способы использования способных к схватыванию композиций, включающих цементную печную пыль

Классы МПК:E21B33/138 глинизация стенок скважины, закачивание цемента в поры и трещины породы 
E21B7/06 изменение направления буровой скважины 
C04B7/00 Гидравлические цементы
Автор(ы):, , ,
Патентообладатель(и):ХЭЛЛИБЕРТОН ЭНЕРДЖИ СЕРВИСИЗ, ИНК. (US)
Приоритеты:
подача заявки:
2006-08-24
публикация патента:

Настоящее изобретение предлагает способные к схватыванию композиции, которые включают воду и цементную печную пыль. Способ включает получение способной к схватыванию композиции, содержащей воду, цементную печную пыль, гидравлический цемент и, по меньшей мере, один компонент из добавки-замедлителя схватывания, диспергатора и их комбинации. Композицию вводят в подземный пласт в части кольцевого пространства между колонной труб и стенкой ствола скважины, в котором либо цементная печная пыль присутствует в количестве от 0,01% до вплоть 25%, либо цементная печная пыль присутствует в количестве примерно от 75% до 100% и гидравлический цемент присутствует в количестве от 0% до 25%. Технический результат - снижение стоимости суспензии для цементирования с одновременным сохранением достаточного времени загустевания. 4 з.п. ф-лы, 25 табл., 25 пр.

Формула изобретения

1. Способ цементирования скважин, включающий:

(a) получение способной к схватыванию композиции, содержащей воду, цементную печную пыль, гидравлический цемент и, по меньшей мере, один компонент из добавки-замедлителя схватывания, диспергатора и их комбинации;

(b) введение способной к схватыванию композиции в подземный пласт; и

(c) предоставление возможности способной к схватыванию композиции схватиться в части кольцевого пространства между колонной труб, расположенной в стволе скважины, и стенкой ствола скважины, в котором либо (i) цементная печная пыль присутствует в количестве от 0,01% до вплоть 25% относительно массы сухих компонентов; (ii) либо цементная печная пыль присутствует в количестве примерно от 75% до 100% относительно массы сухих компонентов, и гидравлический цемент присутствует в количестве в диапазоне примерно от 0% до 25% относительно массы сухих компонентов.

2. Способ по п.1, в котором вода включает, по меньшей мере, один компонент из следующей группы: пресную воду, соленую воду, рассол, морскую воду и их комбинации.

3. Способ по п.1, в котором способная к схватыванию композиция дополнительно включает, по меньшей мере, один компонент из следующей группы: зольную пыль, сланец, цеолит, шлаковый цемент, метакаолин и их комбинации.

4. Способ по п.1, в котором способная к схватыванию композиция дополнительно включает, по меньшей мере, один компонент из следующей ниже группы: ускоритель, материал для борьбы с поглощением; добавку для регулирования фильтрации; и их комбинации.

5. Способ по п.1, в котором гидравлическим цементом является портландцемент.

Описание изобретения к патенту

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к операциям цементирования и, более конкретно, к способным к схватыванию композициям, включающим воду и цементную печную пыль (способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 CKDспособы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 ), и к соответствующим способам использования.

Способные к схватыванию композиции можно использовать в разнообразных подземных применениях. Используемый здесь термин способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 способная к схватыванию композицияспособы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 относится к любой композиции, которая с течением времени будет схватываться с образованием затвердевшей массы. Один пример способной к схватыванию композиции включает гидравлический цемент и воду. Подземные применения, которые могут включать способные к схватыванию композиции, включают, но не ограничиваются этим, первичное цементирование, вторичное (ремонтное) цементирование и буровые работы. Способные к схватыванию композиции также можно использовать в поверхностных применениях, например, при строительном цементировании.

Способные к схватыванию композиции можно использовать в операциях первичного цементирования, при помощи которого колонны труб, например обсадную трубу и обсадную колонну-хвостовик, цементируют в стволе скважины. При осуществлении первичного цементирования способную к схватыванию композицию можно закачать в кольцевое пространство между стенками ствола скважины и расположенной в ней колонной труб. Способная к схватыванию композиция схватывается в кольцевом пространстве, посредством этого образуя кольцеобразную оболочку затвердевшего цемента (например, цементное кольцо), которое поддерживает и устанавливает в требуемое положение колонну труб в стволе скважины и связывает внешнюю поверхность колонны труб со стенками ствола скважины.

Способные к схватыванию композиции также можно использовать в операциях вторичного цементирования, таких как герметизация полостей в колонне труб или цементной оболочке. Используемый здесь термин способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 полостиспособы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 относится к любому типу пространства, включая изломы, отверстия, трещины, каналы, полости и аналогичное. Такие полости могут включать отверстия или трещины в колоннах труб; отверстия, трещины, полости или каналы в цементной оболочке и очень маленькие полости (обычно называемые способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 затрубным микропространствомспособы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 ) между цементной оболочкой и внешней поверхностью обсадки скважины или пластом. Герметизация таких пустот может предотвратить нежелательный поток текучих сред (например, нефти, газа, воды и т.д.) и/или мелкодисперсных твердых веществ в ствол скважины или из него.

Были осуществлены попытки герметизации таких полостей, осуществленные намеренно или нет, посредством введения вещества в полость и предоставления ему возможности оставаться в ней для герметизации полости. Если вещество не встраивается в полость, поверх полости можно сформировать пробку, гильзу или оболочку, чтобы по возможности остановить нежелательный поток жидкости. Вещества, используемые до настоящего времени в способах ограничения течения жидких сред через такие пустоты, включают способные к схватыванию композиции, включающие воду и гидравлический цемент, где способы используют гидравлическое давление для нагнетания способной к схватыванию композиции в полость. После помещения в полость способной к схватыванию композиции можно дать возможность затвердеть.

Операции вторичного цементирования также можно использовать для герметизации частей подземных пластов или частей гравийной набивки. Части подземного пласта могут включать проницаемые части пласта и изломы (природные или иные) в пласте и другие части пласта, которые могут позволить нежелательный поток жидкости в ствол скважины или из него. Части гравийной набивки включают те части гравийной набивки, в которых желательно предотвратить нежелательный поток текучих сред в ствол скважины или из него. способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 Гравийная набивкаспособы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 представляет собой термин, обычно используемый для ссылки на объем сыпучих материалов (таких как песок), помещаемых в ствол скважины, чтобы, по меньшей мере, частично уменьшить миграцию рыхлых частиц пласта в ствол скважины. В то время как операции бесфильтровой гравийной набивки становятся более общими, операции гравийной набивки обычно включают помещение фильтра гравийной набивки в ствол скважины, соседней к желаемой части подземного пласта, и набивку окружающего кольцевого пространства между фильтром и стволом скважины сыпучими материалами, которые сортированы по размеру, для предотвращения и подавления прохождения твердых веществ пласта через гравийную набивку с продукционными жидкостями. Среди прочих вещей, данный способ может позволить герметизацию части гравийной набивки для предотвращения нежелательного потока текучих сред, не требуя удаления гравийной набивки.

Способные к схватыванию композиции также можно использовать в течение бурения ствола скважины в подземном пласте. Например, при бурении ствола скважины может быть желательно, в некоторых случаях, изменить направление ствола скважины. В некоторых примерах способные к схватыванию композиции можно использовать для облегчения данного изменения направления, например, бурением направляющей скважины в затвердевшей массе цемента, обычно называемой способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 пробкой, применяемой для изменения направления ствола скважиныспособы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 , помещенной в ствол скважины.

Определенные пласты могут заставить буровую коронку бурить в особом направлении. Например, в вертикальной скважине это может привести в результате к нежелательному отклонению ствола скважины от вертикали. В наклонно направленной скважине (которую бурят под углом от вертикали) после бурения начального участка ствола скважины по вертикали направление, вызванное пластом, может сделать следование желаемым путем затруднительным. В данных и других примерах можно использовать специальные инструменты для направленного бурения, такие как отклонитель, комбинацию приводного бура со скважинным кривым переводником и аналогичные. Как правило, используемый инструмент или инструменты для направленного бурения можно ориентировать таким образом, что направляющую скважину бурят под желаемым углом к предшествующему стволу скважины в желаемом направлении. Когда направляющую скважину пробурили на короткое расстояние, специальный инструмент или инструменты извлекают, если требуется, и можно возобновить бурение вдоль нового пути. Для содействия в обеспечении того, что последующее бурение следует направляющей скважине, может быть необходимо бурить направляющую скважину в пробке для изменения направления ствола скважины, помещенной в ствол скважины. В данных примерах перед бурением направляющей скважины в ствол скважины можно ввести способную к схватыванию композицию и дать ей возможность затвердеть с образованием в ней пробки для изменения направления ствола скважины. Затем в пробке для изменения направления ствола скважины можно пробурить направляющую скважину, и высокая прочность пробки для изменения направления ствола скважины помогает гарантировать, что последующее бурение протекает в направлении направляющей скважины.

Использованные до настоящего времени способные к схватыванию композиции обычно включали портландцемент. Портландцемент, как правило, является основным компонентом с точки зрения стоимости способных к схватыванию композиций. Для снижения стоимости таких способных к схватыванию композиций в добавление к портландцементу или вместо него в способные к схватыванию композиции можно включить другие компоненты. Такие компоненты могут включать зольную пыль, шлаковый цемент, сланец, метакаолин, микродисперсный цемент и аналогичное. Используемый здесь термин способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 зольная пыльспособы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 относится к остатку сгорания пылевидного или измельченного угля, где зольную пыль, уносимую топочными газами, можно удалить, например, электростатическим осаждением. Используемый здесь термин способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 шлакспособы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 относится к гранулированному побочному продукту доменного процесса, образовавшемуся при получении чугунных отливок, и, как правило, он включает окисленные примеси, обнаруживаемые в железной руде. Шлаковый цемент, как правило, включает шлак и основание, например гидроксид натрия, бикарбонат натрия, карбонат натрия или известь, для образования способной к схватыванию композиции, которая при объединении с водой может схватиться с образованием затвердевшей массы.

