NL8802737A - Hydraulische hoge-dichtheid cementsuspensie en werkwijze voor het bereiden daarvan. - Google Patents

Description

• fc -f i

• V

Nr. 0001325

Titel: Hydraulische hoge-dichtheid cementsuspensie en werkwijze voor het bereiden daarvan.

De uitvinding heeft betrekking op een cementsuspensie en een werkwijze voor het bereiden van een cementsuspensie ten gebruike voor het cementeren van olie/gasputten bij temperaturen boven 110°C.

5 Bij het cementeren van putten zijn nog steeds vele problemen niet op bevredigende wijze opgelost. Bij het cementeren van een verhuizing ten opzichte van doorlaatbare formaties kan fluïdumverlies uit de cementsuspensie naar de formatie een probleem worden (indien de filterkoek vóór het cementen'ngsproces wordt verwijderd). Wanneer 10 dit plaats vindt zal in het gunstigste geval het risico bestaan dat het cement nabij de formatie een verhoogde doorlaatbaarheid verkrijgt met het risico van gasmigratie, terwijl in het slechtste geval de cementen’ngsbehandeling zal mislukken. Om dit te voorkomen bestaan er op de markt verschillende organische fluTdumverlies-voorkomende toe-15 voegsels - meestal polymeren - die in combinatie met dispersiemiddelen suspensiesmet goede eigenschappen wat betreft de vermindering van filterverlies geven. Deze cementsuspensies zijn meestal mechanisch instabiel en geven dikwijls laagvorming. Wanneer de snelheid van de laagvorming hoog is kan dit tot ernstige problemen wat betreft de 20 kwaliteit van het cement leiden, in het bijzonder bij gericht boren onder een qrotehoek waarbij men het risico loopt dat het bovenste deel van de verhuizing niet gecementeerd zal blijven. Verder zijn de toevoegsels zeer duur.

Voor het cementeren van diepe putten met hoge temperaturen is 25 cement met speciale eigenschappen nodig. Dit moet een betrekkelijk hoge-dichtheid £ 1,9), goede rheologische eigenschappen hebben, zowel mechanisch als termisch stabiel zijn en een hoge compressie-sterkte bezitten.

Bij het cementeren van olie/gasputten is het gebruikelijk 30 Portiandcement toe te passen.

Gehydrateerd Portlandcement dat gedurende een lange tijd aan een temperatuur boven 120°C wordt blootgesteld zal rekristal liseren waarbij nieuwe fasen ontstaan. Deze fasetransformatie leidt tot een ernstige verlaging van de sterkte en een onaanvaardbare verhoging . 8802737 ' 2 " r '*r

J

H

- 2 - van de permeabiliteit. Om dit tegen te gaan is het gebruikelijk toevoegsels van fijn vermalen silicazand in concentraties van 35-40% te gebruiken. Het hanteren van dit zand op de boorkraan is problematisch en gevaarlijk voor de gezondheid van het personeel, omdat het 5 zand geleverd wordt in grote hoeveelheden fijn silicapoedermateriaal verpakt in zakken,dat silicose kan veroorzaken. Tevens leidt de toevoeging van zand tot lange uithardingstijden en een trage sterkte-opbouw.

Het is uit eerdere publikaties bekend dat silica in de vorm van 10 microsilica aan boorputcement is toegevoegd. In het Noorse octrooi - schrift nr. 148995 wordt een werkwijze voor het bereiden van een cementsuspensie beschreven terwijl de Noorse octrooiaanvrage nr. 853454 een hydraulische cementsuspensie beschrijft. Beide publikaties beschrijven echter licht-gewicht cementen en deze worden normaal niet voor 15 putten met hoge temperaturen toegepast, waar er normaal hoge drukken heersen waardoor men cementsuspensies met hoge-dichtheden moet gebruiken.

Het is aldus een hoofddoel van de uitvinding een hydraulische cementsuspensie met normale tot hoge-dichtheden (1,9-3,5 g/cm3) 20 te bereiden, die geen sterkte-achteruitgang bij hoge temperaturen vertoont. Het is tevens belangrijk een cementsamenstelling te vinden waarbij een verhoging in de permeabiliteit bij hoge temperaturen wordt voorkomen.

Het is een ander doel fluTdumverlies te voorkomen en een cement 25 met goede eigenschappen zonder toepassing van dure toevoegsels te Ieveren,

De compressiesterkte van het cement is tevens belangrijk evenals de rheologie, de afbindingstijd enz. Het is tevens essentieel dat men de beschikking heeft over een werkwijze voor het op eenvoudige wijze 30 opelx>orkraan mengen van de cementsuspensie.

Deze en andere doeleinden van de uitvinding worden bereikt door middel van de cementsuspensie, werkwijze en toepassing als hieronder beschreven, waarbij de uitvinding wordt gekenmerkt door de bijgevoegde conclusies.

35 Een hydraulische cementsuspensie met normale tot hoge-dicht heden (1,9 - 3,5g/cm3) die voor de cementering van olie/gasputten bij temperaturen >110°C geschikt is kan gebaseerd op een standaard .8802737 - 3 - i - 3 - olieputcement worden geproduceerd. Aan de cement wordt 30-45¾ microsilica (gebaseerd op het cementgewicht) en verzwaringsmedium, desgewenst in de vorm van b.v. hematiet voor cementsuspensies van de hoogste dichtheden toegevoegd.

5 De suspensie bevat water in een hoeveelheid van 15-40%, gebaseerd op de hoeveelheid vaste stof. Desgewenst kan een dispersie-middel en vertrager worden toegevoegd. De toevoeging van dergelijke hoeveelheden microsilica geeft de mogelijkheid cementen met goede fluïdumverlieseigenschappen te verkrijgen zonder dat men fluTdum-10 verlies-verminderende stoffen behoeft toe te voegen terwijl de sterkte-achteruitgang bij hoge temperaturen wordt voorkomen.

Om een eenvoudige mengprocedure die op de boorkraan kan worden uitgevoerd te bereiken is het essentieel dat het microsilica in de vorm van een suspensie wordt toegevoegd. Om dergelijke grote hoeveel-15 heden microsilica zonder uitvlokproblemen in de cement te kunnen mengen bleek het noodzakelijk af te wijken van de standaard API-mengprocedure.

Andere bijzonderheden van de uitvinding worden in meer detail hieronder beschreven, en tevens aangegeven in de figuren 1-7, waarin

Figuur 1 het verloop van de dichtheid als functie van de tijd 20 weergeeft.

Figuur 2 de sterkteontwikkeling voor cement/microsilicamengsel met vertrager bij 143°C, y= 1,9 g/cm3 weergeeft.

Figuur 3 de sterkteontwikkeling voor cement/microsilicamengsel met vertrager en 5% gips bij 143°C, 1,9 g/m3 25 weergeeft.

Figuur 4 de sterkteontwikkeling voor cement/microsilicamengsel zonder vertrager en gips bij 143°C, g= 1,9 g/m3 weergeeft.

