Los autores desean agradecer a las siguientes personas e instituciones por su ayuda y apoyo: Guillermo Portas y James Heathman (Industria Advisors, Shell E &amp; P), Richard Littlefield y Rodney Pennington (Centro de Tecnología de Shell Westhollow), Daniele di Crescenzo (Ingeniero Shell Investigación Bueno ), Bill Carruthers (LaFarge), Tim Quirk (ahora Chevron), Gerry Masterman y Wayne Manuel (LSU PERTT Lab), Rick Young (LSU Roca Laboratorio de Mecánica), y los miembros del Laboratorio de SEER (Arome Oyibo, Tao Tao, y Iordan Bossev).

1. La muestra compuesta (Figura 1) NOTA: La mayoría de los puestos de trabajo de cemento en el Golfo de México (EE.UU.) se realizan utilizando la clase H de cemento 18, por lo tanto, el mismo tipo de cemento se utilizó para llevar a cabo los experimentos de laboratorio para simular las condiciones de campo, como la aplicabilidad potencial de esta tecnología para el SCP remediación en el Golfo de México. <ol><li> Preparación de la muestra NOTA: La muestra de 61 cm de largo consta de dos de grado B se resistían eléctricamente soldadas tuberías (REG) de acero al carbono (Figura 1). El tubo interior es de 61 cm de largo y tiene unos 6 cm de diámetro exterior (OD) con un espesor de pared de 2,8 mm. El tubo exterior es 59,7 cm de largo, tiene 10 cm OD y un espesor de pared de 5,7 mm. Resistencia a la fluencia y resistencia a la tracción de los tubos son 241 MPa y 414 MPa, respectivamente. <ol><li> Perforar orificios 12 de 2,4 mm en el tubo exterior para proporcionar el alivio de la presión durante la expansión y porosidad sinóptico de las rocas en condiciones de campo. Drill ocho agujeros 8,6 mm próximos en el the tubería exterior, 90 ° de separación, con cuatro agujeros de 13 cm desde la parte superior y los cuatro agujeros de 53 cm desde la parte superior. </li><li> Pase estos agujeros con 3,2 mm NPT (National Pipe Thread) punta roscado para permitir la conexión con las instalaciones de tuberías y tubos de nylon conjunto de colector en la parte inferior (de entrada) y parte superior (salida) de la muestra. Asegúrese de que los puertos de entrada y salida son 40,64 cm de distancia y se utilizan para el funcionamiento de los experimentos de flujo continuo de gas multi-tasa de pre-y post-expansión. </li><li> Escudo tubería exterior con spray anti-corrosión para evitar la corrosión durante el período de curado que podría interferir con los experimentos debido a la formación de hidróxido de hierro y productos de corrosión podría causar la microfractura de cemento. NOTA: Este escenario se pondrá a prueba en los experimentos futuros como la corrosión del metal es a menudo presente en los sistemas de pozos. </li><li> Máquina el cordón de soldadura en la pared interior de la tubería interior. </li><li> Cortar acoplamiento de acero hecha a medida para una longitud de 4,5 cm, de tubo de diámetro exterior de 6,35 cm. THRead la pieza en la pared interior y soldar a la 0.63 cm anillo de la placa de acero de espesor (Figura 2). Pase la parte inferior del tubo interior en la pared exterior de la longitud de 4,5 cm para permitir la conexión con el acoplamiento soldada, como se muestra en la Figura 2. </li><li> Soldar el tubo exterior al anillo de la placa de acero. </li><li> Lubricar pared exterior del tubo interior con vaselina y bicarbonato de pulverización a lo largo de toda su longitud. Enrosque el tubo interior en el acoplamiento para terminar el montaje de la muestra compuesta. </li><li> Cemento el volumen entre los tubos interior y exterior con 1,57 g / cm 3 lechada de cemento, 0,87 w / c ratio. </li><li> Muestras de curación en un baño de agua en condiciones ambientales durante un período mínimo de 28 días. Mantener el pH del baño de agua entre 12 y 13 mediante la adición de Ca (OH) 2 al agua para mantener el medio ambiente de pH alto. </li></ol></li><li> Preparación del 13,1 lb / gal de lechada de cemento (por volumen de 2,2 L) <ol><li> Verter 1.350 g de agua en el4 L, mezclador de laboratorio 3,75 caballos de fuerza y ​​pre-hidrato de 30 g (2% en peso de cemento) de la bentonita durante 5 min a baja velocidad (30.000 xg). </li><li> Después de 5 min, se vierte 5 ml de agente antiespumante y 1500 g de polvo de cemento en el mezclador y el cizallamiento durante 40 segundos a alta velocidad de 51.755 x g. Vierta la mezcla de cemento en el espacio anular del conjunto de tubo y cubrir con una envoltura de tela y plástico húmedo para evitar la exposición al aire y evitar la carbonatación del cemento. </li><li> Seis horas después de la lechada de cemento se vierte entre los tubos, gire el tubo interior un cuarto de vuelta hacia atrás y adelante cada 15 min para el próximo 20 h de hidratación del cemento para evitar la unión de cemento con el tubo interior y crear un microcanal (necesario para microannular flujo de gas). </li><li> Coloque la muestra compuesta cimentado horizontalmente en el baño de agua durante un período mínimo de 28 días. Asegúrese de que el baño de agua tiene un valor de pH de alrededor de 13 que se consigue mediante la adición de 100 g de Ca (OH) 2 en 20 L de agua. </li></ol></li></ol> 2. Pre-expansión experimentos de flujo continuo <ol><li> Tornillo de 3,2 mm accesorios en cuatro puertos de entrada y salida en el tubo exterior de la muestra. Conectar colectores de entrada y de salida con transductores de presión a los accesorios (Figura 5). </li><li> Regule la presión del cilindro de gas a presión de entrada inicial de 50 kPa. Encienda el software de computadora para presiones sin precedentes. </li><li> Abra el medidor de flujo y comenzar el ensayo de flujo a través. Supervisar las presiones de entrada y salida en la pantalla durante 1 min, como se muestra en la Figura 6. </li><li> Presurizar el cilindro de gas a la entrada de presión de 172 kPa y controlar la