В ходе изготовления цемента образуются отходы производства, обычно называемые способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 CKDспособы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 . Используемый здесь термин способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 CKDспособы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 относится к частично кальцинированному обжигаемому материалу, который удаляют из газового потока и собирают в пылеуловителе в течение изготовления цемента. Обычно при производстве цемента собирают огромные количества CKD, которые часто утилизируют в виде отходов. Удаление отходов CKD может добавить нежелательную стоимость при производстве цемента, а также озабоченность экологическими проблемами, связанную с их утилизацией. Химический анализ CKD от различных цементных производителей различается в зависимости от ряда факторов, включая конкретный обжигаемый материал, эффективность операции изготовления цемента и имеющие отношение системы сбора пыли. CKD обычно может включать множество оксидов, таких как SiO2, Al2O3, Fe2O 3, CaO, MgO, SO3, Na2O и K2 O.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение относится к операциям цементирования и, более конкретно, к способным к схватыванию композициям, включающим воду и CKD, и соответствующим способам использования.

В одном варианте осуществления настоящее изобретение предлагает способ, включающий (a) подготовку способной к схватыванию композиции, включающей воду и CKD; (b) введение способной к схватыванию композиции в подземный пласт и, по меньшей мере, одну из стадий (c), (d), (e) или (f), как указано ниже: (c) предоставление возможности способной к схватыванию композиции схватиться в части кольцевого пространства между колонной труб, расположенной в стволе скважины, и стенкой ствола скважины; (d) предоставление возможности способной к схватыванию композиции схватиться, чтобы загерметизировать полость, находящуюся в колонне труб, расположенной в стволе скважины, или находящуюся в цементной оболочке, размещенной в кольцевом пространстве между колонной труб и стенкой ствола скважины; (e) предоставление возможности способной к схватыванию композиции схватиться, чтобы загерметизировать часть гравийной набивки или часть подземного пласта; или (f) предоставление возможности способной к схватыванию композиции схватиться, чтобы образовать пробку для изменения направления ствола скважины; бурение скважины в пробке для изменения направления ствола скважины и бурение ствола скважины через скважину в пробке для изменения направления ствола скважины.

Другой вариант осуществления настоящего изобретения предлагает способ цементирования колонны труб, расположенной в стволе скважины, включающий подготовку способной к схватыванию композиции, включающей воду и CKD; введение способной к схватыванию композиции в кольцевое пространство между колонной труб и стенкой ствола скважины и предоставление возможности способной к схватыванию композиции схватиться в кольцевом пространстве с образованием затвердевшей массы.

Другой вариант осуществления настоящего изобретения предлагает способ герметизации части гравийной набивки или части подземного пласта, включающий подготовку способной к схватыванию композиции, включающей воду и CKD; введение способной к схватыванию композиции в часть гравийной набивки или часть подземного пласта и предоставление возможности способной к схватыванию композиции образовать затвердевшую массу в части гравийной набивки или части подземного пласта.

Другой вариант осуществления настоящего изобретения предлагает способ герметизации полости, находящейся в колонне труб, расположенной в стволе скважины, или находящейся в цементной оболочке, расположенной в кольцевом пространстве между колонной труб и стенкой ствола скважины, включающий подготовку способной к схватыванию композиции, включающей воду и CKD; введение способной к схватыванию композиции в полость и предоставление возможности способной к схватыванию композиции схватиться с образованием в полости затвердевшей массы.

Другой вариант осуществления настоящего изобретения предлагает способ изменения направления бурения ствола скважины, включающий подготовку способной к схватыванию композиции, включающей воду и CKD; введение способной к схватыванию композиции в ствол скважины в место в стволе скважины, где направление бурения необходимо изменить; предоставление возможности способной к схватыванию композиции затвердеть с образованием в стволе скважины пробки для изменения направления ствола скважины; бурение скважины в пробке для изменения направления ствола скважины и бурение ствола скважины через скважину в пробке для изменения направления ствола скважины.

Признаки и преимущества настоящего изобретения будут понятны специалисту в данной области. В то время как специалистами в данной области могут быть сделаны многочисленные изменения, такие изменения охватываются замыслом изобретения.

ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Настоящее изобретение относится к операциям цементирования и, более конкретно, к способным к схватыванию композициям, включающим воду и CKD, и к соответствующим способам использования. Способные к схватыванию композиции по настоящему изобретению можно использовать в разнообразных подземных применениях, включая первичное цементирование, вторичное цементирование и буровые работы. Способные к схватыванию композиции по настоящему изобретению также можно использовать в поверхностных применениях, например, при строительном цементировании.

Способные к схватыванию композиции по настоящему изобретению

В одном варианте осуществления способная к схватыванию композиция по настоящему изобретению включает воду и CKD. В некоторых вариантах осуществления способная к схватыванию композиция по настоящему изобретению может быть вспененной, например, включающей воду, CKD, газ и поверхностно активное вещество. Вспененную способную к схватыванию композицию можно использовать, например, когда желательно, чтобы способная к схватыванию композиция была легковесной. В способные к схватыванию композиции по настоящему изобретению, если желательно, могут быть включены другие необязательные добавки, включая, но не ограничиваясь этим, гидравлический цемент, зольную пыль, шлаковый цемент, сланец, цеолит, метакаолин, их комбинации и аналогичное.

Способные к схватыванию композиции по настоящему изобретению должны иметь плотность, подходящую для конкретного применения, как желательно специалистам в данной области, с преимуществом данного описания. В некоторых вариантах осуществления способные к схватыванию композиции по настоящему изобретению могут иметь плотность в диапазоне примерно от 8 фунтов на галлон (способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 фунт/галлонспособы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 ) до 16 фунт/галлон. Во вспененных вариантах осуществления вспененные способные к схватыванию композиции по настоящему изобретению могут иметь плотность в диапазоне примерно от 8 фунт/галлон до 13 фунт/галлон.

Вода, используемая в способных к схватыванию композициях по настоящему изобретению, может включать пресную воду, соленую воду (например, воду, содержащую одну или несколько растворенных солей), рассол (например, насыщенную соленую воду, добываемую из подземных пластов), морскую воду или их комбинации. Как правило, вода может быть из любого источника при условии, что она не содержит избыток соединений, которые могут неблагоприятно воздействовать на другие компоненты в способной к схватыванию композиции. В некоторых вариантах осуществления вода может быть включена в количестве, достаточном для образования способной к перекачиванию суспензии. В некоторых вариантах осуществления вода может быть включена в способные к схватыванию композиции по настоящему изобретению в количестве в диапазоне примерно от 40% до 200% по массе. Используемый здесь термин способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 по массеспособы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 , при использовании в настоящем описании для обозначения процента компонента в способной к схватыванию композиции, обозначает массовый процент компонента, включенного в способные к схватыванию композиции по настоящему изобретению относительно массы сухих компонентов в способной к схватыванию композиции. В некоторых вариантах осуществления вода может быть включена в количестве в диапазоне примерно от 40% до 150% по массе.

CKD необходимо включать в способные к схватыванию композиции в количестве, достаточном для обеспечения желаемой прочности на сжатие, плотности и/или снижения стоимости. В некоторых вариантах осуществления CKD может присутствовать в способных к схватыванию композициях по настоящему изобретению в количестве в диапазоне примерно от 0,01% до 100% по массе. В некоторых вариантах осуществления CKD может присутствовать в способных к схватыванию композициях по настоящему изобретению в количестве в диапазоне примерно от 5% до 100% по массе. В некоторых вариантах осуществления CKD может присутствовать в способных к схватыванию композициях по настоящему изобретению в количестве в диапазоне примерно от 5% до 80% по массе. В некоторых вариантах осуществления CKD может присутствовать в способных к схватыванию композициях по настоящему изобретению в количестве в диапазоне примерно от 10% до 50% по массе.

Способные к схватыванию композиции по настоящему изобретению могут необязательно включать гидравлический цемент. По настоящему изобретению можно использовать множество гидравлических цементов, включая, но не ограничиваясь этим, цементы, содержащие кальций, алюминий, кремний, кислород, железо и/или серу, которые схватываются и затвердевают при взаимодействии с водой. Подходящие гидравлические цементы включают, но не ограничиваются этим, портландцементы, пуццолановые цементы, гипсоцементы, цементы с высоким содержанием оксида алюминия, шлаковые цементы, кремнеземистые цементы и их комбинации. В некоторых вариантах осуществления гидравлический цемент может включать портландцемент. В некоторых вариантах осуществления портландцементы, которые подходят для использования в настоящем изобретении, классифицируют как цементы классов A, C, H и G согласно Американскому Нефтяному Институту, API Specification for Materials and Testing for Well Cements, API Specification 10, Fifth Ed., July 1, 1990.

Когда гидравлический цемент присутствует, он, как правило, может быть включен в способные к схватыванию композиции в количестве, достаточном для обеспечения желаемой прочности на сжатие, плотности и/или стоимости. В некоторых вариантах осуществления гидравлический цемент может присутствовать в способных к схватыванию композициях по настоящему изобретению в количестве в диапазоне примерно от 0% до 100% по массе. В некоторых вариантах осуществления гидравлический цемент может присутствовать в способных к схватыванию композициях по настоящему изобретению в количестве в диапазоне примерно от 0% до 95% по массе. В некоторых вариантах осуществления гидравлический цемент может присутствовать в способных к схватыванию композициях по настоящему изобретению в количестве в диапазоне примерно от 20% до 95% по массе. В некоторых вариантах осуществления гидравлический цемент может присутствовать в способных к схватыванию композициях по настоящему изобретению в количестве в диапазоне примерно от 50% до 90% по массе.