Figuur 5 de lange termijnsterkte voor cement/microsilica zonder 30 vertrager bij 143°C weergeeft.

Figuur 6 f1uïdumverlies als een functie van procent microsilica-poeder en verschillende hoeveelheden dispersiemiddel weergeeft.

Figuur 7 de sterkteontwikkeling bij 143°C gemeten in een pers voor 35 mengsels met en zonder silica weergeeft.

Voor het cementeren van olie/gasputten wordt momenteel op het

Noorse plat een zogenaamd sulfaatbestendi.g G-cement toegepast .8802737· - * - 1 -.- *% - 4 - dat de volgende chemische samenstelling heeft (door API-specificatie gestelde eisen).

MgO 1,60% (5.00% Max.) S03 2,07% (2,50% Max.) 5 Verhardingsverlies 0,37% ( 3.00 % Max.)

Onoplosbaar residu 0,19% ( 0,75 % Max.) 3 Ca0.Si02 54,4 % (65,00 % Max.) (48,00% Min.) 3 Ca0.Al203 2,2% (3,0 % Max.) 10 4 Ca0.Al203.Fe203+2.3Ca0.Al203 20,1 % (24,0 % Max.)

Totale alkali Na20 equivalent 0,60% ( 0,75 % Max.)

Wanneer Portlandcement met water in reactie wordt gebracht zijn de hydratieprodukten C3$ eny?-C2S in wezen dezelfde als bij normale 15 temperaturen, d.w.z. in het trajekt van 0-100°C.

De reactie verloopt in principe als volgt: I C3S + 2H20 CSH + 2 Ca(0H)2 II C2S + 2H20 CSH + Ca(0H)2 20

De hydratatiesnelheid voor tricalciumsilicaat is echter verschillende malen hoger dan voor dicalciumsilica. De reacties zijn niet stochiometrisch. Het gevormde CSH kan C/S-verhoudingen die van 1 tot meer dan 1,5 variëren,afhankelijk van de reactieomstandigheden, 25 bezitten. De calciumhydroxiden die gevormd worden kristalliseren inderdaad uit in grote goed-gevormde kristallen genaamd "Portlandiet" welke gemakkelijk in een microscoop worden herkend.

Daarentegen zijn de CSH-fasen meer als gel, röntgenstralen-amorf en zeer moeilijk exact te analyseren. De meest betrouwbare 30 methoden zijn kwantitatieve röntgendiffraktieanalyse van de kristal!ijne fasen en röntgen-amorfe fasen.

De reactieprodukten zijn afhankelijk van de reactiesnelheid en van de andere ionen in de oplossing, in het bijzonder alkali.

Het zijn juist de CSH-fasen die de stabiele mechanische structuur 35 van de gevormde aggregaten in cement en beton bij normale temperaturen leveren. De sterkte en de stabiliteit en de structuur van het .8802737 - 5 - - 5 - i * eindprodukt nemen in principe toe wanneer de hoeveelheid alkali en reactiesnelheid afnemen.

Er bestaat een groot aantal calcium-silicaathydraten die gevormd worden wanneer cement wordt gehydrateerd. In tabel A' 5 (ontleend uit M. Gundlach, "Dampgehartete Baustoffe”, Bauerverlag

GmbH, 1973) wordt een lijst gegeven van sommige van de meest bekende calciumsilicaathydraten die in de natuur bestaan.

Tabel A' - Kristallijne calcium-silicaat hydraten die in de natuur 10 voorkomen.

Nr. Naam Chemische formule C/S

1 Okeniet CSgH 0,50 1 Nekoniet CgS^H 0,50 15 2 Truscottiet ^681083 0,60 3 Gyroliet C3S3H2 0,67 4-a Plombieriet C5S6H9 0,83 (14 A -Tobermoriet) 4-b 11 A-Tobermoriet C5^685 8,83 20 4-c Riversideiet ^5S6H0-2 8,83 ( 9A-Tobermoriet) 5 Xonoliet C6S68 1500 6 Afwil! iet ^3½¾ 1»50 7 Foshagiet C^H 1,67 25 8 Hillebrandiet CgSH 2,00

In deze reeks van calciumsilicaathydraten varieert het vermogen structuren met hoge sterkte en lacppermeabiliteit op te bouwen aanzienlijk. De primaire fasen C-S-H (I) en de C-S-H (II) die bij 30 lage temperaturen worden gevormd zijn tot aan ongeveer T00°C

stabiel. Bij deze temperatuur vormen zij langzaam kristallijn 11 %

Tobermoriet. De overmaat CaO wordt als kristallijn CaiOHjg (Portlan-diet) vrij gegeven.

Deze fasen hebben uitstekende eigenschappen wat betreft hoge 35 sterkte, lage permeabiliteit en krimp en zij zijn in de meeste bouwmaterialen van cement en beton de eindprodukten.

. 88 02737 - 6 -

V

- 6 -

Tobermoriet is als zodanig, d.w.z. wanneer kalk en kiezelzuur in dergelijke hoeveelheden aanwezig zijn dat zij overeenkomen met de formule CgSgHg, in een temperatuurtrajekt van 100-150°C thermo-dynamisch stabiel. Boven 150°C vinden de volgende reacties plaats, 5 uitgaande van zuivere komponenten in, stochiometrische hoeveelheden: inn°r i^n°r 0,83 C/S --> CSH gel Tobermoriet CgSgHg

XonoÜiet CgSgH + Gyroliet C2S3H2 10 Xonoliet CgSgH + Truscottiet CgSgHg

Bij temperaturen van ongeveer 500°C respectievelijk 400°C worden deze dan in β-Wol 1 astoniet en «/-Wollastoniet getransformeerd. Zowel Xonatliet en Truscottiet hebben aanvaardbare fysische eigen-15 schappen wat betreft sterkte en permeabiliteit en zij komen in aanmerking voor cementering bij temperaturen boven 150°C.

Indien er een overmaat kalk is, d.w.z. de C/S-verhouding is groter dan 0,8-1,0,is Tobermoriet bij temperaturen boven ongeveer 100°C niet duurzaam. De reactie die dan plaats vindt is als volgt: 20

Tobermoriet CgSgHg + Ca(0H)2 ~-C2SH

Er wordt dan alfa-dicalciumsilicaathydraat gevormd. Deze fase heeft een mechanische sterkte die ongeveer 10% van de sterkte van 25 Tobermoriet is. Het is juist deze reactie die de hoofdreden is voor de sterkte-achteruitgang van Portiandcement bij hoge temperaturen.

Deze reactie vindt altijd bij temperaturen boven ongeveer 120°C wanneer er een overmaat kalk is plaats. Om dit t^pe reacties te vermijden dient de overmaat kalk door instelling van C/S-verhouding te 30 worden verwijderd.