presión durante otras 2 min. </li><li> Flujo a través Fin experimento y registro de la presión. Cierre el cilindro de gas y ventilar el gas restante a la atmósfera. Desmontar los colectores y cubrir la parte superior de la muestra con un paño húmedo mientras enciende la unidad de expansión, para evitar la carbonatación y el secado de cemento. </li><li> Escudo de la pared interior de la tubería interna con lubricant para buen funcionamiento del cono de expansión y la muestra está lista para la expansión. </li></ol> Configuración 3. Ampliación y Procedimiento de expansión <ol><li> Retener completamente el mandril de expansión de la carcasa inferior por el cilindro hidráulico, como se muestra en la Figura 4a. Coloque la muestra de material compuesto con cemento hidratado en la carcasa de la muestra inferior del aparato a través de la abertura en la parte superior (Figura 4b). </li><li> Alargar completamente el mandril de expansión a través de la muestra después de lo cual el cono de expansión con relación de expansión deseada (Figura 3) se desliza sobre ella, como se muestra en la Figura 4c. Atornillar el mandril de retención en la mandril de expansión, a continuación, el tornillo de la guía mandril de retención en el conector inferior de la carcasa inferior. La muestra está lista para la expansión. </li><li> Alimente la unidad hidráulica a una presión óptima de 10,3 MPa, y encienda el software para la grabación de fuerza axial. </li><li> Active la control cambiar a retraer el mandril de expansión y tire de la expansión a través de la tubería interior de la muestra, ampliando de esta manera el tubo y comprimir el revestimiento de cemento. Expandir muestras a la longitud de 40,64 cm (Figura 4D) y luego alargar el mandril de expansión en posición original. Detener la grabación de las fuerzas axiales. </li><li> Aflojar la guía mandril de sujeción y retire el mandril de sujeción. Quitar el cono de expansión del mandril de expansión y retraer completamente el mandril con el fin de retirar la muestra formar la carcasa inferior. </li><li> Después de retirar la muestra, prepararla para la post-expansión de múltiples experimentos de tasa de flujo de gas a través de. </li></ol> 4. Post-expansión multi-tasa de experimentos de flujo continuo <ol><li> Puertos de entrada y salida limpias de cualquier exceso de pasta de cemento exprimido. </li><li> Tornillo de accesorios de tubería en cuatro puertos de entrada y salida en el tubo exterior de la muestra. Conectar colectores de entrada y de salida a los accesorios, como se muestra en <strong&gt; Figura 5. </li><li> Presión del cilindro de gas a presión de entrada inicial de 172 kPa. Encienda el software de computadora para presiones sin precedentes. </li><li> Abra el medidor de flujo y comenzar el ensayo de flujo a través. Controle las presiones de entrada y salida en la pantalla (Figura 6). </li><li> Después de 5 min, presurizar el cilindro de gas a la entrada de presión de 345 kPa y controlar las presiones durante otros 5 min. </li><li> Después de 5 min aumentar la presión de entrada a 517 kPa. </li><li> Después de 5 min aumentar la presión de entrada al final de la presión de entrada de 690 kPa durante otros 5 min. </li><li> Termine el experimento de flujo continuo y registro de la presión. Cierre el cilindro de gas y ventilar el gas restante a la atmósfera. Desmontar colectores de la muestra. </li></ol> 5. Los cálculos de la permeabilidad efectiva de los microanular NOTA: El objetivo principal de este estudio era proporcionar información cualitativa con respecto a la existencia de flujo de gas antes y después eXpansion. El diseño experimental no posee componentes sofisticados para ser capaz de medir la anchura del canal y el flujo de precisión de la frecuencia. Durante estos preliminares de cierre del flujo de gas experimentos fue el foco principal. Por lo tanto, cualquiera de los cálculos de permeabilidad se muestran aquí son más semi-cuantitativo y no objetivo principal del estudio. <ol><li> Para el cálculo de la permeabilidad efectiva, utilizar la velocidad de flujo constante de nitrógeno de aproximadamente q = 1,42 cm 3 / s sobre estabilización de la presión. El factor de desviación del gas de nitrógeno en condiciones ambientales es Z = 1 y μ = viscosidad de 0.018 cP. Llevar a cabo todas las pruebas de flujo continuo en condiciones ambientales de T = 535 ºR. </li><li> Calcular el área del espacio anular cementado tomando radio interior de la tubería exterior, r Oinn = 4,6 cm, y el radio exterior de la tubería interior, r Iout = 3,05 cm. La distancia entre los puertos de entrada y salida (? L) es 40,64 cm. Diferencia de presión (P -P toma de entrada), recorded por transductores de entrada y presión de salida, es la única variable que se utiliza en los cálculos de la permeabilidad efectiva de la microanular prefabricado (K ef) 19: <img alt="Ecuación 1" fo:content-width="2in" src="/files/ftp_upload/52098/52098eq1.jpg" /> Eq. 1 caudal de nitrógeno [cm3 / s] K ef - - q perm eficaz. de microanular [mD] r Isal - Identificación de tubo exterior [cm] r Oinn - OD del tubo interior [cm] μ - viscosidad del gas [cP] Z - factor de desviación de gas T - temperature [ºR]? L - distancia entre transductores de presión [cm] P de entrada - presión de entrada [atm] de salida P - presión de salida [atm] </li><li> Sustituir todos los valores anteriores en la ecuación 1 y calcular la permeabilidad eficaz como se muestra a continuación en el Ejemplo 1. La presión de entrada registrada durante el experimento de flujo a través de pre-expansión se P de entrada = 12 kPa (0,12 atm) mientras que el transductor de presión de salida fue de P de salida = 0,4 kPa (0,004 atm). Ejemplo 1: <img alt="Ecuación 2" fo:content-width="3in" src="/files/ftp_upload/52098/52098eq2.jpg" /></li></ol>

