استفاده از روش طراحی آزمایش سطح پاسخ (RSM) به منظور بررسی خصوصیات مکانیکی سیمان مورد استفاده در چاه های نفتی

روش های بسیاری جهت بهبود و بهینه سازی عملیات سیمان کاری چاه های نفتی مورد بررسی قرار گرفته اند. در این تحقیق اثر ترکیبات پلی آکریل آمید (APAM) و کلرید کلسیم (CaCl2) و همچنین شکل و قطر داخلی قالب بتنی، بر مقاومت فشاری سیمان جایگذاری شده در میان سازند و لوله جداری مورد بررسی قرار گرفته است. به منظور کاهش تعداد متغیرهای قابل کنترل موجود، سطوح تاثیرگذار بر متغیرها و برهمکنش میان آن ها تعیین شده و طراحی آزمایشی با استفاده از روش سطح پاسخ، با طراحی ترکیب مرکزی (CCD)، صورت گرفته است. مقاومت فشاری سیمان در 10 آزمایش مجزا و در بازهزمانی 7 روز، با سه تکرار در هر آزمایش (مجموعا 30 آزمایش)، اندازه گیری و روابط میان متغیرها و نمودارهای مربوطه، با آنالیز مقادیر حاصل، تعیین شده است. بر اساس آنالیز انجام شده مدل انتخابی برای مقاومت فشاری نمونه های 7 روزه مدلی خطی است و تابع تبدیل منطبق بر مقادیر مقاومت تابعی توانی با مقدار Lambda= 0.21 است. نتایج بدست آمده بیانگر افزایش مقاومت فشاری قالب های سیمانی با افزایش ضخامت غلاف سیمانی و مقدار افزودنی ها است. همچنین بهینه سازی آزمایشو یافتن بهترین مقادیر هریک از پارامترها برای رسیدن به ماکزیمم مقاومت فشاری بلوک های سیمانی بیانگر این است که قطر لوله داخلی باید در حداقل مقدار و درصد پلیمر و کلرید کلسیم در حداکثر مقدار قرار داشته باشند تا بهترین نتایج برای مقاومت فشاری بلوک سیمانی حاصل شود. همچنین مقادیر بدست آمده از آنالیز رگرسیون بیانگر تاثیر نامحسوس برهمکنش میان متغیرها است.

Keywords:

سیمان , مقاومت فشاری , طراحی آزمایش , پلیمر , RSM