Men kan dit in de praktijk uitvoeren door kiezelzuur Si02 (silica) aan het cementmengsel toe te voegen. In het temperatuurtrajekt van 110-150°C is het ideaal C/S=0,83, hetgeen overeenkomt met de Tobermorietsamenstelling. Boven 150°C wordt Xonotliet gevormd 35 waarbij de C/S-verhouding voor deze fase 1,0 is. Bij de verschillende transformatiereacties worden er nieuwe kristallen gevormd. Deze re-.kristal!isatie beïnvloedt de microstructuur en leidt tot een verandering .8802737 - 7 · 4 < - 7 - in de sterkte-eigenschappen, maar het heeft tevens invloed op de macrostructuur en leidt tot veranderingen in de permeabiliteit. Sterkte-achteruitgang wordt dikwijls gevolgd door een aanzienlijke toename in de permeabiliteit van het cement. Door deze permeabiliteit 5 kan het onmogelijk worden verschillende zones in een put van elkaar te isoleren, het cement wordt aan chemische aantasting blootgesteld en de mogelijkheid de verhuizingen tegen corrosie te beschermen gaat verloren.

Microsilica is silicastof dat uit ferrosilicasmeltovens is 10 verzameld. De deeltjes zijn kleine (gemiddeld 0,1-0,2 micrometer) amorfe deeltjes die als stabiele suspensies worden verhandeld. Dergelijke suspensies kunnen ook met gebruikelijke dispersiemiddelen van de cementleveringsbedrijven worden geproduceerd maar het is ook mogelijk microsilica zonder dispersiemiddel in zowel zure als alka-15 lische omgevingen te dispergerén. Theoretisch hebben microsilica-suspensies eigenschappen die van belang zijn wat betreft de gewenste eigenschappen van het cement.

De deeltjesafmeting is van belang met betrekking tot de vermindering van het fluTdumverlies en de mechanische stabiliteit van de 20 cementsuspensie. Er werden derhalve verschillende experimenten onder toevoeging van microsilica aan hydraulisch cement uitgevoerd.

Experimenteel

Men concentreerde zich op cementmengsels met dichtheden van 1,9-25 3,5 g/cm3 en de toevoeging van 35%*s microsilica in gewicht van het cement. Voor de hoogste dichtheden werd hematiet als verzwaringsmiddel toegevoegd. Proeven betreffende fluBumverlies werden echter met verschillende hoeveelheden toegevoegd microsilica (15-35%) uitgevoerd naast experimenten met tot 44% microsilica. Voor de mengsels met 35-44% 30 microsilica en o=t,9 g/cm3 was het watergehalte 31-35%, gebaseerd op de hoeveelheid droge stof.

De temperaturen die werden onderzocht waren 50-70-90-120 en 143°C.

Er werden ook sterkteproeven uitgevoerd bij 170 en 210°C. Naast de rheologie en verdikkingstijd zijn filterverlies, stabiliteit, 35 mechanische sterkte en permeabiliteitonderzocht. Er werd een beperkt aantal dispersiemiddelen en vertragers onderzocht. Versnellers ( afgezien van zeewater) en fluTdumverlies-voorkomende middelen werden .8802737 - 8 - * * - 8 - niet gebruikt.

De mengprocedure voor cementsuspensies zonder toevoeging van microsilica, als toegepast in vergelijkbare experimenten, is uitgevoerd volgens de API-specificatie 10, 5 Volgens deze procedure wordt het water eerst in de houder geschon ken en worden daarna de chemicaliën onder roeren toegevoegd ( 4.000 + 200 tpm). Tenslotte wordt het cement binnen 15 sec, toegevoegd en wordt de mengsnelheid tot 12.000 + 500 tpm in 35 sec. opgevoerd.

Voor cementmengsels met hoge-dichtheid en waarbij veel micro-10 silica wordt toegevoegd is het niet mogelijk deze mengprocedure te volgen. Wanneer ongeveer 10¾ van het cement in een mengsel gebaseerd op microsilica en cement in de verhouding 35/100 aan het microsilica/ watermengsel wordttoegevoegd blijkt het systeem volledig uit te vlokken (wordthard als plamuur). Onder voortgezette toevoeging van cement 15 gedurende krachtig roeren werd het systeem opnieuw gedispergeerd. Er werd echter gevonden dat men problemen met het uitvlokken kon voorkomen indien ongeveer 10% van het cement werd toegevoegd al voren het microsilica werd toegevoegd waarna tenslotte de rest van het cement werd toegevoegd.

20

Rheologie wordt gemeten in een Fann-viscometer volgens de API-specificatie 10. Aangezien de maximale temperatuur voor de rheologiemetingen (niet HPHT) 90°C is, werden de rheologiemetingen voor de cementmengsels, gemaakt voor een temperatuurtrajekt van 90-143°C,uitgevoerd bij 25 90°C.

FluTdumverlies wordt gemeten in een HPHT filtercel volgens de API-specificatie 10, maar evenals voor de rheologiemetingen werd het fluTdumverlies gemeten bij een maximum van 90°C.

De verdikkingstijd wordt gemeten in een HPHT-consistometer 30 volgens de API-specificatie 10.

Compressiesterkte

De meting van de compressiesterkte werd volgens twee methoden uitgevoerd. De sterkte werd gemeten volgens de API-specificatie 10.

De compressiesterkte wordt dan gemeten door cementkubussen van 35 2 x 2" in een pers na uitharding te verbrijzelen. De compressie sterkte is tevens gemeten in een "Ultrasonic Cementanalyzer" (UCA),

Deze methode geeft continue metingen bij de aktuele temperatuur en druk, anders dan de uithardingskamers waar de meting van de compres- .8802737 - 9 - - 9 - 0 siesterkte bestaat uit enkele metingen uitgevoerd bij kamertemperatuur (SPE 9283).

Permeabi1itei tsmeti ng 5 De permeabiliteit werd gemeten met een luchtpermeametertoestel (cat. no. 112, Core Laboratory Inc.).

De specifieke permeabiliteit van een kernmonster kan worden bepaald door het monster bloot te stellen aan een vastgelegde gasdruk en daarna de volumetrische stroomsnelheid van het gas te meten. De 10 dimensie van de permeabiliteit wordt gedefinieerd als "Darcy11. Een monster heeft een permeabiliteit van een Darcy wanneer een onsamendrukbaar fluTdum met een viscositeit van 1 c.P met een snelheid van 1 cm3/see. door een dwarsdoorsnee oppervlak van 1cm2 vloeit, bij een stroomdrukverschil van 1 atmosfeer. De permeabiliteit wordt berekend 15 volgens de wet van Darcy: kg = —

A

waarin 2Q kg = gaspermeabiliteit (millidarcy) q, = volume stroomsnelheid voor lucht (cm3/sec.)

O

L = Lengte van kernmonster (cm) A = Dwarsdoorsnede-oppervlak van het monster (cm3) C = Waarde voor het drukverschil tussen de druk bij het 25 binnenstromen en de druk bij het uitstromen van het monster (waarbij de luchtviscositeit in aanmerking wordt genomen).