В некоторых вариантах осуществления пуццолановый портландцемент, который может подходить для использования, включает зольную пыль. Может подходить зольная пыль множества типов, включая зольную пыль, классифицируемую как зольная пыль класса C и класса F согласно Американскому Нефтяному Институту, API Specification for Materials and Testing for Well Cements, API Specification 10, Fifth Ed., July 1, 1990. Зольная пыль класса C включает как диоксид кремния, так и известь, так что при смешивании с водой она схватывается с образованием затвердевшей массы. Зольная пыль класса F, как правило, не содержит достаточного количества извести, так что для зольной пыли класса F требуется дополнительный источник ионов кальция для получения способной к схватыванию композиции с водой. В некоторых вариантах осуществления известь можно смешать с зольной пылью класса F в количестве в диапазоне примерно от 0,1% до 25% по массе зольной пыли. В некоторых примерах известь может представлять собой гашеную известь. Подходящие примеры зольной пыли включают, но не ограничиваются этим, цементную добавку способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 POZMIX® Aспособы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 , продаваемую Halliburton Energy Services, Inc., Дункан, Оклахома.

Когда зольная пыль присутствует, она, как правило, может быть включена в способные к схватыванию композиции в количестве, достаточном для обеспечения желаемой прочности на сжатие, плотности и/или стоимости. В некоторых вариантах осуществления зольная пыль может присутствовать в способных к схватыванию композициях по настоящему изобретению в количестве в диапазоне примерно от 5% до 75% по массе. В некоторых вариантах осуществления зольная пыль может присутствовать в способных к схватыванию композициях по настоящему изобретению в количестве в диапазоне примерно от 10% до 60% по массе.

В некоторых вариантах осуществления шлаковый цемент, который может подходить для использования, может включать шлак. Как правило, шлак не содержит достаточное количество основного материала, поэтому шлаковый цемент может дополнительно включать основание для получения способной к схватыванию композиции, которая может взаимодействовать с водой для схватывания с образованием затвердевшей массы. Примеры подходящих источников оснований включают, но не ограничиваются этим, гидроксид натрия, бикарбонат натрия, карбонат натрия, известь и их комбинации.

Когда шлаковый цемент присутствует, он, как правило, может быть включен в способные к схватыванию композиции в количестве, достаточном для обеспечения желаемой прочности на сжатие, плотности и/или стоимости. В некоторых вариантах осуществления шлаковый цемент может присутствовать в способных к схватыванию композициях по настоящему изобретению в количестве в диапазоне примерно от 0% до 99,9% по массе. В некоторых вариантах осуществления шлаковый цемент может присутствовать в способных к схватыванию композициях по настоящему изобретению в количестве в диапазоне примерно от 5% до 75% по массе.

В некоторых вариантах осуществления способные к схватыванию композиции по настоящему изобретению могут дополнительно включать метакаолин. Как правило, метакаолин представляет собой белый пуццолан, который можно приготовить, нагревая каолиновую глину, например, до температур в диапазоне примерно от 600°C до 800°C. В некоторых вариантах осуществления метакаолин может присутствовать в способных к схватыванию композициях по настоящему изобретению в количестве в диапазоне примерно от 5% до 95% по массе. В некоторых вариантах осуществления метакаолин может присутствовать в количестве в диапазоне примерно от 10% до 50% по массе.

В некоторых вариантах осуществления способные к схватыванию композиции по настоящему изобретению могут дополнительно включать сланец. Среди прочего, сланец, включенный в способные к схватыванию композиции, может взаимодействовать с избытком извести с образованием подходящего цементирующего материала, например гидрата силиката кальция. Подходят разнообразные сланцы, включая сланцы, содержащие кремний, алюминий, кальций и/или магний. Пример подходящего сланца включает спекшийся сланец. Подходящие примеры спекшегося сланца включают, но не ограничиваются этим, материал способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 PRESSUR-SEAL® FINE LCMспособы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 и материал способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 PRESSUR-SEAL® COARSE LCMспособы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 , которые продаются TXI Energy Services, Inc., Хьюстон, Техас. Как правило, сланец может иметь любое распределение размеров частиц, желательное для конкретного применения. В некоторых вариантах осуществления сланец может иметь распределение размеров частиц в диапазоне примерно от 37 микрометров до 4750 микрометров.

Когда сланец присутствует, он может быть включен в способные к схватыванию композиции по настоящему изобретению в количестве, достаточном для обеспечения желаемой прочности на сжатие, плотности и/или стоимости. В некоторых вариантах осуществления сланец может присутствовать в количестве в диапазоне примерно от 5% до 75% по массе. В некоторых вариантах осуществления сланец может присутствовать в количестве в диапазоне примерно от 10% до 35% по массе. Специалист в данной области, с преимуществом настоящего описания, будет знать соответствующее количество сланца, которое надо включить для выбранного применения.

В некоторых вариантах осуществления способные к схватыванию композиции по настоящему изобретению могут дополнительно включать цеолит. Цеолиты, как правило, представляют собой пористые алюмосиликатные минералы, которые могут являться природным или синтетическим материалом. Синтетические цеолиты основаны на том же типе структурной ячейки, что и природные цеолиты, и могут включать гидраты алюмосиликатов. Используемый здесь термин способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 цеолитспособы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 относится ко всем природным и синтетическим формам цеолита.

В некоторых вариантах осуществления подходящие для использования в настоящем изобретении цеолиты могут включать способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 анальцимспособы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 (который представляет собой гидратированный алюмосиликат натрия), способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 бикитаитспособы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 (который представляет собой алюмосиликат лития), способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 бревстеритспособы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 (который представляет собой гидратированный смешанный алюмосиликат стронция, бария и кальция), способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 шабазитспособы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 (который представляет собой гидратированный алюмосиликат кальция), способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 клиноптилолитспособы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 (который представляет собой гидратированный алюмосиликат натрия), способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 фоязитспособы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 (который представляет собой гидратированный смешанный алюмосиликат натрия, калия, кальция и магния), способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 гармотомспособы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 (который представляет собой гидратированный алюмосиликат бария), способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 гейландитспособы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 (который представляет собой гидратированный смешанный алюмосиликат натрия и кальция), способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 ломонтитспособы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 (который представляет собой гидратированный алюмосиликат кальция), способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 мезолитспособы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 (который представляет собой гидратированный смешанный алюмосиликат натрия и кальция), способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 натролитспособы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 (который представляет собой гидратированный алюмосиликат натрия), способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 паулингитспособы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 (который представляет собой гидратированный смешанный алюмосиликат калия, натрия, кальция и бария), способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 филлипситспособы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 (который представляет собой гидратированный смешанный алюмосиликат калия, натрия и кальция), способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 сколецитспособы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 (который представляет собой гидратированный алюмосиликат кальция), способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 стеллеритспособы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 (который представляет собой гидратированный алюмосиликат кальция), способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 стильбитспособы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 (который представляет собой гидратированный смешанный алюмосиликат натрия и кальция) и способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 томсонитспособы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 (который представляет собой гидратированный смешанный алюмосиликат натрия и кальция) и их комбинации. В некоторых вариантах осуществления подходящие для использования в настоящем изобретении цеолиты включают шабазит и клиноптилолит. Примером подходящего источника цеолита является цеолит от C2C Zeolite Corporation, Калгари, Канада.

В некоторых вариантах осуществления цеолит может присутствовать в способных к схватыванию композициях по настоящему изобретению в количестве в диапазоне примерно от 5% до 65% по массе. В некоторых вариантах осуществления цеолит может присутствовать в количестве в диапазоне примерно от 10% до 40% по массе.

В некоторых вариантах осуществления способные к схватыванию композиции по настоящему изобретению могут дополнительно включать добавку-замедлитель схватывания. Используемый здесь термин способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 добавка-замедлитель схватыванияспособы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 относится к добавке, которая замедляет схватывание способной к схватыванию композиции по настоящему изобретению. Примеры подходящих добавок-замедлителей схватывания включают, но не ограничиваются этим, соли аммония, щелочных металлов, щелочноземельных металлов с сульфоалкилированными лигнинами, гидроксикарбоновыми кислотами, сополимерами, которые включают акриловую кислоту или малеиновую кислоту, и их комбинации. Один пример подходящего сульфоалкилированного лигнина включает сульфометилированный лигнин. Подходящие добавки-замедлители схватывания более подробно описаны в патенте США № Re. 31 190, полное описание которого включается здесь ссылкой. Подходящие добавки-замедлители схватывания продаются Halliburton Energy Services, Inc. под торговыми названиями способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 HR® 4способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 , способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 HR® 5способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 , способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 HR® 7способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 , способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 HR® 12способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 , способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 HR® 15способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 , способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 HR® 25способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 , способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 SCRспособы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 100способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 и способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 SCRспособы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 500способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 . Обычно, когда добавка-замедлитель схватывания используется, она может включаться в способные к схватыванию композиции по настоящему изобретению в количестве, достаточном для обеспечения желаемого замедления схватывания. В некоторых вариантах осуществления добавка-замедлитель схватывания может присутствовать в количестве в диапазоне примерно от 0,1% до 5% по массе.

Необязательно в способные к схватыванию композиции по настоящему изобретению можно добавить другие дополнительные добавки, которые специалист в данной области считает соответствующими, с преимуществом данного описания. Примеры таких добавок включают, но не ограничиваются этим, ускорители, понизители плотности, утяжеляющие добавки, материалы для борьбы с поглощением бурового раствора, добавки для регулирования фильтрации, диспергаторы и их комбинации. Подходящие примеры данных добавок включают кристаллические кремнеземные соединения, аморфный кремнезем, соли, волокна, гидрофильные глины, микросферы, пуццолановую известь, латекс-цемент, тиксотропные добавки, их комбинации и аналогичное.

Пример способной к схватыванию композиции по настоящему изобретению может включать воду и CKD. При желании специалиста в данной области, с преимуществом данного описания, такая способная к схватыванию композиция по настоящему изобретению может дополнительно включать любую из вышеперечисленных добавок, а также любую из множества других добавок, подходящих для использования в подземных применениях.

Другой пример способной к схватыванию композиции по настоящему изобретению может включать воду, CKD и добавку, включающую, по меньшей мере, один компонент из следующей ниже группы: зольную пыль, сланец, цеолит, шлаковый цемент, метакаолин и их комбинации. При желании специалиста в данной области, с преимуществом данного описания, такая способная к схватыванию композиция по настоящему изобретению может дополнительно включать любую из вышеперечисленных добавок, а также любую из множества других добавок, подходящих для использования в подземных применениях.