<ol>
	<li>King, G. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Well+Integrity:+Hydraulic+Fracturing+and+Well+Construction+&#8211;+What+are+the+Factual+Risks.">Well Integrity: Hydraulic Fracturing and Well Construction &#8211; What are the Factual Risks.</a> SPE Wellbore Integrity Webinar. 5, (2013).</li><li>Taylor, H. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Cement Chemistry. , (1997).</li><li>Thiercelin, M. J., Dargaud, B., Baret, J. F., Rodriguez, W. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cement+design+based+on+cement+mechanical+response.">Cement design based on cement mechanical response.</a> SPE Drill &amp; Compl. 13 (4), 266-273 (1998).</li><li>Nelson, E. 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E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Finite+Element+Analysis+Couples+Casing+and+Cement+Designs+for+HP/HT+Wells+in+East+Texas.">Finite Element Analysis Couples Casing and Cement Designs for HP/HT Wells in East Texas.</a> Paper SPE 98869 presented at the IADC/SPE Conference. , (2006).</li><li>Boukhelifa, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evaluation+of+Cement+Systems+for+Oil+and+Gas+Well+Zonal+Isolation+in+a+Full-Scale+Annular+Geometry.">Evaluation of Cement Systems for Oil and Gas Well Zonal Isolation in a Full-Scale Annular Geometry.</a> Paper SPE 87195 presented at the IADC/SPE Drilling Conference. , (2004).</li><li>Duan, S., Wojtanowicz, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Method+for+Evaluation+of+Risk+of+Continuous+Air+Emissions+from+Sustained+Casinghead+Pressure.">A Method for Evaluation of Risk of Continuous Air Emissions from Sustained Casinghead Pressure.</a> Paper SPE 94455 presented at SPE/EPA/DOE Exploration and Production Environmental Conference. , (2005).</li><li>Watson, T. L., Bachu, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evaluation+of+the+potential+for+gas+and+CO2+leakage+along+wellbores.">Evaluation of the potential for gas and CO2 leakage along wellbores.</a> SPE Drill &amp; Compl. 24 (1), 115-126 (2009).</li><li>Wojtanowicz, A. 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The authors have nothing to disclose.

The reported experimental procedure has two main components that are critical: composite cylinders that simulate wellbores and the expansion fixture that is used to carry out mechanical manipulation of cement. When designing wellbore models (cement/pipe composite cylinders), it is critical to choose adequate cement density, store samples under total humidity conditions (100% RH) and establish pipe-cement debonding before cement slurry completely sets. Failing to achieve this would make the entire gas flow experiment impo...