Chemicaliën 30 EMSAX 460 s Microsilicasuspensie, 50% suspensie (

Elkem, Bremanger Smelteverk), 50,91 1 komt overeen met 35% toevoeging van microsilica D-31 LN Dispersiemiddel (BJ) 35 Wellsac Q70 Dispersiemiddel (Elkem) D-604 Dispersiemiddel (Dowell) R-12L Vertrager (BJ) D-110 Vertrager (BJ) 8 8 0 2 7 ;< 7 ' 10 ' - 10 - f * Λ <*

Gips CaSO^ - 2Η^0 (Anchor)

Zeewater Versneller

Hematiet Verzwaringsmiddel (Halliburton)

Stalen kogels Verzwaringsmiddel (Avesta Nyby Powder AB) 5

Tabellen A -E tonen de resultaten van de meting van de rheologie, het fluTdumverlies, de verdikkingstijd en de compressiesterkte, bij 50, 70, 90, 120, 143°C voor verschillende cementmengsels. De inde tabellen aangegeven resultaten tonen aan dat het mogelijk is een 10 cementsuspensie (J)= 1,9 g/cm3) met 35% toegevoegd microsilicaat te produceren die een aanvaardbare rheologie, verdikkingstijd, fluTdumverlies, stabiliteit en compressiesterkte in een temperatuurtrajekt van 50-120°C geeft. Het vloeipunt (YP) wordt tevens positief gehouden wanneer de plastische viscositeit laag is terwijl de filterverlies-15 eigenschappen bij een relatief hoog vloeipunt bijzonder bevredigend zijn (F.L.<100 ml/30 min.). Dit geeft een suspensie met stabiele mechanische eigenschappen. De verdikkingstijd kan worden gevarieerd, tegelijkertijd is de korte tijdsterkte (24 uur) zeer hoog (circa 10.000 psi).

20 Tevens tonen de resultaten bij 143°C als weergegeven in tabel E

aan dat aanvaardbare waarden voor het fluTdumverlies en de verdikkingstijd bereikbaar zijn met gebruikelijke toevoegsels De meting van de dichtheid ten opzichte van de tijd als weergegeven in figuur 1 toont echter aan dat de stabiliteit van het microsilicamengsel 1 25 zeer goed is vergeleken met de gebruikelijke mengsels 2, 3. De samenstellingen van deze mengsels worden in tabel F aangegeven. De in tabel E aangegeven vloeipunten bevestigen deze goede stabiliteit.

.8802737 ' 11 ' I *

CM

o o o o φ j? -fc cm oooo^^cnvo +1=3 COCnLO«3-£Su05£ 33 CD CO CO ΟΊ i£. i£.'^—' S- 1—1 __— O) V) M" +J Q. CM <— 00 ^ '— T3 __ ..

,—. 11-3

I 1 ·γ— p<W

c t— Φ —--- E .——-- Φ O I Λ

Crt +-> CO CD 3 JS£ 3 3

•I- C

ri n/ t- O .1 ,E 5 00 C fl TJ s. ·1

^ %. Ό 3 OO CO

'—' Q) v— O

> -p ·—-__.

CM -^-- 3

Eli

i2 3 Φ O

Ο Ό T- O ^ CM O

J>£ li- r— 00 CO CO CO

3 S- \ + r- CU r- U. > ε » I ψϊ I rj s g: g g Jo"-=S.i

i?£ ^ ΕΞ r-I « 1 ^ CD « O

φ UJ CO o CO - — CD , 1 E _ £ g

+J _^ ""___ CM

^ ·= <1 LO ΙΟ "~ 3 0 ^-n CO O CO o . ro S > oo CO CO CO ^ > 0-0- « u CT +5 _^_ .

•i— 0> 11· £ § 'co 1 1 ^ “I “Ï.

O CO CO CM CO CO CO CM OT CD if l ^^(O^COr-LCM

— O 1II1III

c= o <D OJ

Λ O ® I

00 ^ O O CON-d-CM^JNO

co r-»cM<ocMr^cMO«3- o I 1" 0) o

.3 O

Q£ CO

_———— 0 f^.

O' u c , Z Z Z , « 5-1 _13 _IS- —I i. (/) _ z.1— a1— φ1— ajr— § CM 0(0+)(0+>(OPr- 10 ^ +3 1 ® I «I 0 0)

.. e <o Q 3 O I? Ο ι> Z

q 3 4-> 4-> +-> , Zl 0)0 Φ O Φ O <1)0 3 Q Qj «Ο "Ο “ O «

3 :2 Mr--Mr^rMOOMcO

•P

< ro S- i— Φ ______ Φ CL--- 2 1 è ~ ~ ri ^ .8802737 --- - - —^ ^ Til g rH_____

„ | S

'Τ' ^ !ί σι ^ ' w 3 ---------- 3

CD λ] O

•P p «d- O Λ ύί Π w ° o l. H ^ ^ r· CM ^

OJ ΙΛ K, *“ CO

•P CL H1 -o C- CO —- _ Ό -------—-- 't— I- <=> _ HN O ^ «ü s —!--:--“ tn cn -p -—* E 3 +J -I- 3 C -L£ E + <υ_^·ί- co o >d- o £-.

g ·ι- E LD O CO O CO

φ Ό TJ ^ ....·· ·· ·· O S_ ·<—} E MD LO CO LO «“ φ -i- 3 cr> > -P o -jc_______________ o

O E

*r~ \ ε

—- E co O

3 CU O

r\ I TJ *r- co ir- r- o <r> o co ε 3 S- \ i^-cor^co co co o Γ— OJ r~

<— LU > E

O

co '“vr*' § 2J cm o cm co O -pc *· ' ' o O *· *· LD Cp SSS'-' —· O Ή 1^- O —- ~—

.. OO OOOO O

- Q_ Q Η Λ Λ Λ Λ Λ CO

CM OJ π) >- -— CM -— CO LO CO

-— CO (Λ ^ οι ε E LU t— _ I <D ^ ε — 1 · 1 '

α» OO -—' OOOO CO

_E λ > LO ·>*«>* <—>0.0- LDCOLDO CO CO o c in υ co cm cm cm cm Ln co to__^__________ > « ο •Λ

Cn -P co lo * CCET- -- o * ^ •ι-a) ra I -— ·> aor-io

I— ELuO CO CM I CM I CM I

,— 0) o «— *— tn-— iniP- αι ο a) cm ι i " ,,Γ Ü ^ 4P .,-1 UOoO^r^ VO ^ » to σι σι o cm cm -— cm cm '*^1 C JZ Ο Ο II I I I M3 "

m r— CO I^DOOOLn ''LO LO

Eo Ο I CO CM CM CO CM I LO

re ο φ o ii ' ' ' 2 '

LO-— MOO Μ IM fO >T

qc ld in in lo ^d--— o o r-.

O' o —i

0 CM O

o Z Z Z Z -— (0 r_ J_ I s_ I _J&-—JlS-C0S_«tf-S- φ -— φ -— Φ DC 0) I— φ Ο Φ

s_ ε +JCO-PCO φ CO -P CO -pi— -P LO -P

§ ° ^ - ?