Как указано ранее, в некоторых вариантах осуществления способные к схватыванию композиции по настоящему изобретению могут быть вспенены газом. В некоторых вариантах осуществления вспененные способные к схватыванию композиции по настоящему изобретению могут включать воду, CKD, газ и поверхностно-активное вещество. Другие подходящие добавки, такие как описанные ранее, также могут быть включены во вспененные способные к схватыванию композиции по настоящему изобретению при желании специалиста в данной области, с преимуществом данного описания. Газ, используемый во вспененных способных к схватыванию композициях по настоящему изобретению, может представлять собой любой газ, подходящий для вспенивания способной к схватыванию композиции, включая, но не ограничиваясь этим, воздух, азот или их комбинации. Как правило, газ должен присутствовать во вспененных способных к схватыванию композициях по настоящему изобретению в количестве, достаточном для образования желаемой пены. В некоторых вариантах осуществления газ может присутствовать во вспененных способных к схватыванию композициях по настоящему изобретению в количестве в диапазоне примерно от 10% до 80% по объему композиции.

Когда способные к схватыванию композиции по настоящему изобретению являются вспененными, они дополнительно включают поверхностно-активное вещество. В некоторых вариантах осуществления поверхностно-активное вещество включает композицию вспенивающего и стабилизирующего поверхностно-активного вещества. Используемый здесь термин способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 композиция вспенивающего и стабилизирующего поверхностно-активного веществаспособы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 относится к композиции, которая включает одно или несколько поверхностно-активных веществ и, среди прочего, может использоваться для содействия вспениванию способной к схватыванию композиции, а также может стабилизировать полученную из нее в результате вспененную способную к схватыванию композицию. В способных к схватыванию композициях по настоящему изобретению можно использовать любую подходящую композицию вспенивающего и стабилизирующего поверхностно-активного вещества. Подходящие композиции вспенивающего и стабилизирующего поверхностно-активного вещества могут включать, но не ограничиваются этим, смеси аммиачной соли алкилэфирсульфата, поверхностно-активного вещества, представляющего собой амидопропилбетаин жирных кислот кокосового масла, поверхностно-активного вещества, представляющего собой амидопропил-диметиламиноксид жирных кислот кокосового масла, хлорида натрия и воды; смеси поверхностно-активного вещества, представляющего собой аммиачную соль алкилэфирсульфата, поверхностно-активного вещества, представляющего собой кокамидопропил-гидроксисултаин, поверхностно-активного вещества, представляющего собой амидопропил-диметиламиноксид жирных кислот кокосового масла, хлорида натрия и воды; гидролизованный кератин; смеси поверхностно-активного вещества, представляющего собой эфирсульфаты этоксилированного спирта, алкил- или алкилен-амидопропилбетаинового поверхностно-активного вещества и алкил- или алкилен-диметиламиноксидного поверхностно-активного вещества; водные растворы альфа-олефинового сульфонатного поверхностно-активного вещества и бетаинового поверхностно-активного вещества; и их комбинации. В одном конкретном варианте осуществления композиции вспенивающего и стабилизирующего поверхностно-активного вещества включают смесь аммиачной соли алкилэфирсульфата, поверхностно-активного вещества, представляющего собой амидопропилбетаин жирных кислот кокосового масла, поверхностно-активного вещества, представляющего собой амидопропил-диметиламиноксид жирных кислот кокосового масла, хлорида натрия и воды. Подходящим примером такой смеси является пенообразующая добавка способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 ZONESEAL® 2000способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 , продаваемая Halliburton Energy Services, Inc., Дункан, Оклахома. Подходящие композиции вспенивающего и стабилизирующего поверхностно-активного вещества описаны в патентах США № 6797054, 6547871, 6367550, 6063738 и 5897699, полное описание которых настоящим включается здесь ссылкой.

Как правило, поверхностно-активное вещество может присутствовать во вспененных способных к схватыванию композициях по настоящему изобретению в количестве, достаточном для обеспечения подходящей пены. В некоторых вариантах осуществления поверхностно-активное вещество может присутствовать в количестве в диапазоне примерно от 0,8% до 5% по объему воды (способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 bvowспособы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 ).

Способы настоящего изобретения

Способные к схватыванию композиции можно использовать в разнообразных подземных применениях, включая, но не ограничиваясь этим, первичное цементирование, вторичное цементирование и буровые работы. Способные к схватыванию композиции также можно использовать в поверхностных применениях, например, при строительном цементировании.

Пример способа по настоящему изобретению включает подготовку способной к схватыванию композиции по настоящему изобретению, включающей воду и CKD; введение способной к схватыванию композиции внутрь участка, который необходимо цементировать; и предоставление способной к схватыванию композиции возможности схватиться в этом участке. В некоторых вариантах осуществления участок, который необходимо цементировать, может быть расположен выше поверхности земли, например при строительном цементировании. В некоторых вариантах осуществления участок, который необходимо зацементировать, может находиться в подземном пласте, например при подземных применениях. В некоторых вариантах осуществления способные к схватыванию композиции могут быть вспененными. По желанию специалиста в данной области, с преимуществом данного описания, способные к схватыванию композиции по настоящему изобретению, применимые в данном способе, могут дополнительно включать любые вышеперечисленные добавки, а также любую из множества других добавок, подходящих для использования в подземных применениях.

Другим примером способа по настоящему изобретению является способ цементирования колонны труб (например, обсадных труб, экспандируемых обсадных труб, колонны-хвостовика и т.д.), расположенной в стволе скважины. Пример такого способа может включать подготовку способной к схватыванию композиции по настоящему изобретению, включающей воду и CKD; введение способной к схватыванию композиции в кольцевое пространство между колонной труб и стенкой ствола скважины и предоставление возможности способной к схватыванию композиции схватиться в кольцевом пространстве с образованием затвердевшей массы. Как правило, в большинстве случаев, затвердевшая масса должна фиксировать колонну труб в стволе скважины. В некоторых вариантах осуществления способные к схватыванию композиции по настоящему изобретения могут быть вспененными. По желанию специалиста в данной области, с преимуществом данного описания, способные к схватыванию композиции по настоящему изобретению, применимые в данном способе, могут дополнительно включать любые вышеперечисленные добавки, а также любую из множества других добавок, подходящих для использования в подземных применениях.

Другим примером способа по настоящему изобретению является способ герметизации части гравийной набивки или части подземного пласта. Пример такого способа может включать подготовку способной к схватыванию композиции по настоящему изобретению, включающей воду и CKD; введение способной к схватыванию композиции в часть гравийной набивки или часть подземного пласта и предоставление возможности способной к схватыванию композиции образовать затвердевшую массу в данной части. Части подземного пласта могут включать проницаемые части пласта и изломы (природные или иные) в пласте и другие части пласта, которые могут позволить нежелательный поток жидкости в ствол скважины или из него. Части гравийной набивки включают те части гравийной набивки, в которых желательно предотвратить нежелательный поток текучих сред в ствол скважины или из него. Среди прочего, данный способ может дать возможность герметизации части гравийной набивки для предотвращения нежелательного потока текучих сред, не требуя удаление гравийной набивки. В некоторых вариантах осуществления способные к схватыванию композиции по настоящему изобретения могут быть вспененными. По желанию специалиста в данной области, с преимуществом данного описания, способные к схватыванию композиции по настоящему изобретению, применимые в данном способе, могут дополнительно включать любые вышеперечисленные добавки, а также любую из множества других добавок, подходящих для использования в подземных применениях.

Другим примером способа по настоящему изобретению является способ герметизации полостей, расположенных в колонне труб (например, обсадных трубах, экспандируемых обсадных трубах, колоннах-хвостовиках и т.д.) или в цементной оболочке. Как правило, колонну труб будут помещать в ствол скважины, а цементная оболочка может располагаться в кольцевом пространстве между колонной труб, расположенной в стволе скважины, и стенкой ствола скважины. Пример такого способа может включать подготовку способной к схватыванию композиции, включающей воду и CKD; введение способной к схватыванию композиции в полость и предоставление возможности способной к схватыванию композиции схватиться с образованием затвердевшей массы в полости. В некоторых вариантах осуществления способные к схватыванию композиции по настоящему изобретения могут быть вспененными. По желанию специалиста в данной области, с преимуществом данного описания, способные к схватыванию композиции по настоящему изобретению, применимые в данном способе, могут дополнительно включать любые вышеперечисленные добавки, а также любую из множества других добавок, подходящих для использования в подземных применениях.

При герметизации полости в колонне труб способы по настоящему изобретению в некоторых вариантах осуществления могут дополнительно включать определение местоположения полости в колонне труб и изоляцию полости посредством ограничения пространства внутри колонны труб, сообщающегося с полостью; где способную к схватыванию композицию можно вводить в полость из данного пространства. Полость можно изолировать, используя любую подходящую методику и/или устройство, включая мостовые пробки, пакеры и аналогичное. Местоположение полости в колонне труб можно определить, используя любой подходящий метод.

При герметизации полости в цементной оболочке способы по настоящему изобретению в некоторых вариантах осуществления могут дополнительно включать определение местоположения полости в цементной оболочке; создание перфорации в колонне труб, которая пересекает полость; и изоляцию полости ограничением пространства внутри колонны труб, сообщающегося с полостью, посредством перфорации, где способную к схватыванию композицию вводят в полость посредством перфорации. Местоположение полости в колонне труб можно определить, используя любой подходящий метод. Перфорацию можно создать в колонне труб, используя любой подходящий метод, например скважинный перфоратор. Полость можно изолировать, используя любую подходящую методику и/или устройство, включая мостовые пробки, пакеры и аналогичное.

Другим примером способа по настоящему изобретению является способ изменения направления бурения ствола скважины. Пример такого способа может включать подготовку способной к схватыванию композиции, включающей CKD; введение способной к схватыванию композиции в ствол скважины в место в стволе скважины, где направление бурения необходимо изменить; предоставление возможности способной к схватыванию композиции затвердеть с образованием в стволе скважины пробки для изменения направления ствола скважины, бурение скважины в пробке для изменения направления ствола скважины и бурение ствола скважины через скважину в пробке для изменения направления ствола скважины. В некоторых вариантах осуществления способные к схватыванию композиции по настоящему изобретению могут быть вспененными. По желанию специалиста в данной области, с преимуществом данного описания, способные к схватыванию композиции по настоящему изобретению, применимые в данном способе, могут дополнительно включать любую из вышеперечисленных добавок, а также любую из множества других добавок, подходящих для использования в подземных применениях.