El procedimiento experimental informado tiene dos componentes principales que son críticos: cilindros compuestos que simulan los pozos y el dispositivo de expansión que se utiliza para llevar a cabo la manipulación mecánica del cemento. Pozos son la principal puerta de entrada para la producción de fluidos del subsuelo (agua, petróleo, gas, o vapor de agua), así como la inyección de diversos fluidos. Independientemente de su función, se requiere que el pozo para proporcionar un flujo controlado de producidos / fluidos inyectados. La construcción del pozo tiene dos operaciones distintas: la perforación y terminación. Cemento del pozo, que forma parte del procedimiento de terminaciones, ofrece principalmente el aislamiento zonal, soporte mecánico de la tubería de metal (carcasa), y la protección de los componentes metálicos de los fluidos corrosivos. Estos son los elementos esenciales de los pozos sin compromisos, en pleno funcionamiento. La integridad de la vaina de cemento del pozo es una función de las propiedades químicas y físicas del cemento hidratado, la geometría de la cASED bien, y las propiedades de la formación / formación que rodea Líquidos 2,3. Eliminación incompleta del fluido de perforación que puede reducirse el aislamiento zonal, ya que previene la formación de enlaces fuertes en las interfases con el rock y / o metal. Revestimientos de cemento pueden ser sometidos a muchos tipos de fallo durante la vida de un pozo. Las oscilaciones de presión y de temperatura causados ​​por las operaciones de terminación y producción contribuyen al desarrollo de fracturas dentro de la matriz de cemento; desunión es causada por la presión y / o cambios de temperatura y la hidratación del cemento contracción 4,5,6. El resultado es casi siempre la presencia de flujo de fluidos microannular, aunque su aparición se puede detectar temprano o después de años de vida útil. Heathman y Beck (2006) crearon un modelo de tubería de revestimiento cementada sometido a más de 100 cargas cíclicas de presión y temperatura, que mostraron pérdida de adherencia visible, de iniciación de grietas de cemento que pueden plantear vías preferenciales para la migración de fluido &lt;sup&gt; 7. En el campo, la expansión y la contracción de los componentes de metal de un pozo no coincidirán con las de cemento y roca, causando pérdida de adherencia interfacial y la formación de un microespacio anular, dando lugar a un aumento en la permeabilidad de la vaina de cemento. Una carcasa de carga adicional puede causar la propagación de grietas radiales en la matriz de cemento una vez que las tensiones de tracción superan la resistencia a la tracción del material 8. Todos los fallos de cemento antes mencionados puede resultar en micro-canalización, lo que conduce a la migración de gas, la aparición de SCP, y los riesgos ambientales a largo plazo. Un número considerable de productores y abandonados pozos con SCP constituye un potencial nueva fuente de emisión de gas natural continua 9. El análisis llevado a cabo por Watson y Bachu (2009) de 315.000 petróleo, gas, y pozos de inyección en Alberta, Canadá también mostró que la desviación del pozo, así tipo, método de abandono, y la calidad del cemento son factores clave contributing a posibles fugas bien en la parte menos profunda del pozo 10. Las operaciones de recuperación existentes son costosas y sin éxito; la cementación apretón, una de las técnicas de recuperación más utilizados, tiene una tasa de éxito de sólo el 50% 11. En este trabajo se informe sobre la evaluación de la tecnología de la carcasa Expandible (TEC) como una nueva técnica de remediación de pozos con fugas 12,13. ECT se puede aplicar en nuevas o existentes pozos 14. La primera instalación comercial de esta tecnología fue realizada por Chevron en un pozo en aguas poco profundas del Golfo de México en noviembre de 1999 15. En el sobre de funcionamiento actual de los tubulares expandibles encapsula una inclinación de 100 ° respecto a la vertical, la temperatura de hasta 205 ° C, peso del lodo a 2,37 g / cm 3, una profundidad de 8763 m, la presión hidrostática de 160,6 GPa y una longitud tubular 2,092 m 16. Una tasa de expansión típico para los tubulares expandibles sólidos es unproximadamente 2,4 m / min 17. Este estudio ofrece un enfoque único para la adaptación de la tecnología de la TEC como una nueva operación de remediación para el SCP. La expansión de la tubería de acero comprime el cemento que resultaría en el cierre del flujo de gas en la interfase y sellar la fuga de gas. Es importante mencionar que el enfoque de este estudio es el sellado de un flujo de gas microannular existente, por lo tanto, sólo nos enfocamos en eso como una posible causa de los pozos con fugas. Con el fin de probar la efectividad de la tecnología recién adaptado para este fin, se diseñó un modelo de pozo con un flujo de microannular existente. Esto se obtiene haciendo girar el tubo interior durante la hidratación del cemento. No se trata de simular las operaciones sobre el terreno, sino simplemente para avanzar rápidamente lo que sucedería después de décadas de carga térmica y la presión en un pozo.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="742">
	<tbody>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:341px;">ASTM A53 Grade B ERW Schedule 40 Steel pipe - OD=10.16 cm, ID=10.04 cm, L=59.7 cm</td>
			<td style="width:108px;">Baker Sales</td>
			<td style="width:119px;">BPE-4.00BB40</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="50">
			<td height="50" style="height:50px;width:341px;">ASTM A53 Grade B ERW Schedule 10 Steel pipe - OD=6 cm, ID=5.94 cm, L=61 cm&#160;</td>
			<td style="width:108px;">Service Steel</td>
			<td style="width:119px;">n/a</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:341px;">Expansion Cones - AISI D2 grade alloy steel (60 RC hardness)</td>
			<td style="width:108px;">Shell</td>
			<td style="width:119px;">Custom-made</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="37">
			<td height="37" style="height:37px;width:341px;">Pipe coupling - OD=6.35 cm, ID=6 cm, L=4.4 cm</td>
			<td style="width:108px;">LSU</td>
			<td style="width:119px;">Custom-made</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:341px;">Steel plate ring - OD=10.16 cm, ID=5.76 cm, thickness=6.35 mm</td>
			<td style="width:108px;">Louisiana Cutting</td>
			<td style="width:119px;">Custom-made</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="37">
			<td height="37" style="height:37px;width:341px;">Class H Cement</td>
			<td style="width:108px;">LaFarge</td>
			<td style="width:119px;">04-16-12 / 14-18</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="32">
			<td height="32" style="height:32px;width:341px;">Defoaming agent - D-Air 3000L</td>
			<td style="width:108px;">Halliburton</td>
			<td style="width:119px;">n/a</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="30">
			<td height="30" style="height:30px;width:341px;">Bentonite clay</td>
			<td style="width:108px;">LSU</td>
			<td style="width:119px;">n/a</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="30">
			<td height="30" style="height:30px;width:341px;">Calcium hydroxide</td>
			<td style="width:108px;">LSU</td>
			<td style="width:119px;">n/a</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="31">
			<td height="31" style="height:31px;width:341px;">Expansion Fixture</td>
			<td style="width:108px;">Shell</td>
			<td style="width:119px;">Custom-made</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="29">
			<td height="29" style="height:29px;width:341px;">Pressure transducers</td>
			<td style="width:108px;">Omega</td>
			<td style="width:119px;">PX480A-200GV&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:26px;width:341px;">Teflon tubing</td>
			<td style="width:108px;">Swagelok</td>
			<td style="width:119px;">PB0754100</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:26px;width:341px;">Union tee</td>
			<td style="width:108px;">Swagelok</td>
			<td style="width:119px;">SS-400-3</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="23">
			<td height="23" style="height:23px;width:341px;">Elbow union</td>
			<td style="width:108px;">Swagelok</td>
			<td style="width:119px;">SS-400-9</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="29">
			<td height="29" style="height:29px;width:341px;">Female elbow</td>
			<td style="width:108px;">Swagelok</td>
			<td style="width:119px;">SS-400-8-8</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;width:341px;">Port connector</td>
			<td style="width:108px;">Swagelok</td>
			<td style="width:119px;">SS-401-PC</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:26px;width:341px;">Forged body valve</td>
			<td style="width:108px;">Swagelok</td>
			<td style="width:119px;">SS-1RS4</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;width:341px;">Tube adapter</td>
			<td style="width:108px;">Swagelok</td>
			<td style="width:119px;">SS-4-TA-1-2</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="45">
			<td height="45" style="height:45px;width:341px;">Pipe lubricant</td>
			<td style="width:108px;">E.F. Houghoton &#38; Co.</td>
			<td>71323998</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="30">
			<td height="30" style="height:30px;width:341px;">Instant Galvanize Zinc Coating</td>
			<td style="width:108px;">CRC</td>
			<td style="width:119px;">78254184128</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