J3 o +j -P 2-PCM-P-P-P

rn m ΦΟΦΟΦΟΦΟΙΟΦΟΦΟΦ

r ο «ο "Φ "O « « O "O "O

,— φ MOOMP^Mr^Mr^-OMCOrMr^M

jo E »--~~ ] μ3μί z CM co 'd- in LO Γ-- -8802737

^ Sm CM

CM Ξ CL) p 3 £ ~ ---- % ui g - +J Q- o *~ CO —-· Ό

•O

r* ____ h- * HC« -ï-- ΙΛ cn +> E 3 •i- 3

^ E

T-

•r- E

T5 TJ

s- ·ο ία» ·γ- 3 > 4-> 3

E

1 E o ε «λ f-

3 <U o "O ·!“ O Ir— p— CO

3 i-r- Φ i— u. > ε

νς I

• -o «lS

O o

CO O- => r-i '"O

— > - -V V

> Cn , g 5__ ^ m 5» tO *

CL. CL. O

o CO

-O-- *“

EO *T

E *— > «* 1 « IX. O Λ o r: Φ CM Csl •r I * cn o o o °9 r- CO ' o i φ ° “ .e o CC co co ca ' X «o

_ 2 O

ai a ·- a Λ Ή ΓΙ °° β i co· ΓΓ c I—. ο ι <Λ Ε γ- λ Ο Φ

ο U E TJ

cn ^ ο ,υ ¥ ο ei Σ α >__— Ε :-*-- Φ J- > 2 .8802737 "St

rT I N

CU £ 3 -P < * π -μ I—I *r >3------—-----— s_ m tr. cm ο o

a) Q_ y O O

4J —- T— 0-0 on co <^· a — — •O —-—--- •f H—

HOJ

in '

U) -P

C 3 -T- y Z3

^ -P* OO «d- LOO

4J.P-+JE t— CO LO t— ·=? m Έ in *3" id loco ε cu 3 φ > 3 Ο ______________ Ο)

C

Ο ο ι ε — ε <λ — -σ — ο co cm ^3;

Ir- ι— 00 Γ» 00 CO

Ε S- ^ r— Φ f— CM Ll_ > ε ε ο_________ ο .—. —.

^ ^ ο Ο ο- · · w CM >3< <—t rH t

-Pp O' ' CO

10 H- C ' O O'

_ _ O O —' ^ S

1 S o s *Λ in ^ r- >- > σι -CM CMCn — φ Ο XI y 10 CO ι— =·

Dl ΙΛ ^ ι c ε C| LU--—----—------ 4-) ^ oo in Φ — > a. " „ — j^cjiClu ιο in coco «. CM CM CM —

C O

s " 7g-----5-

¥ i It £ S

•r- φ Lu Ο Ο I — r- ε O — O 1 v

I— φ Φ CM I CM in I

Φ a *i- ι co ι «σι 4j ο o — oo in — ΙΛ Dl Ο Ο I CM PJ ’ fo ^ lA £ I g £ S Λ co" « g i/) t— nc io in in o 0 z z z z . z

0"> ir _J im —j (/) 5- —J S» -J —J S- —J

η) *— 0) *— Q_ &) *— Qj tf) CD "p~* 1 8 171151717717 5 O ? O 5 Q 3 Q 3 □ QC 3 q

13 r- 4-> 4J cn 4-> 4-) -P

cjrtS ο ΦΟφΟ^ί. .ΦΟΦΟΙΛΦΟ f“ N/ o *> O * o * o '***' O '* ,_ (U M CO M CO in M 00 M CO O INI px φ Q. - --- | ! i J ~ <> * .8802737 s_ _ 3 CM 3 ______—__—- O O ^

v w w m O lO OO

tl m ^ -i r- ë ό om ω o! j? en co en vo 4- 3 — _ "O ' ' ^___ CO Ό --- --------- “~ - *1—

Hftl „'as ss 2 ? g £ c eö «3- co co <D Dé ~0 -r-

E -* Ό E

m *f— *1— \ O "O 4-3 S— 5- 3 σ> Φ 3 -s<: > ______________- o =

2 i E

^ § eu o _ oo ^ -D -Γ- o £j gr w i>— .— co en en CV! 3 S- '-v.

r— 0) r~

E Ll_ > E

O

i— O _____ ----—--—-------

«CsP

« £ e ro en I O o “i Sn ^ co- <n .§2 No‘ ^ o

lO t- S S O

-- ω υ en —* t/i f0 -O ^ CO I— ^ ICE^

<L> LU

ε _ —~------"TT

ω lo lo σΓ χ: σο > υ cm cvj « Q_ e O ____ > _ o £ " Uï «co *7 __ « cc 5 7 » T 7 - ω U_ o ? m ~ r— S <D CM CO CM ,

0> O -r- I «-Γ co CO

w en o Ο *7 rP

I -* O 7 có co 7

E o eu o " co P

£ 2 £ S 3 S ~ o o 0 z —i z o ^ j_ _ilds- _ild t/i s_ —i en s_ —1«— ni «— .— φ«—«— O- CD .— * el) * * 1 .8802757 I 2°“3αα,ο.2α2|“Κ _ TT 7; ajof^euonv-iceuocoeuoco __ φ MCXJ'-MOOT-LnMeXl'-Mlv-^- aj a.

-Q ε —--——-; ~ β Z T- cm co o -—· o o lo <=> zr

CO IX CO H

. ^ <rf- O (Tl i- -H r- ./ —

gS

« ~g gg: o ^ 0 O ^ O r-f rvP ^ «s- co 3 oo £ CU 'e S- LO IX co +J --N = 3 --------^—--—-- Ü 1-f ^ 3 o o o

s- co 7¾ O 00 O

OJ Ü. ff w o <N cm £: +j O <M ^ ^ CO ^ ™ T3 O f5 O C' ·ο·<- o ^ o t-·

• I- <sj- rH *— H

I— cu — co o — α '—' HW o ^ o

CM co CO

t— v W H

in ,_

CD +J

4-> C 3 CO LD IX 3

C ’>- T3 3 O LO CO CO

II JC Ό C

E. ·γ- ·ι— «sf· CO «si- CO

CU !- +J E

O Ό S- S- σ> <U 3 -ü > ^3, o O -r-*«-- «— c ^ V-

*- I E

— E co 3 ω α o *- CM Ό T- O O- Cv

Ir- i— CO

E 3 &. ''s.

O r- CU i—

r- Ll. > E

o ·— U*C--- + r-" ___ in +>"- _ 4- 5 _

’ S O § ^ S

VDr-^O-S^ 7^ Tq

in re xi y vL

ü) VI r— O

1 E E *—· CU LU .. .... — , ----

E IX

-P > CO ^t- «si- (D r* n a T— <— x: σι o ft v t C o..........-..

