شكلها الخام لم تستوفِ مواصفات معهد البترول الأمريكي (API). وبعد التخصيب، سجلت عينة البنتونيت Ibeshe أعلى نسبة من الصوديوم ونسبة الكاتيونات القابلة للتبادل، حيث زادت أيونات الصوديوم بنسبة 190% بعد التخصيب، كما أن إنتاجية الملاط لهذه العينة (2.7 قدم مكعب لكل كيس) كانت أكبر من تلك الخاصة ببنتونيت وايومنغ (1.9 قدم مكعب لكل كيس) عند خضوعهما لنفس الظروف التجريبية. تنبأت نماذج التحسين الثنائي بالظروف التجريبية المثلى بدقة تتراوح بين 0.35% و1.26% لكل من المعايير الشاملة والانسيابية.
Category
Journal articles