mechanical expansion of steel tubing as a solution to leaky wellbores

Wellbore cement, a procedural component of wellbore completion operations, primarily provides zonal isolation and mechanical support of the metal pipe (casing), and protects metal components from corrosive fluids. These are essential for uncompromised wellbore integrity. Cements can undergo multiple forms of failure, such as debonding at the cement/rock and cement/metal interfaces, fracturing, and defects within the cement matrix. Failures and defects within the cement will ultimately lead to fluid migration, resulting in inter-zonal fluid migration and premature well abandonment. Currently, there are over 1.8 million operating wells worldwide and over one third of these wells have leak related problems defined as Sustained Casing Pressure (SCP)1. 
The focus of this research was to develop an experimental setup at bench-scale to explore the effect of mechanical manipulation of wellbore casing-cement composite samples as a potential technology for the remediation of gas leaks. 
The experimental methodology utilized in this study enabled formation of an impermeable seal at the pipe/cement interface in a simulated wellbore system. Successful nitrogen gas flow-through measurements demonstrated that an existing microannulus was sealed at laboratory experimental conditions and fluid flow prevented by mechanical manipulation of the metal/cement composite sample. Furthermore, this methodology can be applied not only for the remediation of leaky wellbores, but also in plugging and abandonment procedures as well as wellbore completions technology, and potentially preventing negative impacts of wellbores on subsurface and surface environments.

Pre-expansión pruebas de gas de flujo continuo en la muestra compuesta mostraron registro de la presión en el transductor de presión de salida, lo que confirma el flujo de gas a través de la microanular pre-fabricado (Figuras 7 y 8). Las condiciones iniciales se mantuvieron la misma, donde la presión de entrada inicial fue de 103 kPa y la tasa de flujo de gas se mantuvo a 85 ml / min para ese período. El retraso de tiempo en la grabación de presión entre los transductores de ent...

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Mechanical Expansion of Steel Tubing as a Solution to Leaky Wellbores

This article reports on a laboratory scale investigation of an existing field procedure and its adaptation for sealing of leaky wellbores. It consists of mechanical expansion of metal pipe, which results in an improved metal/cement bond, ultimate sealing of hydraulic pathways and prevention of gas leaks caused by the presence of a microannular channel.

Expansión Mecánica de tubo de acero como una solución a los pozos con fugas

Wellbore cement, a procedural component of wellbore completion operations, primarily provides zonal isolation and mechanical support of the metal pipe ...

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12.1K vistas.  Louisiana State University. This article reports on a laboratory scale investigation of an existing field procedure and its adaptation for sealing of leaky wellbores. It consists of mechanical expansion of metal pipe, which results in an improved metal/cement bond, ultimate sealing of hydraulic pathways and prevention of gas leaks caused by the presence of a microannular channel.