(O IX

> Ό. O

• c o σι +j e «— e E (O i

•r- aj Li_ O IX

I— E — O I I

i— cu cu cm <3· σι

CU U -I- I I I

-p σι o oo ix co σι o o i *>

E ^ r— CO »— CO

CU O I *- «— E o cu o i i (Ü CD -EO IX 03

CO «— CX CO CM CM

O

O

oo *> z «=»- 2:02:0 z _j _i o «— E —J «— E—J«— C0S_ ) IX CO i- I— cu «— «— CD «— *— CL CD «— «— Q. φ «— <— S. 4J CO I -W CO *r~ -W 00 I -I- i-> co 1

3 E IS IQ SS ΙΟΓΤ'ψ lOiCnS IQ

3 O >. O > Q ?O ? O

+j r- +j co +-> οοσι+j o σι +-> σο LU ίο o cuor^. aior^PiC ajoo-^c cuoco j_ y o ^ ^ o ** ♦> o·»·» o*'·· 1— ai M r^ «— Mr-»*— ιχμγ^.»— XMO'.'— cu a.

-Q E---:-- 10 ai l · · ·

»— I— Z «- CM 00 «sl- I

.8802737 I o o ° 00 ^ r-.

_ “ ~ o£ gj _ § ^ §00 ΰϊ ία) Csl 3 ______—......... . — -> ΓΓι—--- -

S H U ^ £g £ LI

• ______SSJ3J^ t ^ _4 _ i—. " ·

00 '—" "O 2 CO

·-> 2 CO

£ ^ oo™

HCVI

- — ! (Λ cn 4J ,.

C 3 £

·»- -σ 3 tn 7J

*Γ“5 ^ V co

•r- 4J E

T3 ^ S_ 5- 0} 3 _______ r* >S--—---------- 'c

c Γ— O CO

g to co σ> cn ^ 3 0) o

Ί3 *i- O

Ir- i— 00 rj s- \ — <U r- u. > ,ε.

co *~~

-f^O

, ε u> - - f—, o ** o ^* — cm ς~·

N CM^HCO » S

i"- 17 o*· **

^ Ö* I o O O

T— X ^ ""

V5 CO σ> CO

> o! co — — ™ 0-0 ^ o ^ = ° m o £ Λ J> T ° 2 * m cn ·<— 'V ? to uó có

cn cd ^ T T T

^ £ 1Λ § OJ cm « g O w O m 1 g oo oo co ----,- ~ ; o o o

A

!- γ ω s-°“Zo zo z o z r— cuNS-——^1

Jg « 2 s T 5 ?! T U T % * I J - I ά Q ! ά ° ΐ ό D 5 i >— φ Z +-> 00 +J co 3 co +j

rn O O—l<D O!^.<UOr^a>Or-.0L)O

_* 'Cc r^I «— O ·> * O Λ " Q> O "

O oo N Ifl C- N μ r- Mr^^MCO

> -______________------ c_ · · 5 S- cn · * · > z io r- CO cn .8802737 - 18 -

Tabel F

Temperatuur = 25°C p = 1,9 ^/cni3

Nr. Samenstelling/ PV YP

_ (1/100 kg cement) (CPs) (lbs/100 ft2) ö __(kg/100 m2)_ 1. Cem.,Zoet water, 50.91 1 Emsac 460 s 7.0 D-31LN, 1,78 D-110 34 -1 10 2. Cem. Zoetwater .(-0,04) 1.78 D-73, 0,27 D-81 0,89 D-80 46 -5 3. Cem., Zoetwater ^ °'2^ 1.78 D-19LN, 43 -9 15 0,80 R-12L (-0,037)

Bij 143°C is de reactiesnelheid voor het systeem verschillend en ontwikkelt de sterkte zich langzamer van circa 1200 psi na 12 uur 20 tdtmeer dan 10.000 psi na 8 dagen nachten. Voor het instellen van de verdikkingstijd is het noodzakelijk een vertragingsmiddel te gebruiken. De vertrager vermindert echter het vrijmaken van CaO in het cement op zodanige wijze dat er te weinig vrij CaO zal zijn om die fasen te vormen die hoge sterkte en lage permeabiliteit hebben. 25 Door gips toe te voegen, dat een versneller voor de CaO vrijmaking is, kan dit ten dele worden gecompenseerd en kan een verdubbeling van de sterkte na 12 uur worden bereikt.

Dit wordt geïllustreerd in figuren 2-4 die de sterkteontwikkeling voor 35% microsilica/cementmengsels bij 143°C met respectievelijk 30 ve ager, vertrager en 5% gips en mengsels zonder zowel vertrager als gips, j> = 1,9 ^/cm3 aantonen.

.880273? - 19 - >

CM

O

a σ

* CM CM CM CM CM

ο ο σ ο o 01 A 0» 0» 0» ,—. η ο ο ο ο a

Q

B' __________ η N w n N a cus- ο ο ο ο ο o S 3 CVl «««no* ΐ- 3-- O O Ό Ο O O' μ- -d- . __________ , . ..

XI CM (0 ^ Ë Cvl «“ N CM M n

φ t- — OOOO-r-OOO

λ 0ΙΛ0ΙΛΛΛΛΛ f,

O-OOOCOOOO

,—I

O

0

CO

•H

c & E1

•H

-P

ω

4J

1 ex ο o oo £2 £2 φ

£U W W t <t +J

CTt φ0 ^-τ— ·Η _ μ- w 3 ,_____ ^

A A M

a a m in ο ο «η «λ ¢, o vo co ο o co «d- vo cd φ «ïf ^ Ό ^ " VO “ +J UUQ.OUO £ C (Ο -I— <8 (0 ® -r4 = ε ε e e = Ό

φ LiJ UJ S5 UJ LU LU

ü in ___ φ οι co m σι a οι en _ _ σ'

Zr At— a _] a a O aq -r_| ο otno ο·*— ο«— u ο m ΐ ο -- in m'-O'- g 5 « DC « C£ " aq^«o JJ2 φ ^ ω co ω oo aJ ?ί 2? _£ 2? § t -i t:1:1 i: ϊ : s 1 = s. . t - s 5 t « - g

£ _ OZOZO-— OZOZ

jfl ζΐ Μ—1M—IMCOM-JM—1

.tf jj a Afö a [ "00 "CO

φ w +j 1 +j i -p -g -g '

£ c CQCOCOCOCQ

Z- m φ φ φ Φ Φ _ _ £ So SO E o E o E o S φΑφΑφΛφ Αφ Α C5 J3 00 O 00 o CO o 00 o Γ-. Ο r» (d 'ω 1= “ £ £ è cm oó 'd" en .8802737 <· - 20 -

In figuur 5 wordt de sterkteontwikkeling voor 35% microsilica/ cementmengsels met vertragingsmiddel gedurende 12 weken aangegeven, waarbij de metingen geen enkele sterkte-achteruitgang vertonen,

De sterkteontwikkel ing neemt gedurende 8 dagen toe en er is een 5 drievoudige toename tussen de 2e en 8e dag. Ter vergelijking kan worden verwezen naar figuur 7 waar de sterkteontwikkeling bij 143°C gemeten in een pers voor mengsels met 35% kwartszand en zonder silica wordt aangegeven. Voor mengsels zonder Si0^ wordt de compressie-sterkte tot 17% van de maximale sterkte verlaagd, terwijl de toe- 10 voeging van 35% SiOg in de periode een stabiele sterkte geeft. Zoals men ziet uit figuren 5 en 7 geeft inderdaad de toevoeging van microsil ica een hogere compressiesterkte dan de toevoeging van kwartszand. Het verschil tussen de compressiesterktes is zelfs bij lagere temperaturen hoger.

