世界初の15.8-ppgジオポリマーセメントフリーシステム：インドネシア発の国産材料による低炭素坑井建設とCO2削減の革新

Unofficial AI-generated summary based on the public title and abstract. Not an official translation.

🔬研究者:Provides field-validated data on geopolymer cement replacement, useful for low-carbon construction research.

🏢実務担当者:Offers a proven alternative to Portland cement for well construction, reducing Scope 1 emissions and supporting sustainability targets.

🏛政策担当者:Highlights a concrete technology for reducing upstream emissions, relevant for national decarbonization policies.

抄録 坑井建設は、一次および是正セメンチングが高排出のポルトランドセメントに依存しているため、上流部門における削減困難な排出源の主要な一つである。セメント生産は、石灰石の仮焼と高温処理により、1トン当たりおよそ1トン（メトリックトン）のCO2を排出する。Pertamina Hulu Rokan（PHR）では、年間のセメンチング活動が34,000トン超のCO2換算量を排出している。Pertaminaの2060年ネットゼロ義務を支援するため、低炭素バリア技術を通じた影響の大きい削減機会が特定された。本論文は、試験された現場条件下において従来のClass Gセメントの代替としてそのまま使用できる（ドロップイン代替）ように設計された、新規のセメントフリー・ジオポリマーバリアシステムの学際的開発、実験室での認定、および現場展開について述べる。従来システムとは異なり、ジオポリマーはクリンカ工程とそれに伴うCO2排出を排除することで機械的完全性を生み出す。設計されたジオポリマーは、主に国内調達の鉱物を活用し、好ましいライフサイクルエネルギーおよび炭素強度、サプライチェーンの安全性、そしてより広範な持続可能性への影響を可能にした。包括的な実験室試験プログラムにより、ジオポリマーシステムが、さまざまな模擬地表混合および坑内条件下において、安定したレオロジー、柔軟な増粘時間、最小限の遊離水、および急速な強度発現を提供することが実証された。これらの特性は、PHRにおける表層ケーシング用途の運用および完全性基準を満たすか、それを上回った。現場パイロット試験は、坑井バリアへのセメントフリー・ジオポリマーの使用としてはインドネシア初、99%の現地調達率を備えた15.8-ppgジオポリマースラリーの適用としては世界初であり、既存のリグ機器または手順を変更することなくM-Fieldで成功裏に実施された。圧力試験およびセメント結合検層（CBL）を通じて評価された運用性能は、Class Gセメントに匹敵する設置品質、界面結合、およびゾーン分離を確認した。業界標準（IPCC 2021 CC-GWP100）を用いたライフサイクル分析では、Class Gセメントと比較して埋め込みCO2が83.5%削減され、単一ジョブで16.56トンのCO2を回避した。Rokanフィールド操業全体に外挿すると、年間排出量は信頼性または坑井完全性を損なうことなく最大28,900トン削減される可能性がある。これらの結果は、成熟した堆積盆地における低炭素ジオポリマーシステムの拡大のための技術的基盤を確立し、石油およびガス操業におけるインドネシアのより広範な脱炭素アジェンダを支援するものである。

AI 翻訳（deepseek-v4-flash）。 正確を期す場合は下の原文を参照してください。

Abstract Well construction is a major source of hard-to-abate emissions in the upstream sector, as primary and remedial cementing rely on high-emission Portland cement. Cement production releases roughly one metric ton of CO2 per ton due to limestone calcination and high-temperature processing. In Pertamina Hulu Rokan (PHR), annual cementing activities contribute more than 34,000 tonnes of CO2eq. To support Pertamina's 2060 net-zero mandate, a high-impact reduction opportunity was identified through low-carbon barrier technologies. This paper presents the multidisciplinary development, laboratory qualification, and field deployment of a novel cement-free geopolymer barrier system engineered as a drop-in alternative to conventional Class G cement under the tested field conditions. Unlike traditional systems, geopolymers generate mechanical integrity by eliminating the clinker step and its associated CO2 emissions. The designed geopolymer leveraged predominantly domestically sourced minerals, enabling favorable lifecycle energy and carbon intensity, supply-chain security, and broader sustainability impacts. A comprehensive laboratory testing program demonstrated that the geopolymer system offers stable rheology, flexible thickening time, minimal free fluid, and rapid strength development under a range of simulated surface-mixing and downhole conditions. These properties met or exceeded operational and integrity criteria for surface-casing applications at PHR. The field pilot—Indonesia's first use of cement-free geopolymer for well barrier and the world's first application of a 15.8-ppg geopolymer slurry with 99% local content—was successfully executed in the M-Field with unmodified existing rig equipment or procedures. Operational performance, evaluated via pressure testing and cement bond logs, confirmed placement quality, interfacial bonding, and zonal isolation comparable to Class G cement. Lifecycle analysis using the industry standard (IPCC 2021 CC-GWP100) showed an 83.5% embedded CO2 reduction versus Class G cement, avoiding 16.56 tonnes CO2 in a single job. Extrapolated across Rokan field operations, annual emissions could decrease by up to 28,900 tonnes without compromising reliability or well integrity. These results establish a technical foundation for scaling low-carbon geopolymer systems in mature basins and support Indonesia's broader decarbonization agenda in oil and gas operations.

• openalex https://doi.org/10.2118/233129-msfirst seen 2026-08-05 04:54:42