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Synthesis of Phase-shift Nanoemulsions with Narrow Size Distributions for Acoustic Droplet Vaporization and Bubble-enhanced Ultrasound-mediated Ablation

High-intensity focused ultrasound (HIFU) is used clinically to thermally ablate tumors. To enhance localized heating and improve thermal ablation in tumors, lipid-coated perfluorocarbon droplets have been developed which can be vaporized by HIFU. The vasculature in many tumors is abnormally leaky due to their rapid growth, and nanoparticles are able to penetrate the fenestrations and passively accumulate within tumors. Thus, controlling the size of the droplets can result in better accumulation within tumors. In this report, the preparation of stable droplets in a phase-shift nanoemulsion (PSNE) with a narrow size distribution is described. PSNE were synthesized by sonicating a lipid solution in the presence of liquid perfluorocarbon. A narrow size distribution was obtained by extruding the PSNE multiple times using filters with pore sizes of 100 or 200 nm. The size distribution was measured over a 7-day period using dynamic light scattering. Polyacrylamide hydrogels containing PSNE were prepared for in vitro experiments. PSNE droplets in the hydrogels were vaporized with ultrasound and the resulting bubbles enhanced localized heating. Vaporized PSNE enables more rapid heating and also reduces the ultrasound intensity needed for thermal ablation. Thus, PSNE is expected to enhance thermal ablation in tumors, potentially improving therapeutic outcomes of HIFU-mediated thermal ablation treatments.

Phase-shift nanoemulsions (PSNE) can be vaporized using high intensity focused ultrasound to enhance localized heating and improve thermal ablation in tumors. In this report, the preparation of stable PSNE with a narrow size distribution is described. Furthermore, the impact of vaporized PSNE on ultrasound-mediated ablation is demonstrated in tissue-mimicking phantoms.

Síntesis de nanoemulsiones de cambio de fase con distribuciones de tamaño estrechas para la vaporización Droplet acústica y Bubble mejorada ablación por ultrasonidos mediada

High-intensity  focused ultrasound (HIFU) is used clinically to thermally ablate tumors. To  enhance localized heating and improve thermal ablation in ...

Investigación

Ingeniería

Characterization of Anisotropic Leaky Mode Modulators for Holovideo

Holovideo displays are based on light-bending spatial light modulators. One such spatial light modulator is the anisotropic leaky mode modulator. This modulator is particularly well suited for holographic video experimentation as it is relatively simple and inexpensive to fabricate1-3. Some additional advantages of leaky mode devices include: large aggregate bandwidth, polarization separation of signal light from noise, large angular deflection and frequency control of color1. In order to realize these advantages, it is necessary to be able to adequately characterize these devices as their operation is strongly dependent on waveguide and transducer parameters4. To characterize the modulators, the authors use a commercial prism coupler as well as a custom characterization apparatus to identify guided modes, calculate waveguide thickness and finally to map the device's frequency input and angular output of leaky mode modulators. This work gives a detailed description of the measurement and characterization of leaky mode modulators suitable for full-color holographic video.

This work describes fabrication and characterization of anisotropic leaky mode modulators for holographic video.

Caracterización de anisotrópico de modo que gotean moduladores para holovídeo

Holovideo displays are based on light-bending spatial light modulators.  One such spatial light modulator is the anisotropic leaky mode modulator.  This ...

The Evolution of Silica Nanoparticle-polyester Coatings on Surfaces Exposed to Sunlight

Corrosion of metallic surfaces is prevalent in the environment and is of great concern in many areas, including the military, transport, aviation, building and food industries, amongst others. Polyester and coatings containing both polyester and silica nanoparticles (SiO2NPs) have been widely used to protect steel substrata from corrosion. In this study, we utilized X-ray photoelectron spectroscopy, attenuated total reflection infrared micro-spectroscopy, water contact angle measurements, optical profiling and atomic force microscopy to provide an insight into how exposure to sunlight can cause changes in the micro- and nanoscale integrity of the coatings. No significant change in surface micro-topography was detected using optical profilometry, however, statistically significant nanoscale changes to the surface were detected using atomic force microscopy. Analysis of the X-ray photoelectron spectroscopy and attenuated total reflection infrared micro-spectroscopy data revealed that degradation of the ester groups had occurred through exposure to ultraviolet light to form COO&#903;, -H2C&#903;, -O&#903;, -CO&#903; radicals. During the degradation process, CO and CO2 were also produced.

Two types of surfaces, polyester-coated steel and polyester coated with a layer of silica nanoparticles, were studied. Both surfaces were exposed to sunlight, which was found to cause substantial changes in the chemistry and nanoscale topography of the surface.

La evolución de sílice recubrimientos de nanopartículas-poliéster sobre superficies expuestas al sol

Corrosion of metallic surfaces is prevalent in the environment and is of great concern in many areas, including the military, transport, aviation, ...