15 In tabel G wordt de permeabiliteit van verschillende mengsels bij 120°C en 150°C gemeten. De tabel toont aan dat na 2 dagen de permeabiliteit voor alle mengsels laag is.

Bij temperaturen boven 200°C kan truscottiet worden gevormd en de korte tijdsterkte ontwikkeling zal dan opnieuw hoger zijn dan 20 bij 143°C. Dit wordt geïllustreerd in tabel H die de 24 uurs-sterkte bij 210°C voor een 35% microsilica/cementmengsel met en zonder verhardingsmiddel en zonder gips aangeeft.

Tabel H

25 Sterkteproef bij 210°C_

Samenstelling_24 Uurssterkte (psi) (kg/cm )

Mengsel nr, 1, Tabel E 13.00D (910)

Mengsel nr. 2, tabel E 13.000 (910) (gips) 30 _

In tabel J wordt, aangetoond dat het mogelijk is de microsil icatoevoegselconcentratie tot 44% te verhogen.

. 8802737 - 21 - - 21 -

Tabel O - 44% toevoeging van microsilica Temperatuur: 90°C

5 Samenstelling Rheologie (Fann) PV YP Filterverlies (1/100 kg 600-300-200-100 (cPs) 7b/100ft2 (ral/30 min) cement) (kg/iflOm2)

Cement, 44% 10 Microsilica 40,5-20,5 20 0,5 82 7,0 D-31LN, 14,5- 9 (0.02) 1,78 D-110 5% gips 15 In figuur 6 wordt het filterverlies (API-standaard) als functie van toegevoegd microsilica (droge stof) en met variërende hoeveelheden dispersiemiddel (D-31LN) aangegeven. De dichtheid van de suspensies is 1,9 g/cm3 en de temperatuur 70°C. De figuur toont aan dat de graad van dispergering van de kleine microsilicadeeltjes 20 van vitaal belang is voor het filterverlies.

Er werden tevens experimenten uitgevoerd met cementmengsels met een dichtheid van 2,2 g/cm3 (zware cement). De resultaten worden in tabel L aangegeven. De mengsels bevatten 35% microsilica, terwijl het watergehalte gebaseerd op de hoeveelheid droog materiaal 23,4% 24 was. Hematiet werd in deze mengsels als verzwaringsmiddel toegepast. Dezelfde voordelen als eerder beschreven voor cementsuspensies met een dichtheid van 1,9 g/cm3 zijn tevens van kracht voor de zware cementen. De rheologische eigenschappen en de stabiliteit voor de zware cementen zijn uitzonderlijk goed vergeleken met de over-30 eenkomstige "gewone" mengsels, waar juist de rheologie één van de hoofdproblemen is. Er werden na 7 dagen compressiesterkten van 17,000 PSI verkregen.

* 88 027i/ ' ' 22 ' —_— - i * — s ° s- ° 3 O 3 Γ-> CU O 33 «- C-

4-> O

-s£ p*. cd·.---- ---------------- . , . — -

S_ *— CM

0} --- o _

4J · 2 O

” % z " § I

tu ·— *- L— +-> h-____ ___——--—- o __11 ^ 2___ I o

c 3 5 CD CM CO CM

•Γ Ό 3 T- «— CO O CO

~ <- .. ·· * -I— -1— Q. CO CO cn

•r- +j E E

Ό \ ω s- s- 4-> _ë-__ e E w i 33 O)

Ό ·ι- O I<— .— CO

3 S-c— CD i—

Li- > E________ cy -—.

+->CM _ TT ε ^ e o. o o ™ α> >- o o ό 0 E rH £ I 0) \ \ o n tji

r- X

CM Dl “ CM ------------

O

I O --- *- > oo 5; \ C. 1 'S· «- o

CM

· o c o l/l c »— '—' _

«3 I O CO

O Li- O o CM

CD O O I

• * *3" ii cm r». r'- I— T- I co cd o cn o · i

n c/V IÖ O O Q. O

E D> V) 1— co E CD

U E E O I CU I

s, oj Lü Φ o -t-> «tf· cn E -EO —' _p — p: cd ,_ ~ s ® % t is ts °"S S E S 2 2 ^ Z 3 o ω sT 5 5 o s-5

> ^Ê^TiÊn-'rSEn - -PE

cn +-> gcucoQqjcuiicnecuii (0 cy CEE 3 33 I 33-00 33300 3 3: •p- (IJ O Q CO 4-3 U") 4·* ,— = r-1 QJ ^ O N Φ o O CUo^OO 2ï 5? oj o οοΛΛθοΛΛ o o * * o o 0) u i M'^-r^cMcnM'd-r-.CM M *3- X 4-> (Λ Dl _ __ I— E ------ cu ai

Xi E o CCS (0 O S- · I— co «- Z *- CM co «3- .8802737 N P-'»

-'-s O

«—t o cn o ^ ---— Ü. N £- ^ ^ 3 0) CM ^ +j · ε ^ Cl o <t m

S- E \ CM

<1! <11 O! ^ •M +> X----

0O — — O

•r-) •r h-

Crt

C7) +j O

C 3 o •r- 3 cn -2C T3 C *3" _S£ -i-j -r- «— •I- T- E ·

ΊΟ +> E

S- S- «u φ 3 +> > =3-- -r----- g 1Λ i

3 CU T3 *r- O !r-“ i— CO 3 S- \ r- <U r-LU > E

c\i .—.

4-ΫΜ 4- ε co O o ^

O O *” O

I O- *— i—I — >- % v -Ω CJi cn 1— Λί CM —' —

1 > CO

Q- CL J2 υ ^ o co — c «- o <o * ° 2 L·. O o <7 O l". ‘ 0) CM 2

•i- I

WOO- o o E Πί ,— n ai ό O I Ί-» * O) o — .co 00 cc o *”

+J

0) ZO V-

_J T- S. +J

«- «- V g -

cn i ,+> E

_ I O 'g <U

ω E Q .. c = r*i O CM — "S r- o CM <U ^ μΐ o « »>0 0 ^ f'. CM M *3- o O _- _- k k I ^ « . _ Λ .8802737 - 24 -

Tabel L toont de resultaten van proeven uitgevoerd met een cementmengsel met een dichtheid van 2,4 g/cm3. De toevoeging van water gebaseerd op de totale hoeveelheid droge stof bedroeg 17,8¾.

Er werd een meer geconcentreerde (55¾) Emsacoplossing toegepast.

