خدماتی كه در طول حفاری یك چاه نفت یا گاز صورت می گیرد. لوله گذاری (casing) و سیمانكاری (cementing) را یقیناً می توان مهمترین خدمات دانست. عمر چاه، میزان تولید و مدت بهره دهی آن به مقدار وسیعی بستگی به درجه موفقیت این خدمات دارد. درعملیات لوله گذاری، چاه لخت به وسیله یك رشته لوله فولادی مخصوص پوشیده می شود و متعاقب آن در عملیات سیمانكاری، فضای حلقوی بین لوله و دیواره چاه، از یك دوغاب سیمان با تركیبات معین، پر می شود. دوغاب سیمانی كه به این ترتیب دالان پشت لوله‌ها را پر می كند با گذشت زمان (معمولاً پس از چند ساعت یا چند روز) می بندد و سخت می شود و سنگ سیمان حاصل چون غلافی محكم، لوله های پوششی (casing) را در بر می گیرد و آنها را با سازند پیوند می دهد. این غلاف سیمانی وظایف متعددی را انجام می دهد كه شاید بتوان همه آنها را در دو كلمه «محافظت» و «ممانعت» خلاصه كرد: سیمان به دیواره چاه ثبات می دهد و لوله های پوششی را در مقابل فشارهای خارجی ناشی از طبقات زمین كه ممكن است حتی باعث درهم شكسته شدن و خورد گشتن لوله گردند و نیز در مقابل الكترولیز و خوردگی كه ناشی از آبهای خورنده زیرزمینی و هیدروكربنهای ترش یا تماس مستقیم لوله ها با چینه ها می باشد "محافظت" می كند و از مهاجرت سیال های یك سازند به سازند دیگر و آلوده شدن ناخواسته هیدروكربنهای ارزشمند (نفت و گاز) "ممانعت" به عمل می آورد.

 

1 ) شیمی سیمان:

 

سیمان پرتلند مهمترین ماده مورد استفاده در سیمانكاری چاههای نفت و گاز می باشد. سیمان پرتلند چاههای نفت به لحاظ شرایط دما و فشار بالا، با نوع ساختمانی متفاوت است. سیمان پرتلند دارای مقاومت فشاری بالا بوده كه ناشی از هیدراسیون تركیبات سیمان بوده و از مشخصات مهم آن سفت شدن تدریجی، یكنواخت و قابل پیش بینی، نفوذپذیری پائین و عدم حلالیت در آب می باشد. چنین خواصی برای ایزولاسیون و پایداری دیواره چاه ضروری می باشد. سیمان پرتلند از چهار تركیب اصلی تری كلسیم سیلیكات (C3S)، دی كلسیم سیلیكات (C2S)، تری كلسیم آلومینات (C3a) و تتراكلسیم آلومینو فریمت (C4af) تشكیل شده است. این تركیبات در نتیجه واكنش بین آهك، سیسلیكا و اكسید آهن و در دمای حدود oC1500 تشكیل می شوند .

 

برای تولید سیمان پرتلند دو نوع مواد اولیه مورد نیاز است،1) مواد مرسوم به calcareous كه حاوی آهك میباشد و 2)مواد مرسوم به argillaceous كه شامل آلومینا،سیلیكا و اكسید آهن هستند.calcareous از سنگ آهك،coral،shell deposit ها و cement rock تشكیل شده، و خواصی شبیه سیمان پرتلند دارند.calcareous های مصنوعی، حاوی رسوب كلسیم كربنات و دیگر تركیبات معدنی می باشد . Argillaceous طبیعی حاوی clay،marl،, ,mudstone salt, خاكسترهای آتشفشانی می باشند.ناخالصیهای مواد اولیه شامل اكسید منیزیم،تركیبات فلوئورین،فسقاتها اكسید سرب،اكسید روی و تركیبات معدنی دیگر نیز بر روی كیفیت نهایی محصول تأثیر دارند .