坑井セメント作業における炭素排出削減のための最適化された低ポルトランドセメントシステム

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

🔬研究者:Provides field-validated data on SCM substitution in cementing, useful for further research on low-carbon cement formulations.

🏢実務担当者:Offers a proven method to reduce carbon footprint in well cementing operations while maintaining performance, applicable to similar projects.

🏛政策担当者:Demonstrates a practical, cost-effective emission reduction strategy in a hard-to-abate sector, informing policy on industrial decarbonization.

抄録 表面および中間ケーシング用途向けの低ポルトランドセメントスラリーシステムの設計、室内評価、および現場適用について述べる。本研究では、ポルトランドセメントの一部を補助セメント質材料（SCMs）で置換し、重要な性能パラメータを維持しながら炭素フットプリントを低減した。最適化された配合は、広い密度範囲において安定したレオロジー、制御された稠化時間、十分な圧縮強度、および効果的なゾーン分離を示した。 本システムはオマーンにおける大規模掘削プロジェクトのために開発され、社内のブレンド能力を備えた現地製造セメントを使用した。室内試験では、レオロジー、稠化時間、安定性、および圧縮強度が従来のポルトランドセメントシステムと同等であることが示された。パイロット試験により、混和性、ポンプ圧送性、および一貫性が確認された。最適化されたブレンドは国内のバルクプラントで調製され、標準的なスラリー混合・圧送設備を用いて展開された。Class Gセメントスラリーとの比較により、強度と設置挙動が同等であることが確認された。これらの結果は、ポルトランドセメントのSCMsによる部分置換が同等の圧縮強度と流体特性を提供し、坑井建設における低ポルトランドセメントシステムの技術的実現可能性を確立したことを裏付けるものである。 室内試験により、13 3/8インチ表面ケーシング（17.2 kPa/mまたは14.6 lbm/gal）および9 5/8インチ中間ケーシング（13.8 kPa/mまたは11.7 lbm/gal）向けの低ポルトランド設計における最適なセメント対SCM比が確立された。その後のスラリー開発試験により、低ポルトランドスラリー設計が安定したレオロジー、十分な稠化時間、および表面ケーシング設計では1,400 psiを超え、低密度中間ケーシング設計では500 psiを超える圧縮強度値を提供することが検証された。室内試験結果は、SCM置換による水和または構造的完全性への悪影響がないことを示し、初期圧縮強度発現を確認した。現場での混合では、正確な密度管理（設計密度に対し±0.05 lbm/gal）と、運用上の問題のない円滑な実施が達成された。ポルトランドセメントの37%をSCMsで置換することにより、二酸化炭素（CO2）排出量が月間約130トン削減され、材料効率が向上し、技術的性能を完全に維持したまま、測定可能な環境および資源効率上の利点が得られた。 本研究は、容易に入手可能な材料と確立されたインフラを用いた、低炭素セメンチングへの現場検証済みの経路を示すものである。本システムは、坑井の完全性を損なうことなく、測定可能な排出削減、運用上の回復力、および費用効率を達成する。本アプローチは、持続可能な坑井建設への拡張可能かつ実用的な移行を提供し、オマーンにおける日常的な油田操業へのSCMベースのセメント設計の新規な統合を代表するものである。

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 The design, laboratory evaluation, and field implementation of a reduced-Portland cement slurry system for surface and intermediate casing applications is presented. In this study, a portion of Portland cement was replaced with supplementary cementitious materials (SCMs) to lower the carbon footprint while maintaining critical performance parameters. The optimized formulation demonstrated stable rheology, controlled thickening time, adequate compressive strength, and effective zonal isolation in a broad density range. The system was developed for a large-scale drilling project in Oman and used locally manufactured cement with an in-house blending capability. Laboratory testing showed rheology, thickening time, stability, and compressive strength comparable to legacy Portland cement systems. Pilot testing confirmed mixability, pumpability, and consistency. The optimized blend was prepared at the in-country bulk plant and deployed using standard slurry mixing and pumping equipment. Comparison with Class G cement slurries confirmed equivalent strength and placement behavior. These results confirm that partial substitution of Portland cement with SCMs provided equivalent compressive strength and fluid properties and established the technical feasibility of reduced-Portland cement systems for well construction. Laboratory testing established the optimal cement-to-SCM ratios for the reduced-Portland designs for a 13 3/8-in. surface casing (17.2 kPa/m or 14.6 lbm/gal) and 9 5/8-in. intermediate casing (13.8 kPa/m or 11.7 lbm/gal). Subsequent slurry development testing verified that reduced-Portland slurry designs provide stable rheology, adequate thickening time, and compressive strength values that exceed 1,400 psi for surface casing designs and 500 psi for low-density intermediate casing designs. Laboratory results indicate no adverse impact on hydration or structural integrity because of SCM substitution and confirm early compressive strength development. Field mixing achieved accurate density control (±0.05 lbm/gal of design density) and smooth execution with no operational issues. Substitution of 37% of Portland cement with SCMs reduced carbon dioxide (CO2) emissions by approximately 130 tons per month and improved material efficiency, with full retention of technical performance and measurable environmental and resource efficiency benefits. This work demonstrates a field-validated pathway to lower-carbon cementing using readily available materials and established infrastructure. The system achieves measurable emission reductions, operational resilience, and cost efficiency without any loss of well integrity. The approach provides a scalable and practical transition toward sustainable well construction and represents a novel integration of SCM-based cement design into routine oilfield operations in Oman.

• crossref https://doi.org/10.2118/232546-msfirst seen 2026-05-18 05:32:00 · last seen 2026-05-31 05:00:18