امروزه تنها بكارگيري روشهاي بهينه براي راندن دوغاب به چاههاي نفت كافي نبوده و براي جدا سازي منطقه اي طبقات زمين در دراز مدت كه در طول عمرچاه تأثير زيادي دارد مي بايست از تكنولوژي جديد بهينه سازي ساخت و راندن دوغاب بطور همزمان وهماهنگ استفاده نمود.

از آنجا كه چاه سيمان شده بدون نشتي ميتواند هدايت درست سيال از مخزن به سطح را تأمين كند لذا عمليات سيمانكاري تعيين كننده طول عمر چاه بوده و نشان مي دهد كه چاه تا چه مدت ميتواند مولد و بدون نياز به تعمير باقي بماند. علاوه بر مسأله ايمني و كاهش هزينه، مسأله زيست محيطي مربوط به مواد شيميايي نيز با سيمانكاري مرتبط است كه حفاظت سفره آبها در حين و پس از حفاري از آن جمله است.

در طي عمليات سيمانكاري، نگهداري و حفظ فشار فضاي حلقوي بين فشار سازند و فشار شكست سازند با اهميت و بحراني ميباشد. چنانچه فشار فضاي حلقوي كمتر از فشار سازند شود، سيال داخل سازند به چاه وارد و نهايتا" باعث ايجاد فوران ميشود و چنانچه فشار هيدروستاتيك فضاي حلقوي از فشار سازند بيشتر شود، نشت و نفوذ سيال به داخل سازند صورت مي گيرد كه هم شكست سازند و هم آسيب به چاه را بدنبال دارد. ضمن اينكه مقدار زيادي سيال حفاري يا سيمان در اثر شكست سازند به داخل زمين هرز ميرود.

اولين پارامتر مؤثر در فشار هيدروستاتيك چاه در حفاري و سيمانكاري وزن حجمي سيالات مورد استفاده است كه سازندهاي اطراف چاه در معرض تماس و تحت فشار آنها خواهند بود. دومين عامل، رئولوژي سيال در حين جانشيني است. متخصصين معتقدند كه پارامتر وزن دوغاب را ميتوان در فازهاي طراحي و اجرا كنترل نمود اما مسأله كنترل رئولوژي واقعي دوغاب نسبت به كنترل وزن مشكلتر است.

دوغابهاي سبك وزن سيمان به دوغابهايي گفته ميشود كه وزن آنها بين (PCF90تا 111) باشد. با توجه به استاندارد API در مقدار آب به سيمان دوغابها براي كلاسهاي مختلف سيمان، سبك ترين دوغاب خالص را ميتوان با كلاس C و با نسبت آب به سيمان برابر 56/0 به وزن ( PCF111) تهيه نمود.

از آنجا كه بسياري از سازندها تحمل فشار هيدروستاتيكي چنين دوغابهايي را ندارند. براي جلوگيري از شكستن طبقات و هرزروي دوغاب در سازندها در مقاطع ضعيف و شكننده بايد دوغابهاي سبكتري را بكار برد.

 

براي سبك كردن دوغاب سيمان امروزه سه روش وجود دارد كه دو روش اول معمول و مورد علاقه اكثر شركتها است.

روش اول: استفاده از افزودنيهاي آبخواه يا اكستندر

روش دوم: استفاده از افزودنيهاي سبك وزن جامد در دوغاب براي كاهش وزن

روش سوم: استفاده از هيدروكربورهاي مايع، مانندگازوئيل يا نفت سفيد با وزن مخصوص كمتر از يك وايجاد امولسيون آنها در آب

 

دلايل اصلي استفاده از دوغابهاي سبك را ميتوان در موارد زير خلاصه نمود:

1-    كاهش فشارهيدروستاتيك ستون سيمان براي جلوگيري از شكستن طبقات و هرزروي ومتعاقب آن فوران احتمالي چاه

2-    كاهش وزن ستون سنگ سيمان پشت لوله جداري بدليل معلق بودن رشته هاي جداري

3-    جلوگيري از كانال زدن و مهاجرت گاز درحالتي كه طول رشته جداري زياد است.

4-    جلوگيري از اعمال فشار زياد توسط پمپها وجلوگيري از پاره شدن لوله ها يا خميدگي آنها

 

اهداف استفاده از مواد سبك كننده دوغاب را ميتوان به صورت زير خلاصه كرد:

1-    كاهش وزن دوغاب و درنهايت كاهش وزن سنگ سيمان

2-    افزايش استحكام اوليه سنگ سيمان

3-    جلوگيري از هرزروي دوغاب

4-    تقويت دوام سنگ سيمان در طول زمان با كاهش نفوذپذيري و مقاومت در برابر حرارت

5-    كاهش اثر جدايش آب از دوغاب

6-     افزايش حجم دوغاب با كمترين مخارج

7-    افزايش يا كاهش زمان نيم بندشدن دوغاب بعنوان اثر جانبي افزودنيها