A Robotic Platform to Study the Foreflipper of the California Sea Lion

The California sea lion (Zalophus californianus), is an agile and powerful swimmer. Unlike many successful swimmers (dolphins, tuna), they generate most of their thrust with their large foreflippers. This protocol describes a robotic platform designed to study the hydrodynamic performance of the swimming California sea lion (Zalophus californianus). The robot is a model of the animal&#39;s foreflipper that is actuated by motors to replicate the motion of its propulsive stroke (the &#39;clap&#39;). The kinematics of the sea lion&#39;s propulsive stroke are extracted from video data of unmarked, non-research sea lions at the Smithsonian Zoological Park (SNZ). Those data form the basis of the actuation motion of the robotic flipper presented here. The geometry of the robotic flipper is based a on high-resolution laser scan of a foreflipper of an adult female sea lion, scaled to about 60% of the full-scale flipper. The articulated model has three joints, mimicking the elbow, wrist and knuckle joint of the sea lion foreflipper. The robotic platform matches dynamics properties&#8212;Reynolds number and tip speed&#8212;of the animal when accelerating from rest. The robotic flipper can be used to determine the performance (forces and torques) and resulting flowfields.

A robotic platform is described that will be used to study the hydrodynamic performance&#8212;forces and flowfields&#8212;of the swimming California sea lion. The robot is a model of the animal&#39;s foreflipper that is actuated by motors to replicate the motion of its propulsive stroke (the &#39;clap&#39;).

Una plataforma robótica para estudiar la Foreflipper del león marino de California

The California sea lion (Zalophus californianus), is an agile and powerful swimmer. Unlike many successful swimmers (dolphins, tuna), they generate most ...

Ice Generation and the Heat and Mass Transfer Phenomena of Introducing Water to a Cold Bath of Brine

We demonstrate a method for the study of the heat and mass transfer and of the freezing phenomena in a subcooled brine environment. Our experiment showed that, under the proper conditions, ice can be produced when water is introduced to a bath of cold brine. To make ice form, in addition to having the brine and water mix, the rate of heat transfer must bypass that of mass transfer. When water is introduced in the form of tiny droplets to the brine surface, the mode of heat and mass transfer is by diffusion. The buoyancy stops water from mixing with the brine underneath, but as the ice grows thicker, it slows down the rate of heat transfer, making ice more difficult to grow as a result. When water is introduced inside the brine in the form of a flow, a number of factors are found to influence how much ice can form. Brine temperature and concentration, which are the driving forces of heat and mass transfer, respectively, can affect the water-to-ice conversion ratio; lower bath temperatures and brine concentrations encourage more ice to form. The flow rheology, which can directly affect both the heat and mass transfer coefficients, is also a key factor. In addition, the flow rheology changes the area of contact of the flow with the bulk fluid.

Here, we present a protocol to demonstrate the generation of ice when water is introduced to a cold bath of brine, as a secondary refrigerant, at a range of temperatures well below the freezing point of water. It can be used as an alternative way of producing ice for industry.

Generación de hielo y la transferencia de calor y masa fenómenos de introducción de agua a un baño de agua fría de salmuera

We demonstrate a method for the study of the heat and mass transfer and of the freezing phenomena in a subcooled brine environment. Our experiment showed ...

Preparation and High-temperature Anti-adhesion Behavior of a Slippery Surface on Stainless Steel

Anti-adhesion surfaces with high-temperature resistance have a wide application potential in electrosurgical instruments, engines, and pipelines. A typical anti-wetting superhydrophobic surface easily fails when exposed to a high-temperature liquid. Recently, Nepenthes-inspired slippery surfaces demonstrated a new way to solve the adhesion problem. A lubricant layer on the slippery surface can act as a barrier between the repelled materials and the surface structure. However, the slippery surfaces in previous studies rarely showed high-temperature resistance. Here, we describe a protocol for the preparation of slippery surfaces with high-temperature resistance. A photolithography-assisted method was used to fabricate pillar structures on stainless steel. By functionalizing the surface with saline, a slippery surface was prepared by adding silicone oil. The prepared slippery surface maintained the anti-wetting property for water, even when the surface was heated to 300 &#176;C. Also, the slippery surface exhibited great anti-adhesion effects on soft tissues at high temperatures. This type of slippery surface on stainless steel has applications in medical devices, mechanical equipment, etc.

Slippery surfaces provide a new way to solve the adhesion problem. This protocol describes how to fabricate slippery surfaces at high temperatures. The results demonstrate that the slippery surfaces showed anti-wetting for liquids and a remarkable anti-adhesion effect on soft tissues at high temperatures.

Comportamiento de anti-adherencia preparación y alta temperatura de una superficie resbaladiza en acero inoxidable

Anti-adhesion surfaces with high-temperature resistance have a wide application potential in electrosurgical instruments, engines, and pipelines. A ...

Scalable Solution-processed Fabrication Strategy for High-performance, Flexible, Transparent Electrodes with Embedded Metal Mesh

Here, the authors report the embedded metal-mesh transparent electrode (EMTE), a new transparent electrode (TE) with a metal mesh completely embedded in a polymer film. This paper also presents a low-cost, vacuum-free fabrication method for this novel TE; the approach combines lithography, electroplating, and imprint transfer (LEIT) processing. The embedded nature of the EMTEs offers many advantages, such as high surface smoothness, which is essential for organic electronic device production; superior mechanical stability during bending; favorable resistance to chemicals and moisture; and strong adhesion with plastic film. LEIT fabrication features an electroplating process for vacuum-free metal deposition and is favorable for industrial mass production. Furthermore, LEIT allows for the fabrication of metal mesh with a high aspect ratio (i.e., thickness to linewidth), significantly enhancing its electrical conductance without adversely losing optical transmittance. We demonstrate several prototypes of flexible EMTEs, with sheet resistances lower than 1 &#937;/sq and transmittances greater than 90%, resulting in very high figures of merit (FoM) &#8211; up to 1.5 x 104 &#8211; which are amongst the best values in the published literature.