Как правило, операции бурения следует продолжать в направлении скважины, пробуренной через пробку для изменения направления ствола скважины. Ствол скважины и скважину в пробке для изменения направления ствола скважины можно пробурить, используя любой подходящий метод, включая вращательное бурение, ударно-канатное бурение и аналогичное. В некоторых вариантах осуществления один или несколько инструментов для наклонно направленного бурения можно поместить по соседству с пробкой для изменения направления ствола скважины. Подходящие инструменты для наклонно направленного бурения включают, но не ограничиваются этим, ударно-канатный инструмент, комбинации приводного бура со скважинным кривым переводником и аналогичные. Затем инструмент для наклонно направленного бурения можно использовать для бурения скважины в пробке для изменения направления ствола скважины с тем, чтобы скважина располагалось в желаемом направлении. Необязательно, инструмент для направленного бурения можно удалить из ствола скважины после бурения скважины в пробке для изменения направления ствола скважины.

Для содействия лучшему пониманию настоящего изобретения даются следующие ниже примеры определенных аспектов некоторых вариантов осуществления. Следующие ниже примеры ни коим образом не следует считать ограничивающими или определяющими сущность изобретения.

Пример 1

При комнатной температуре готовили серию образцов способных к схватыванию композиций и подвергали 48-часовым испытаниям прочности на сжатие при 140°F в соответствии с описанием 10 API. Композиции образцов включали воду, CKD класса A и портландцемент класса A.

Результаты испытаний прочности на сжатие изложены в таблице, приведенной ниже.

Таблица 1

Испытания прочности на сжатие невспененных композиций: цемент класса A и CKD класса A
ОбразецПлотность

(фунт/галлон)
Портландцемент класса A (% по массе) CKD класса A (% по массе) 48-часовая прочность на сжатие при 140°F (фунт/кв. дюйм)
No. 1 140 100228
No. 2 15,1525 75701
No. 3 14,8450 501189
No. 4 15,6275 253360
No. 5 15,6100 02350

Пример 2

При комнатной температуре готовили композиции образцов № 6 и 7 и подвергали испытаниям на время схватывания и фильтрацию при 140°F и 240°F, соответственно, согласно описанию 10 API.

Композиция образца № 6 включала воду, портландцемент класса A (50% по массе), CKD класса A (50% по массе), понизитель фильтрации способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 HALAD® 23способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 (0,75% по массе) и добавку-замедлитель схватывания способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 HR®-5способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 (0,25% по массе). Соответственно, композиция образца № 6 имела массовое отношение портландцемента к CKD примерно 50:50. Данный образец имел плотность 14,84 фунт/галлон. Добавка способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 HALAD® 23способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 представляет собой понизитель фильтрации на основе целлюлозы, который продается Halliburton Energy Services, Inc., Дункан, Оклахома. Замедлитель способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 HR®-5способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 представляет собой лигносульфонатную добавку-замедлитель схватывания, продаваемую Halliburton Energy Services, Inc., Дункан, Оклахома.

Композиция образца № 7 включала воду, портландцемент класса A (50% по массе), CKD класса A (50% по массе), понизитель фильтрации способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 HALAD® 413способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 (0,75% по массе) и добавку-замедлитель схватывания способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 HR®-12способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 (0,3% по массе). Соответственно, композиция образца № 7 имела массовое отношение портландцемента к CKD примерно 50:50. Данный образец имел плотность 14,84 фунт/галлон. Добавка способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 HALAD® 413способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 представляет собой понизитель фильтрации на основе привитого сополимера, который продается Halliburton Energy Services, Inc., Дункан, Оклахома. Замедлитель способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 HR®-12способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 представляет собой смесь лигносульфонатной и гидроксикарбоксилатной добавки-замедлителя схватывания, продаваемую Halliburton Energy Services, Inc., Дункан, Оклахома.

Результаты испытаний на фильтрацию и время схватывания показаны в приведенной ниже таблице.

Таблица 2

Испытания на время схватывания и фильтрацию невспененных композиций: цемент класса A и CKD класса A
Образец Массовое отношение цемента к CKD Температура испытания (°F) Время схватывания до 70 BC (мин:час) Фильтрация API за 30 мин (мл)
No. 650:50 140 6:06147
No. 7 50:50240 2:20220

Пример 3

При комнатной температуре готовили серию образцов способных к схватыванию композиций и подвергали 48-часовым испытаниям прочности на сжатие при 140°F в соответствии с описанием 10 API. Композиции образцов включали воду, CKD класса H и портландцемент класса H.

Результаты испытаний прочности на сжатие изложены в таблице, приведенной ниже.

Таблица 3

Испытания прочности на сжатие невспененных композиций: цемент класса H и CKD класса H
ОбразецПлотность

(фунт/галлон)
Портландцемент класса H (% по массе) CKD класса H (% по массе) 48-часовая прочность на сжатие при 140°F (фунт/кв. дюйм)
No. 8 15,230 10074,9
No. 9 15,425 75544
No. 10 1650 501745
No. 11 16,475 253250
No. 12 16,4100 01931

Пример 4

При комнатной температуре готовили композиции образцов № 13 и 14 и подвергали испытаниям на время схватывания и фильтрацию при 140°F и 240°F, соответственно, согласно описанию 10 API.

Композиция образца № 13 включала воду, портландцемент класса H (50% по массе), CKD класса H (50% по массе), понизитель фильтрации способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 HALAD® 23способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 (0,75% по массе) и добавку-замедлитель схватывания способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 HR®-5способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 (0,25% по массе). Соответственно, композиция образца № 13 имела массовое отношение портландцемента к CKD примерно 50:50. Данный образец имел плотность 16 фунт/галлон.

Композиция образца № 14 включала воду, портландцемент класса H (50% по массе), CKD класса H (50% по массе), понизитель фильтрации способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 HALAD® 413способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 (0,75% по массе) и добавку-замедлитель схватывания способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 HR®-12способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 (0,3% по массе). Соответственно, композиция образца № 14 имела массовое отношение портландцемента к CKD примерно 50:50. Данный образец имел плотность 16 фунт/галлон.

Результаты испытаний на фильтрацию и время схватывания показаны в приведенной ниже таблице.

Таблица 4

Испытания на время схватывания и фильтрацию невспененных композиций: цемент класса H и CKD класса H
Образец Массовое отношение цемента к CKD Температура испытания (°F) Время схватывания до 70 BC (мин:час) Фильтрация API за 30 мин (мл)
No. 1350:50 140 5:0458
No. 14 50:50240 1:09220

Пример 5

При комнатной температуре готовили серию образцов способных к схватыванию композиций и подвергали 48-часовым испытаниям прочности на сжатие при 140°F в соответствии с описанием 10 API. Композиции образцов включали воду, CKD класса G и портландцемент класса G.

Результаты испытаний прочности на сжатие изложены в таблице, приведенной ниже.

Таблица 5

Испытания прочности на сжатие невспененных композиций: цемент класса G и CKD класса G
ОбразецПлотность

(фунт/галлон)
Портландцемент класса G (% по массе) CKD класса G (% по массе) 48-часовая прочность на сжатие при 140°F (фунт/кв. дюйм)
No. 15 14,46 0100 371
No. 1614,47 2575 601
No. 1714,49 5050 1100
No. 1814,46 7525 3160
No. 1914,46 1000 3880

Пример 6

При комнатной температуре готовили композиции образцов № 20 и 21 и подвергали испытаниям на время схватывания и фильтрацию при 140°F и 240°F, соответственно, согласно описанию 10 API.

Композиция образца № 20 включала воду, портландцемент класса G (50% по массе), CKD класса G (50% по массе), понизитель фильтрации способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 HALAD® 23способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 (0,75% по массе) и добавку-замедлитель схватывания способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 HR®-5способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 (0,25% по массе). Соответственно, композиция образца № 20 имела массовое отношение портландцемента к CKD примерно 50:50. Данный образец имел плотность 15,23 фунт/галлон.

Композиция образца № 21 включала воду, портландцемент класса G (50% по массе), CKD класса G (50% по массе), понизитель фильтрации способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 HALAD® 413способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 (0,75% по массе) и добавку-замедлитель схватывания способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 HR®-12способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 (0,3% по массе). Соответственно, композиция образца № 21 имела массовое отношение портландцемента к CKD примерно 50:50. Данный образец имел плотность 15,23 фунт/галлон.

Результаты испытаний на фильтрацию и время схватывания показаны в приведенной ниже таблице.

Таблица 6

Испытания на время схватывания и фильтрацию невспененных композиций: цемент класса G и CKD класса G
Образец Массовое отношение цемента к CKD Температура испытания (°F) Время схватывания до 70 BC (мин:час) Фильтрация API за 30 мин (мл)
No. 2050:50 140 3:19132
No. 21 50:50240 1:24152

Соответственно, примеры 1-6 показывают, что способные к схватыванию композиции, включающие портландцемент и CKD, могут иметь подходящие времена схватывания, прочность на сжатие и/или фильтрационные свойства для конкретных применений.

Пример 7

Готовили серию вспененных композиций образцов в соответствии со следующей процедурой. Для каждого образца готовили композицию основы образца, которая включала воду, портландцемент класса A и CKD класса A. Количества CKD и портландцемента варьировали, как показано в таблице ниже. Затем добавляли пенообразующую добавку способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 ZONESEAL® 2000способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 к каждой композиции основы образца в количестве 2% bvow. Затем каждую композицию основы образца вспенивали примерно до 12 фунт/галлон. После приготовления полученные в результате вспененные композиции образцов подвергали 72-часовым испытаниям прочности на сжатие при 140°F в соответствии с описанием 10 API.

