Cenosferes a la indústria petrolífera

C.enosferes (també anomenat Microesferes buides) és un subproducte de les centrals elèctriques de carbó i és una esfera lleugera, inert i buida plena d'aire o gas inert. El color de la cenosfera varia del gris al gairebé blanc.
Aquesta propietat física única (baixa densitat, alta resistència, inertícia química, resistència a altes temperatures, bona fluïdesa, etc.) fa que tingui moltes aplicacions importants en la indústria petrolífera, principalment en els aspectes següents:

1. ciment de baixa densitat (cimentació)

Cenosferes (la densitat sol ser de 0,3-0,8 g/cm³) són un agent aclaridor altament eficaç. Quan afegides a la pasta de ciment, poden reduir significativament la densitat de la pasta de ciment (fins a 1,20 g/cm³ o fins i tot menys). Poden prevenir eficaçment la fracturació de formacions fràgils i reduir el risc de fuites. En comparació amb altres agents aclaridors (com la bentonita, la terra de diatomees i les cendres volants), les cenosferes poden proporcionar una resistència a la compressió més alta a densitats més baixes. Microesferes ajuden a millorar la fluïdesa i el rendiment de bombament de la pasta de ciment. Ajuden a controlar la quantitat d'aigua que es perd de la pasta de ciment a la formació. L'estructura buida proporciona un cert grau d'aïllament tèrmic, que ajuda a prevenir el xoc tèrmic de les capes de petroli i gas a alta temperatura en pous profunds a la funda de ciment.

2. Fluid de perforació (fang)

Similar a l'aplicació en fangs de ciment, Cenosferes es pot afegir a fluids de perforació a base d'aigua o de petroli per reduir la densitat global del fluid de perforació. Això és molt important per perforar formacions de baixa pressió, capes de fuites greus o quan es requereix una perforació desequilibrada (UBD). Pot reduir eficaçment la pressió del fons del pou, prevenir fuites i protegir la capa de producció. La mida reduïda i l'estructura rígida de les cenosferes la converteixen en un material de pont eficaç. Les partícules esfèriques ajuden a reduir la viscositat plàstica i el valor de rendiment del fluid de perforació i milloren la fluïdesa. Les seves partícules esfèriques també poden reduir la resistència a la fricció entre la sarta de perforació i la paret del pou, i entre la sarta de perforació i la carcassa.

3. Aïllament tèrmic i anticorrosió de canonades

El material d'aïllament tèrmic que conté cenosferes s'aplica a la paret exterior de l'oleoducte per formar una capa d'aïllament tèrmic contínua, que pot evitar eficaçment que la calor de l'oli d'alta temperatura (o del medi de baixa temperatura) de l'oleoducte es perdi a l'entorn extern (o evitar que la calor externa es transmeti a l'oleoducte de baixa temperatura), mantenint així estable la temperatura del medi de l'oleoducte i reduint el consum d'energia.

a. Reduir la càrregaPer a aplicacions on cal reduir les canonades aèries o les càrregues estructurals, l'ús de capes d'aïllament cenosfèriques pot reduir considerablement el pes total del sistema de canonades.
b. Millorar la treballabilitatEn materials a base de ciment, l'efecte de microperles esfèriques de les cenosferes pot tenir un paper lubricant, millorar la fluïdesa i la treballabilitat de la pasta, facilitar el bombament, la polvorització i l'aplicació, reduir la resistència a la construcció i formar un recobriment més uniforme i dens.
c. Millorar el rendiment anticorrosió del recobrimentEl component principal de les cenosferes és el vidre de silici i alumini, que és químicament estable, resistent a la corrosió àcida i alcalina, no participa en reaccions de corrosió i pot mantenir el rendiment durant molt de temps.

Sistema anticorrosió sinèrgic: la capa d'aïllament Cenospheres s'utilitza normalment com a part de tot el sistema anticorrosió i d'aïllament tèrmic. La capa Cenospheres proporciona principalment aïllament i millora les propietats de barrera física.

A més de les aplicacions principals esmentades, les cenosferes també tenen un impacte important en camps petrolífers submarins, dispositius flotants, aclaridors de fangs de perforació de pous de petroli, etc.