This protocol describes a solution-based fabrication strategy for high-performance, flexible, transparent electrodes with fully-embedded, thick metal mesh. Flexible transparent electrodes fabricated by this process demonstrate among the highest reported performances, including ultra-low sheet resistance, high optical transmittance, mechanical stability under bending, strong substrate adhesion, surface smoothness, and environmental stability.

Estrategia escalable de fabricación procesada por soluciones para electrodos transparentes de alto rendimiento y flexibles con malla metálica integrada

Here, the authors report the embedded metal-mesh transparent electrode (EMTE), a new transparent electrode (TE) with a metal mesh completely embedded in a ...

Preparation of Aligned Steel Fiber Reinforced Cementitious Composite and Its Flexural Behavior

The aim of this work is to present an approach, inspired by the way in which a compass needle maintains a consistent orientation under the action of the Earth&#39;s magnetic field, for manufacturing a cementitious composite reinforced with aligned steel fibers. Aligned steel fiber reinforced cementitious composites (ASFRC) were prepared by applying a uniform electromagnetic field to fresh mortar containing short steel fibers, whereby the short steel fibers were driven to rotate in alignment with the magnetic field. The degree of alignment of steel fibers in hardened ASFRC was assessed both by counting steel fibers in fractured cross-sections and by X-ray computed tomography analysis. The results from the two methods show that the steel fibers in ASFRC were highly aligned while the steel fibers in non-magnetically treated composites were randomly distributed. The aligned steel fibers had a much higher reinforcing efficiency, and the composites, therefore, exhibited significantly enhanced flexural strength and toughness. The ASFRC is thus superior to SFRC in that it can withstand greater tensile stress and more effectively resist cracking.

This protocol describes an approach for manufacturing aligned steel fiber reinforced cementitious composite by applying a uniform electromagnetic field. Aligned steel fiber reinforced cementitious composite exhibits superior mechanical properties to ordinary fiber reinforced concrete.

Preparación de fibra de acero alineada reforzado compuesto de cemento y su comportamiento a la flexión

The aim of this work is to present an approach, inspired by the way in which a compass needle maintains a consistent orientation under the action of the ...

Generating Lap Joints Via Friction Stir Spot Welding on DP780 Steel

Friction stir spot welding (FSSW), a derivative of friction stir welding (FSW), is a solid-state welding technique that was developed in 1991. An industry application was found in the automotive industry in 2003 for the aluminum alloy that was used in the rear doors of automobiles. Friction stir spot welding is mostly used in Al alloys to create lap joints. The benefits of friction stir spot welding include a nearly 80% melting temperature that lowers the thermal deformation welds without splashing compared to resistance spot welding. Friction stir spot welding includes 3 steps: plunging, stirring, and retraction. In the present study, other materials including high strength steel are also used in the friction stir welding method to create joints. DP780, whose traditional welding process involves the use of resistance spot welding, is one of several high strength steel materials used in the automotive industry. In this paper, DP780 was used for friction stir spot welding, and its microstructure and microhardness were measured. The microstructure data showed that there was a fusion zone with fine grain and a heat effect zone with island martensite. The microhardness results indicated that the center zone exhibited a greater degree of hardness compared with the base metal. All data indicated that the friction stir spot welding used in dual phase steel 780 can create a good lap joint. In the future, friction stir spot welding can be used in high-strength steel welding applied in industrial manufacturing processes.

Here, we present a friction stir spot welding (FSSW) protocol on dual phase 780 steel. A tool pin with high-speed rotation generates heat from friction to soften the material, and then, the pin plunges into 2 sheet joints to create the lap joint.

Generación de juntas de vuelta a través de soldadura por punto de agitación por fricción en acero DP780

Friction stir spot welding (FSSW), a derivative of friction stir welding (FSW), is a solid-state welding technique that was developed in 1991. An industry ...

Large Area Substrate-Based Nanofabrication of Controllable and Customizable Gold Nanoparticles Via Capped Dewetting

Recent scientific advances in the utilization of metallic nanoparticle for enhanced energy conversion efficiency, improved optical device performance, and high-density data storage have demonstrated the potential benefit of their use in industrial applications. These applications require precise control over nanoparticle size, spacing, and sometimes shape. These requirements have resulted in the use of time and cost intensive processing steps to produce nanoparticles, thus making the transition to industrial application unrealistic. This protocol will resolve this issue by providing a scalable and affordable method for the large-area production of nanoparticle films with improved nanoparticle control compared to the current techniques. In this article, the process will be demonstrated with gold, but other metals can also be used.

This protocol details a novel nano-manufacturing technique that can be used to make controllable and customizable nanoparticle films over large areas based on the self-assembly of dewetting of capped metal films.

Área base de sustrato nanofabricación de nanopartículas de oro personalizables y controlables Via Dewetting tapado

Recent scientific advances in the utilization of metallic nanoparticle for enhanced energy conversion efficiency, improved optical device performance, and ...