Результаты испытаний прочности на сжатие изложены в таблице, приведенной ниже.

Таблица 7

Испытания прочности на сжатие вспененных композиций: цемент класса A и CKD класса A
ОбразецПлотность основы

(фунт/ галлон)
Плотность пены (фунт/ галлон) Портландцемент класса A (% по массе) CKD класса A (% по массе) 72-часовая прочность на сжатие при 140°F (фунт/кв. дюйм)
No. 22 14,34 120 100167,6
No. 23 14,1512 2575 701
No. 2415,03 1250 501253
No. 25 15,6212 7525 1322
No. 2615,65 12100 01814

Пример 8

Готовили серию вспененных композиций образцов в соответствии со следующей процедурой. Для каждого образца готовили композицию основы образца, которая включала воду, портландцемент класса H и CKD класса H. Количества CKD и портландцемента варьировали, как показано в таблице ниже. Затем добавляли пенообразующую добавку способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 ZONESEAL® 2000способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 к каждой композиции основы образца в количестве 2% bvow. Затем каждую композицию основы образца вспенивали примерно до 12 фунт/галлон. После приготовления полученные в результате вспененные композиции образцов подвергали 72-часовым испытаниям прочности на сжатие при 140°F в соответствии с описанием 10 API.

Результаты испытаний прочности на сжатие изложены в таблице, приведенной ниже.

Таблица 8

Испытания прочности на сжатие вспененных композиций: цемент класса H и CKD класса H
ОбразецПлотность основы

(фунт/галлон)
Плотность пены (фунт/галлон) Портландцемент класса H (% по массе) CKD класса H (% по массе) 72-часовая прочность на сжатие при 140°F (фунт/кв. дюйм)
No. 27 15,07 120 10027,2
No. 28 15,412 2575 285
No. 2916 1250 50845
No. 30 16,412 7525 1458
No. 3116,57 12100 01509

Пример 9

Готовили серию вспененных композиций образцов в соответствии со следующей процедурой. Для каждого образца готовили композицию основы образца, которая включала воду, портландцемент класса G и CKD класса G. Количества CKD и портландцемента варьировали, как показано в таблице ниже. Затем добавляли пенообразующую добавку способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 ZONESEAL® 2000способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 к каждой композиции основы образца в количестве 2% bvow. Затем каждую композицию основы образца вспенивали примерно до 12 фунт/галлон. После приготовления полученные в результате вспененные композиции образцов подвергали 72-часовым испытаниям прочности на сжатие при 140°F в соответствии с описанием 10 API.

Результаты испытаний прочности на сжатие изложены в таблице, приведенной ниже.

Таблица 9

Испытания прочности на сжатие вспененных композиций: цемент класса G и CKD класса G
ОбразецПлотность основы

(фунт/галлон)
Плотность пены (фунт/галлон) Портландцемент класса G (% по массе) CKD класса G (% по массе) 72-часовая прочность на сжатие при 140°F (фунт/кв. дюйм)
No. 32 14,32 120 100181
No. 33 14,6112 2575 462
No. 3415 1250 50729
No. 35 15,4312 7525 1196
No. 3615,91 12100 01598

Соответственно, примеры 7-9 показывают, что вспененные способные к схватыванию композиции, включающие портландцемент и CKD, могут иметь подходящую прочность на сжатие для конкретного применения.

Пример 10

При комнатной температуре готовили серию образцов способных к схватыванию композиций и подвергали 24-часовым испытаниям на прочность при 140°F в соответствии с описанием 10 API. В каждый образец включали достаточное количество воды, чтобы обеспечить плотность примерно 14,2 фунт/галлон.

Результаты испытаний прочности на сжатие показаны в приведенной ниже таблице.

Таблица 10

Испытания прочности на сжатие невспененных композиций: цемент класса A, CKD класса A, сланец, зольная пыль и известь
ОбразецПортланд-цемент класса A (% по массе) CKD класса A (% по массе) Спекшийся сланец1 (% по массе) Добавка POZMIX® A (% по массе Гашеная известь (% по массе) 24-часовая прочность на сжатие при 140°F (фунт/кв. дюйм)
No. 37 26 00 6113 1024
No. 3819,5 6,50 6113 766
No. 3920,7 5,30 6113 825
No. 4023,3 2,70 6113 796
No. 4119,4 3,33,3 6113 717
No. 4220,7 2,652,65 6113 708
No. 4323,3 1,351,35 6113 404
1Используемый спекшийся сланец представлял собой материал способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 PRESSUR-SEAL® FINE LCMспособы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 .

Пример 11

Готовили серию композиций образцов и подвергали испытаниям на время схватывания при 140°F в соответствии с описанием 10 API.

Композиция образца № 44 включала воду, портландцемент класса A (26% по массе), цементную добавку способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 POZMIX® Aспособы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 (61% по массе), гашеную известь (13% по массе), понизитель фильтрации способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 HALAD® 23способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 (0,6% по массе) и добавку-замедлитель схватывания способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 HR®-5способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 (0,1% по массе). Данный образец имел плотность 14,2 фунт/галлон.

Композиция образца № 45 включала воду, портландцемент класса A (19,5% по массе), CKD класса A (6,5% по массе), цементную добавку способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 POZMIX® Aспособы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 (61% по массе), гашеную известь (13% по массе), понизитель фильтрации способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 HALAD® 23способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 (0,6% по массе) и добавку-замедлитель схватывания способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 HR®-5способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 (0,1% по массе). Данный образец имел плотность 14,2 фунт/галлон. Спекшийся сланец представлял собой материал способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 PRESSUR-SEAL® FINE LCMспособы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 .

Композиция образца № 46 включала воду, портландцемент класса A (19,5% по массе), CKD класса A (3,25% по массе), спекшийся сланец (3,25% по массе), цементную добавку способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 POZMIX® Aспособы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 (61% по массе), гашеную известь (13% по массе), понизитель фильтрации способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 HALAD® 23способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 (0,6% по массе) и добавку-замедлитель схватывания способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 HR®-5способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 (0,1% по массе). Данный образец имел плотность 14,2 фунт/галлон. Спекшийся сланец представлял собой материал способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 PRESSUR-SEAL® FINE LCMспособы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 .

Результаты испытаний фильтрации и на время схватывания показаны в приведенной ниже таблице.

Таблица 11

Испытания на время схватывания невспененных композиций: цемент класса A, CKD класса A, сланец, зольная пыль и известь
ОбразецПортланд-цемент класса A (% по массе) CKD класса A (% по массе) Спекшийся сланец1 (% по массе) Добавка POZMIX® A (% по массе Гашеная известь (% по массе) Время схватывания до 70 BC при 140°F (мин:час)
No. 44 260 061 132:57
No. 45 19,56,5 061 132:20
No. 46 19,52,25 2,2561 133:12
1Используемый спекшийся сланец представлял собой материал способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 PRESSUR-SEAL® FINE LCMспособы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 .

Пример 12

При комнатной температуре готовили серию образцов способных к схватыванию композиций и подвергали 24-часовым испытаниям прочности на сжатие при 140°F в соответствии с описанием 10 API. В каждый образец включали достаточное количество воды, чтобы обеспечить плотность примерно 14,2 фунт/галлон.

Результаты испытаний прочности на сжатие показаны в приведенной ниже таблице.

Таблица 12

Испытания прочности на сжатие невспененных композиций: цемент класса H, CKD класса H, сланец, зольная пыль и известь
ОбразецПортланд-цемент класса H (% по массе) CKD класса H (% по массе) Спекшийся сланец1 (% по массе) Добавка POZMIX® A (% по массе) Гашеная известь (% по массе) 24-часовая прочность на сжатие при 140°F (фунт/кв. дюйм)
No. 47 26 00 6113 704
No. 4819,5 6,50 6113 576
No. 4920,7 5,30 6113 592
No. 5023,3 2,70 6113 627
No. 5119,4 3,33,3 6113 626
No. 5220,7 2,652,65 6113 619
No. 5323,3 1,351,35 6113 594
1Используемый спекшийся сланец представлял собой материал способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 PRESSUR-SEAL® FINE LCMспособы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 .

Пример 13

Готовили композицию образца № 54 и подвергали тесту фильтрации при 140°F в соответствии с описанием 10 API. Композиция образца № 54 включала воду, портландцемент класса H (19,5% по массе), CKD класса H (3,3% по массе), спекшийся сланец (3,3% по массе), цементную добавку способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 POZMIX® Aспособы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 (61% по массе), гашеную известь (13% по массе), понизитель фильтрации способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 HALAD® 23способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 (0,6% по массе) и добавку-замедлитель схватывания способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 HR®-5способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 (0,1% по массе). Данный образец имел плотность 14,2 фунт/галлон. Соответственно композиция образца № 54 имела массовое отношение портландцемента к CKD, равное 75:25. Спекшийся сланец представлял собой материал способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 PRESSUR-SEAL® FINE LCMспособы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 .

Результаты теста фильтрации показаны в приведенной ниже таблице.

Таблица 13

Тест фильтрации невспененной композиции: цемент класса H, CKD класса H, сланец, зольная пыль и известь
Образец Портланд-цемент класса H (% по массе)CKD класса H (% по массе) Спекшийся сланец1 (% по массе) Добавка POZMIX® A (% по массе) Гашеная известь (% по массе) Фильтрация за 30 мин API при 140°F (мл)
No. 5419,5 3,3 3,361 13117
1Используемый спекшийся сланец представлял собой материал способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 PRESSUR-SEAL® FINE LCMспособы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 .

Пример 14

При комнатной температуре готовили серию образцов способных к схватыванию композиций и подвергали 24-часовым испытаниям прочности на сжатие при 140°F в соответствии с описанием 10 API. В каждый образец включали достаточное количество воды, чтобы обеспечить плотность примерно 14,2 фунт/галлон.

Результаты испытаний прочности на сжатие показаны в приведенной ниже таблице.

