POBOLJŠANJE MEHANIČKIH SVOJSTAVA CEMENTNOGA KAMENA U NAFTNIM BUŠOTINAMA UPOTREBOM POLIPROPILENSKIH VLAKANA I ISPITIVANJE NOVE LABORATORIJSKE METODE ZA MJERENJE ČVRSTOĆE VEZANJA CEMENTNOGA KAMENA NA ZAŠTITNE CIJEVI

The main objective of this study is to enhance the poor performance of oil well cement in terms of mechanical properties by using pure polypropylene fibers. Polypropylene fibers were added in increasing concentrations from 0 to 0.1%, 0.3%, 0.5%, 0.7%, and 0.9% by weight of cement (BWOC). Rheological parameters, density, fluid loss, permeability, porosity, compressive strength, tensile strength, and flexural strength were all tested. A new method for measuring the tensile strength of cement samples in the presence of a casing is also evaluated in this research. In addition, the interfacial bonding shear strength, which represents the strength of cement adhesion to the casing, was measured using a new laboratory procedure. The influence of adding polypropylene fibers on rheology, density, and fluid loss can be ignored, according to the results of the experiments. The permeability and porosity of cement samples increased as the proportion of polypropylene fibers increased, according to the findings. Further, an increase in polypropylene fibers concentration up to 0.3% BWOC led to improving the mechanical properties at different curing times. The bonding strength of the casing cement interface improved with increasing polypropylene fibers concentration up to 0.5% BWOC.Glavni je cilj ovoga istraživanja poboljšati učinkovitost cementnoga kamena u naftnim bušotinama u pogledu mehaničkih svojstava korištenjem čistih polipropilenskih vlakana. U istraživanju su polipropilenska vlakna dodavana u koncentracijama od 0 do 0,1 %, 0,3 %, 0,5 %, 0,7 % i 0,9 % masenoga udjela cementa (engl. by weight of cement, BWOC). Ispitana su reološka svojstva, gustoća, gubitak fluida, propusnost, poroznost, tlačna čvrstoća, vlačna čvrstoća i čvrstoća na savijanje. U ovome je istraživanju također ispitivana i nova metoda za mjerenje vlačne čvrstoće uzoraka cementnoga kamena u kombinaciji sa zaštitnim cijevima. Osim toga, novim laboratorijskim postupkom izmjerena je posmična čvrstoća međufaznoga vezanja, koja predstavlja snagu adhezije između cementnoga kamena i zaštitnih cijevi. Na temelju provedenoga istraživanja moguće je zaključiti da je utjecaj polipropilenskih vlakana na reološka svojstva, gustoću i svojstvo gubitak fluida zanemariv. Rezultati upućuju na to da se povećanjem udjela polipropilenskih vlakana povećava propusnost i poroznost uzoraka cementnoga kamena. Nadalje, povećanje koncentracije polipropilenskih vlakana do 0,3 % masenoga udjela cementa dovelo je do poboljšanja mehaničkih svojstava u različitim vremenima očvršćivanja. Čvrstoća vezivanja cementnoga kamena duž zaštitnih cijevi poboljšana je povećanjem koncentracije polipropilenskih vlakana do 0,5 % masenoga udjela cementa

ISPITIVANJE MOGUĆNOSTI KORIŠTENJA ČEŠERA KAO EKOLOŠKI PRIHVATLJIVIH ADITIVA U ISPLAKAMA NA BAZI VODE

This study is investigating the possibility of using pinecones as additive materials to develop a water-based drilling mud. Pinecones are environmentally friendly agricultural wastes and have no practical applications. Therefore, this study is of great importance in that it highlights the investment of these natural waste materials in practical fields. The study focused on the effectiveness of pinecone powder in a water-based drilling mud. To this end, an experimental study on five types of pinecones (Austrian pinecones, Black Hills Spruce, Sitka Spruce, Norway Spruce, and White pinecones) was performed and tested to determine their ability to reduce filter loss and also the effect of those eco-friendly materials on the rheological properties and density of the mud. In the study, 26 samples of water-based mud mixed with the different types of pinecones at different concentrations based on the weight of mud sample (1 wt%, 2 wt%, 3 wt%, 4 wt%, and 5 wt%) were used to perform the experiments. The results of the study showed that pinecones have a great ability to reduce filter loss, particularly Norway Spruce cones, which, based on this study, are considered the superior type with a concentration of 3 wt%.Ovo istraživanje obuhvaća ispitivanje mogućnosti upotrebe češera kao aditiva u isplakama na bazi vode. Češeri su ekološki poljoprivredni otpad i kao takav nemaju praktičnu primjenu. Stoga ovo istraživanje ima veliku ulogu u isticanju potrebe investiranja u upotrebu prirodnoga otpada u praktične svrhe. Fokus je ovoga istraživanja na poboljšanju reoloških svojstava i gustoće isplake na bazi vode dodavanjem praškastoga materijala dobivenoga mljevenjem češera. Također, primjena navedenoga praha kao aditiva za sprečavanje gubitka cirkulacije smanjuje zagađenje okoliša te znatno smanjuje troškove isplake na bazi vode. U ovome su radu provedena ispitivanja pet tipova češera (austrijski šišar, smreka Black Hills, sitkanska smreka, norveška smreka i bijeli bor) i njihove sposobnosti smanjenja gubitka fluida, kao i utjecaj toga ekološki prihvatljivoga materijala na reološka svojstva i gustoću isplake. Ispitivanje je provedeno na 26 uzoraka isplake na bazi vode koje su sadržavale različite tipove češera dodane pri različitim koncentracijama (težinski udio 1 %, 2 %, 3 %, 4 % i 5 %). Rezultati istraživanja pokazuju da češeri imaju znatnu sposobnost sprečavanja gubitka fluida, posebice češeri norveške smreke, koji su se tijekom ovoga istraživanja, u usporedbi s ostalim češerima, pokazali kao najučinkovitiji, i to pri koncentraciji 3 % težinskoga udjela