Таблица 14

Испытания прочности на сжатие невспененных композиций: цемент класса G, CKD класса G, сланец, зольная пыль и известь
ОбразецПортланд-цемент класса G (% по массе) CKD класса G (% по массе) Спекшийся сланец1 (% по массе) Добавка POZMIX® A (% по массе) Гашеная известь (% по массе) 24-часовая прочность на сжатие при 140°F (фунт/кв. дюйм)
No. 55 26 00 6113 491
No. 5619,5 6,50 6113 526
No. 5720,7 5,30 6113 474
No. 5823,3 2,70 6113 462
No. 5919,4 3,33,3 6113 523
No. 6020,7 2,652,65 6113 563
1Используемый спекшийся сланец представлял собой материал способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 PRESSUR-SEAL® FINE LCMспособы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 .

Соответственно, примеры 10-14 показывают, что способные к схватыванию композиции, включающие портландцемент, CKD, зольную пыль, гашеную известь и необязательно спекшийся сланец, могут иметь подходящие прочность на сжатие, времена схватывания и/или фильтрационные свойства для конкретного использования.

Пример 15

Готовили серию композиций вспененных образцов согласно следующей процедуре. Для каждого образца готовили композицию основы образца, которая включала воду, портландцемент класса A, CKD класса A, спекшийся сланец, цементную добавку способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 POZMIX® Aспособы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 (61% по массе), гашеную известь (13% по массе). Данный образец имел плотность 14,2 фунт/галлон. Спекшийся сланец представлял собой материал способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 PRESSUR-SEAL® FINE LCMспособы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 . Количества CKD, портландцемента и спекшегося сланца варьировали, как показано в приведенной ниже таблице. Затем к каждой композиции основы образца добавляли пенообразующую добавку способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 ZONESEAL® 2000способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 в количестве 2% bvow. Затем каждую композицию основы образца вспенивали примерно до 12 фунт/галлон. После приготовления полученные в результате вспененные композиции образцов подвергали 10-дневным испытаниям прочности на сжатие при 140°F в соответствии с описанием 10 API.

Результаты испытаний прочности на сжатие показаны в приведенной ниже таблице.

Таблица 15

Испытания прочности на сжатие вспененных композиций: цемент класса A, CKD класса A, сланец, зольная пыль и известь
ОбразецПортланд-цемент класса А (% по массе) СKD класса А (% по массе) Спекшийся сланец1 (% по массе) Добавка POZMIX® A (% по массе) Гашеная известь (% по массе) 10-дневная прочность на сжатие при 140°F (фунт/кв. дюйм)
No. 61 26 00 6113 1153
No. 6219,5 6,50 6113 1151
No. 6320,7 5,30 6113 1093
No. 6423,3 2,70 6113 950
No. 6519,4 3,33,3 6113 1161
No. 6620,7 2,652,65 6113 1009
No. 6723,3 1,351,35 6113 1231
1Используемый спекшийся сланец представлял собой материал способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 PRESSUR-SEAL® FINE LCMспособы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 .

Пример 16

Готовили серию вспененных композиций образцов согласно следующей процедуре. Для каждого образца готовили композицию основы образца, которая включала воду, портландцемент класса A, CKD класса A, спекшийся сланец, цементную добавку способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 POZMIX® Aспособы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 (61% по массе) и гашеную известь (13% по массе). Данный образец имел плотность 14,2 фунт/галлон. Спекшийся сланец представлял собой материал способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 PRESSUR-SEAL® FINE LCMспособы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 . Количества CKD, портландцемента и спекшегося сланца варьировали, как показано в приведенной ниже таблице. Затем к каждой композиции основы образца добавляли пенообразующую добавку способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 ZONESEAL® 2000способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 в количестве 2% bvow. Затем каждую композицию основы образца вспенивали примерно до 12 фунт/галлон. После приготовления полученные в результате вспененные композиции образцов подвергали 72-часовым испытаниям прочности на сжатие при 140°F в соответствии с описанием 10 API.

Результаты испытаний прочности на сжатие показаны в приведенной ниже таблице.

Таблица 16

Испытания прочности на сжатие вспененных композиций: цемент класса A, CKD класса A, сланец, зольная пыль и известь
ОбразецПортланд-цемент класса A (% по массе) CKD класса A (% по массе) Спек-шийся сланец1 (% по массе) Добавка POZMIX® A (% по массе) Гашеная известь (% по массе) 72-часовая прочность на сжатие при 140°F (фунт/кв. дюйм)
No. 68 26 00 6113 1057
No. 6919,5 6,50 6113 969
No. 7020,7 5,30 6113 984
No. 7119,4 3,33,3 6113 921
No. 7220,7 2,652,65 6113 811
No. 7323,3 1,351,35 6113 969
1Используемый спекшийся сланец представлял собой материал способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 PRESSUR-SEAL® FINE LCMспособы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 .

Пример 17

Готовили вспененную композицию образца № 74 согласно следующей процедуре. Готовили композицию основы образца, которая включала воду, портландцемент класса G (19,5% по массе), CKD класса G (6,5% по массе), цементную добавку способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 POZMIX® Aспособы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 (61% по массе) и гашеную известь (13% по массе). Данный образец основы имел плотность 14,2 фунт/галлон. Затем к каждой композиции основы образца добавляли пенообразующую добавку способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 ZONESEAL® 2000способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 в количестве 2% bvow. Затем композицию основы образца вспенивали примерно до 12 фунт/галлон. После приготовления полученную в результате вспененную композицию образца подвергали 72-часовым испытаниям прочности на сжатие при 140°F в соответствии с описанием 10 API.

Результат испытания прочности на сжатие показан в приведенной ниже таблице.

Таблица 17

Испытания прочности на сжатие вспененной композиции: цемент класса G, CKD класса G, зольная пыль и известь
Образец Портланд-цемент класса G (% по массе)CKD класса G (% по массе) Добавка POZMIX® A (% по массе) Гашеная известь (% по массе) 72-часовая прочность на сжатие при 140°F (фунт/кв. дюйм)
No. 74 19,5 6,561 13777

Соответственно, примеры 15-17 показывают, что вспененные способные к схватыванию композиции, включающие портландцемент, CKD, зольную пыль, гашеную известь и необязательно спекшийся сланец могут иметь подходящую прочность на сжатие для конкретного использования.

Пример 18

При комнатной температуре готовили серию образцов способных к схватыванию композиций и подвергали 24-часовым испытаниям на прочность при 180°F в соответствии с описанием 10 API. Композиции образцов включали воду, CKD класса A, портландцемент класса A, цеолит, спекшийся сланец и гашеную известь. Используемый спекшийся сланец представлял собой материал способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 PRESSUR-SEAL® FINE LCMспособы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 . Количество каждого компонента варьировали, как показано в таблице ниже.

Результаты испытаний прочности на сжатие показаны в приведенной ниже таблице.

Таблица 18

Испытания прочности на сжатие невспененной композиции: цемент класса A, CKD класса A, цеолит, сланец и известь
Образец Плотность (фунт/ галлон) Портланд-цемент класса A (% по массе)CKD класса A (% по массе) Цеолит (% по массе) Спекшийся сланец1 (% по массе) Гашеная известь (% по массе) 24-часовая прочность на сжатие при 180°F (фунт/кв. дюйм)
No. 75 13,3 5025 250 01915
No. 76 12,7550 2512,5 12,50 2190
No. 7711,6 075 1025 031,6
No. 78 12,825 5023,5 00 875
No. 7912,5 2550 12,512,5 0923
No. 80 11,50 7010 155 116,4
1Используемый спекшийся сланец представлял собой материал способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 PRESSUR-SEAL® FINE LCMспособы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 .

Пример 19

Готовили вспененную композицию образца № 81 согласно следующей процедуре. Готовили композицию основы образца, которая включала воду, портландцемент класса A, CKD класса A и цеолит. Данный образец основы имел плотность 14,2 фунт/галлон. Затем добавляли пенообразующую добавку способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 ZONESEAL® 2000способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 в количестве 2% bvow. Затем композицию основы образца вспенивали примерно до 12 фунт/галлон. После приготовления полученную в результате вспененную композицию образца подвергали 72-часовым испытаниям прочности на сжатие при 140°F в соответствии с описанием 10 API.

Результат испытания прочности на сжатие показан в приведенной ниже таблице.

Таблица 19

Испытания прочности на сжатие вспененной композиции: цемент класса A, CKD класса A и цеолит
Образец Плотность основы (фунт/ галлон) Плотность пены (фунт/ галлон) Портландцемент класса A (% по массе) CKD класса A (% по массе) Цеолит (% по массе) 72-часовая прочность на сжатие при 140°F (фунт/кв. дюйм)
No. 81 13,35 1250 2525 972

Пример 20

При комнатной температуре готовили композицию образца № 82 и подвергали 24-часовому испытанию прочности на сжатие при 180°F в соответствии с описанием 10 API. Композиция образца № 82 включала воду, портландцемент класса H, CKD класса H, цеолит и спекшийся сланец. Используемый спекшийся сланец представлял собой материал способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 PRESSUR-SEAL® FINE LCMспособы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 .

Результат испытания прочности на сжатие показан в приведенной ниже таблице.

Таблица 20

Испытания прочности на сжатие невспененной композиции: цемент класса H, CKD класса H, цеолит и сланец
Образец Плотность (фунт/ галлон) Портланд-цемент класса Н (% по массе)CKD класса Н (% по массе) Цеолит (% по массе) Спекшийся сланец1 (% по массе) 24-часовая прочность на сжатие при 180°F (фунт/кв. дюйм)
No. 82 15,2 5025 12,512,5 2280
1Используемый спекшийся сланец представлял собой материал способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 PRESSUR-SEAL® FINE LCMспособы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 .

Пример 21

При комнатной температуре готовили композицию образца № 83 и подвергали испытаниям на время схватывания и фильтрацию при 140°F в соответствии с описанием 10 API. Композиция образца № 83 включала портландцемент класса A (50% по массе), CKD класса A (25% по массе), цеолит (12,5% по массе), спекшийся сланец (12,5% по массе), понизитель фильтрации способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 HALAD® 23способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 (0,75% по массе) и добавку-замедлитель схватывания способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 HR®-5способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 (0,5% по массе). Данный образец имел плотность 12,75 фунт/галлон. Спекшийся сланец представлял собой материал способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 PRESSUR-SEAL® FINE LCMспособы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 .

Результаты испытаний фильтрации и на время схватывания показаны в приведенной ниже таблице.

Таблица 21

Испытания на время схватывания и фильтрацию невспененных композиций: цемент класса A, CKD класса A, цеолит и сланец
ОбразецПортланд-цемент класса A (% по массе) CKD класса А (% по массе) Цеолит (% по массе) Спекшийся сланец1 (% по массе) Время схватывания до 70 BC при 140°F (мин:час) Фильтрация в течение 30 мин при 140°F (мл)
No. 83 5025 12,512,5 8:54196
1Используемый спекшийся сланец представлял собой материал способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 PRESSUR-SEAL® FINE LCMспособы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 .

Соответственно, примеры 18-21 показывают, что вспененные и невспененные способные к схватыванию композиции, включающие портландцемент, CKD, цеолит и необязательно спекшийся сланец, могут иметь подходящую прочность на сжатие для конкретных применений.

Пример 22

При комнатной температуре готовили серию способных к схватыванию композиций образцов и подвергали 24-часовым испытаниям прочности на сжатие при 190°F в соответствии с описанием 10 API. Композиции образцов включали воду, шлаковый цемент, CKD класса H, портландцемент класса H, карбонат натрия и гашеную известь. Шлаковый цемент содержал карбонат натрия в количестве 6% по массе. Количество каждого компонента варьировали, как показано в приведенной ниже таблице.

Результаты испытаний прочности на сжатие показаны в приведенной ниже таблице.

Таблица 22

Испытания прочности на сжатие невспененных композиций: цемент класса H, CKD класса H, шлаковый цемент и известь
ОбразецПлотность (фунт/ галлон)Портланд-цемент класса H (% по массе) CKD класса H (% по массе) Шлаковый цемент (% по массе) Гашеная известь (% по массе) 24-часовая прочность на сжатие при 190°F (фунт/кв. дюйм)
No. 84 13,2 050 455 123,6
No. 8513,6 050 500 170,3
No. 8614 3050 200 183,2
No. 8715 3020 500 563

Пример 23

При комнатной температуре готовили серию вспененных композиций образцов и подвергали 72-часовым испытаниям прочности на сжатие при 140°F в соответствии с описанием 10 API. Для каждого образца готовили композицию основы образца, которая включала воду, шлаковый цемент, CKD класса H, портландцемент класса H и гашеную известь. Количество каждого компонента варьировали, как показано в приведенной ниже таблице. Шлаковый цемент содержал карбонат натрия в количестве 6% по массе. Затем к каждой композиции основы образца добавляли пенообразующую добавку способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 ZONESEAL® 2000способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 в количестве 2% bvow. Затем каждую композицию основы образца вспенивали примерно до 11 фунт/галлон. После приготовления полученные в результате вспененные композиции образцов подвергали 72-часовым испытаниям прочности на сжатие при 140°F в соответствии с описанием 10 API.

Результаты испытаний прочности на сжатие показаны в приведенной ниже таблице.

Таблица 23

Испытания прочности на сжатие вспененных композиций: цемент класса H, CKD класса H, шлаковый цемент и известь
ОбразецПлотность основы (фунт/ галлон) Плотность пены (фунт/ галлон) Портландцемент класса H (% по массе) CKD класса H (% по массе) Шлаковый цемент (% по массе) Гашеная известь (% по массе) 72-часовая прочность на сжатие при 140°F (фунт/кв. дюйм)
No. 88 13,63 110 5045 5148,9
No. 89 13,6811 050 500 161,1
No. 9014,07 1130 5020 0125

Соответственно, примеры 22-23 показывают, что вспененные и невспененные способные к схватыванию композиции, включающие CKD, шлаковый цемент, необязательно гидравлический цемент и необязательно гашеную известь, могут иметь подходящую прочность на сжатие для конкретного применения.

Пример 24

При комнатной температуре готовили серию образцов способных к схватыванию композиций и подвергали 24-часовым испытаниям прочности на сжатие при 180°F в соответствии с описанием 10 API. Композиции образцов включали воду, портландцемент, CKD, метакаолин и гашеную известь. Количество каждого компонента варьировали, как показано в приведенной ниже таблице. Используемый спекшийся сланец представлял собой материал способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 PRESSUR-SEAL® FINE LCMспособы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 . Для данной серии испытаний использовали портландцемент класса A, за исключением образца № 93, в котором использовали портландцемент класса H. Для данной серии испытаний использовали CKD класса A, за исключением образца № 93, в котором использовали CKD класса H.

Результаты испытаний прочности на сжатие показаны в приведенной ниже таблице.

Таблица 24

Испытания прочности на сжатие: цемент, CKD, метакаолин и сланец
ОбразецПлотность (фунт/галлон)Портланд-цемент (% по массе)CKD (% по массе)Метакаолин (% по массе)Спекшийся сланец1 (% по массе) 24-часовая прочность на сжатие при 180°F (фунт/кв. дюйм)
No. 91 12,75 5025 12,512,5 1560
No. 9213,5 5025 250 1082
No. 9313 2550 12,512,5 1410
1Используемый спекшийся сланец представлял собой материал способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 PRESSUR-SEAL® FINE LCMспособы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 .

Пример 25

При комнатной температуре готовили серию вспененных способных к схватыванию композиций образцов и подвергали 72-часовым испытаниям прочности на сжатие при 180°F в соответствии с описанием 10 API. Для каждого образца готовили композицию основы образца, которая включала воду, портландцемент, CKD, метакаолин и спекшийся сланец. Количество каждого компонента варьировали, как показано в приведенной ниже таблице. Используемый спекшийся сланец представлял собой материал способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 PRESSUR-SEAL® FINE LCMспособы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 . Для данной серии испытаний использовали портландцемент класса A, за исключением образца № 96, в котором использовали портландцемент класса H. Для данной серии испытаний использовали CKD класса A, за исключением образца № 96, в котором использовали CKD класса H. Затем к каждой композиции основы образца добавляли пенообразующую добавку способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 ZONESEAL® 2000способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 в количестве 2% bvow. Затем каждую композицию основы образца вспенивали до плотности, показанной в таблице ниже.

Результаты испытаний прочности на сжатие показаны в приведенной ниже таблице.

Таблица 25

Испытания прочности на сжатие вспененных композиций: цемент, CKD, метакаолин и сланец
ОбразецПлотность основы (фунт/ галлон) Плотность пены (фунт/ галлон) Портланд-цемент (% по массе) CKD (% по массе) Метакао-лин (% по массе) Спекшийся сланец1 (% по массе) 72-часовая прочность на сжатие при 180°F (фунт/кв. дюйм)
No. 94 12,75 9,8550 2512,5 12,5651
No. 95 13,59,84 5025 250 512
No. 9613 9,5725 5012,5 12,5559
1Используемый спекшийся сланец представлял собой материал способы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 PRESSUR-SEAL® FINE LCMспособы использования способных к схватыванию композиций, включающих   цементную печную пыль, патент № 2460870 .

Соответственно, примеры 24-25 показывают, что вспененные и невспененные способные к схватыванию композиции, включающие гидравлический цемент, CKD, метакаолин и необязательно спекшийся сланец, могут иметь подходящую прочность на сжатие для конкретного применения.

Следовательно, настоящее изобретение хорошо адаптировано для достижения указанных целей и преимуществ, а также тех целей и преимуществ, которые являются неотъемлемыми для данного описания. В то время как специалисты в данной области могут сделать многочисленные изменения, такие изменения охватываются замыслом данного изобретения, что определено в прилагаемой формуле изобретения. Термины в формуле изобретения имеют свое ясное обычное значение, если это четко и ясно не определено иным образом заявителем патента.

Класс E21B33/138 глинизация стенок скважины, закачивание цемента в поры и трещины породы 

селективный состав для ремонтно-изоляционных работ в нефтяных и газовых скважинах -  патент 2529080 (27.09.2014)
состав для изоляции притока воды в добывающие нефтяные скважины -  патент 2527996 (10.09.2014)
улучшенные способы размещения и отклонения текучих сред в подземных пластах -  патент 2527988 (10.09.2014)
состав для ликвидации перетоков флюидов за эксплуатационными колоннами в нефтегазовых скважинах -  патент 2527443 (27.08.2014)
способ разработки залежей высоковязких нефтей или битумов при тепловом воздействии -  патент 2527051 (27.08.2014)
способ изоляции водопроявляющих пластов при строительстве скважины -  патент 2526061 (20.08.2014)
состав для изоляции водопритока в скважине -  патент 2526039 (20.08.2014)
способ ограничения водопритока в скважину -  патент 2525079 (10.08.2014)
гипсомагнезиальный тампонажный раствор -  патент 2524774 (10.08.2014)
тампонажный облегченный серосодержащий раствор -  патент 2524771 (10.08.2014)

Класс E21B7/06 изменение направления буровой скважины 

универсальный шарнир высокой нагрузки для скважинного роторного управляемого бурового инструмента -  патент 2526957 (27.08.2014)
долото для управляемого направленного бурения, система бурения и способ бурения криволинейных стволов скважин -  патент 2513602 (20.04.2014)
буровая система -  патент 2479706 (20.04.2013)
способ проводки ствола скважины через глинистые неустойчивые горные породы -  патент 2474669 (10.02.2013)
способ бурения дополнительного ствола из эксплуатационной колонны скважины -  патент 2463433 (10.10.2012)
управляемый роторный инструмент -  патент 2435015 (27.11.2011)
способ строительства горизонтальной скважины на девонские отложения -  патент 2421586 (20.06.2011)
бесклиновый способ бурения многозабойной скважины -  патент 2410516 (27.01.2011)
способ разработки нефтяной залежи -  патент 2394981 (20.07.2010)
способ проведения, крепления и освоения многозабойной скважины -  патент 2386775 (20.04.2010)

Класс C04B7/00 Гидравлические цементы

Наверх