5

Tabel L, p= 2,4

V

Samenstelling Rheologie (Fann) ^ Fv ΫΡ ~ (1/100 kg 600-300-200-100 (cPS) lb/100 ft2 ^ cement) Temp. 90°C (kg/100 m )

Cement, 6,88 1 142-76-56-33 90 60 10

Zoetwater (0/41) 100 kg Hematiet 15 44,55 1 Emsac,

12,0 1 D-31LN

4,5 1 D-110 20 u Het is tevens mogelijk cementsuspensies met dichtheden tot p = 3,5 g/cm3 te produceren door Hematiet te vervangen door een verzwaringsmiddel met een hoger soortelijk gewicht. Onder toepassing van b.v. kleine ijzeren kogeltjes kan men dergelijke dichtheden bereiken. In tabel M worden de resultaten van proeven onder toevoe-25 ging van stalen kogeltjes aan het cement aangegeven.

Volgens deze uitvinding is men in staat een zware cement-suspensie te produceren waarbij sterkte-achteruitgang bij hoge temperaturen wordt voorkomen. Het is mogelijk 30-45% microsilica in een cementmengsel met j> = 1,9-3,5 g/cm3 toe te voegen. Verzwaringsmid-30 delen worden aan de mengsels met de hoogste dichtheden toegevoegd.

Microsilica werkt tevens als een fluTdumverlies-voorkomend medium en suspensies met bevredigende filterverlieseigenschappen (F.L.

< 100 ml/30 minuten kunnen zonder toevoeging van andere middelen worden geproduceerd.

. 880273? - 25 - * °c = ° § oj μ -- 5> £ =- Ό <*—*.

>—i «rf· CO ____—____ O. -______________

_ O

<D co O

+-> „ CO

-* 2» m ^ S- (o __-

O) Ό +J

co *— c I *r- έ *λ ε λ. co 3 cu ^ Co o

Ό ·ρ- O CO

!i— r— CO

3 i- \ r- Φ r- U. > Ê !\l — +> CM <~· M- E — co

00 CM

CO O _ CVI o r- *

Ou O O ° ^ v O

>- *- i-i O —' JO tjï — Λί I O --- O -—'

O co _ OJ

co cr. > O- 5 CO ® *«"~3 s—’ ____ ____ - 1 " •r— _ 1 I XI —-- Λ o

n C CD

u 5 V s T

^ ïg ~ 3 8

LO d) CM "Y , I

Λ *r— 1 * Λ.» CT> 00 σ> O g? ^ cn ^ O 7 » £} 5 OJ ω o ^ " *- .c o o; co cu ___ - ---- r _ *'''' CO “-- E ^ S. "ε ^ ^ « « oj cvj_J2._!2_ «o cn_________________ ' " +J --—- £ co ra co ra 1 ra .ra ^ .ra ^ .ra Λ

φ Γΐ* Pi -P ^-a u.* -P ^ P -P

υ p Ü S S h S; SjÏicn ra £ d| 0 S 4JÖ)LO 4J ra “ϊ ΐ ïï. “* -2 t- +j & iü ra ö> w u & ^ jo ζτ* I ' Lz 5 ° υ ^ * f o z * £ u z C ra S j_3— /ri_I Jj r- (n _1 > n cu .t/,_QQ«t/’,_QQ- ^ Q " — ~1 J= w o ^ra ’-'-pra i- Pci^i-^-PDi^'- « £ 1 ° I o S« - I O °. UT i O “1 U, I o 2 °.

«5 Is !l5S!^i2SS!^35?£!^3SÏS

.8802737 c α> en (Ο -σ «ο- ω 4-> ^ σι &- (Ο CU TD 4-> 00 <- c I ·Γ— · ε <Λ ε ^ 3d) CO η "Ο ·γ- Ο CO Ε

Ir- ι— CO U

3 ί.

ι— α> ι— cn

Lu > Ε σι ft r^.

— -—---“—- n esp M- e Λ -θα, o § co ^ en ^ Ξ § o £ g ι ι ί ο -- -—-—— - T3 ID Φ CM ^ Ο > CO O Q.

Cu D. σ> r— I O (0

'—- rO

4-» 1 " -- CL)

^ S

CO ---

CO

(O 1 LD S— LU I 00 CL) v_^ o I 4-> o 0(1)

0) CM CD E

•r- I I O

σ> o Ό- ίο o co u

• r— oo ι ΤΟ ι E

CD Ο 0- jC O oo

OC CO LD

___- ____._ V

m S- E CD <1) Ο " 4-) \ 00 Qj

O E

--—-— 1 - 1o , ι —1 -1- M -a

(Ü iH LO

4-> 4-- Q) LD 1> _J C g -CT' —1 ω " co

ι— en E O Z (D

<U CO) 4-) ι— (0—1 TO

JD -r- O CD (O CO -— 4-> (Ο ι— 010 Ε 0O r—( +J r— Ο) M -M UJ I CXI (L) 0) (Λ O O Ui

CT) 4-) « ι— »— O

ι— (ΛΟ 4-) Ο ι— I

o CO C 41C "" LD Ο I—

> Φ r— CD tOLDO (O

s. E "—v ε ο- 0) " r co <o cu (O^— 0) co ‘i-s tn ·1 4-) > O0 —- O CM 4-) <0- 1— <0- 00 .8802737 ♦ - 27 -

De toevoeging van microsilica heeft tevens een gunstig effect op de mechanische stabiliteit van de suspensie en voorkomt het neerslaan van eventueel toegevoegde verzwaringsmiddelen. Cementen met een zeer hoge compressiesterkte zijn bereikbaar (b.v. 17.000 PSI 5 na 7 dagen bij y=2,2 g/cm3).

Men kan een cement met hoge-dichtheid tevens gebruiken als een cementplug om een afwijkende boring in te leiden. Een dergelijk cement kan tevens onder andere cementeringsomstandigheden worden toegepast waarbij een hoge sterkte in de put onafhankelijk van de 1ü temperatuur noodzakelijk is. Het is tevens bruikbaar voor geothermische putten.

. 8802737 ' 28 '

Claims (10)

1. Hydraulischshoge-dichtheid cementsuspensie, in het bijzonder voor het cementeren van olie/gasputten, met het kenmerk dat dit hydraulisch cement, 30-45 gew.% microsilica gebaseerd op het cement-gewicht, en desgewenst dispersiemiddel, vertragingsmiddel en ver- 5 zwaringsmiddel^en water tot een dichtheid van 1,9-3,5 g/cm3 bevat.

2. Hydraulische cementsuspensie volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de suspensie water in een hoeveelheid van 15-40% gebaseerd op de hoeveelheid droge stof bevat.

3. Hydraulische cementsuspensie volgens conclusie 1, met het 10 kenmerk, dat het verzwaringsmiddel in een hoeveelheid van 0-100% gebaseerd op het cementgewicht aanwezig is.

4. Hydraulische cementsuspensie volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat dit tevens 0,15% gips gebaseerd op het cementgewicht bevat.

5. Werkwijze voor het bereiden van een hydraulische hoge- dichtheid cementsuspensie, in het bijzonder voor het cementeren van olie/gasputten, met het kenmerk, dat ongeveer 10% van de totale hoeveelheid (gebaseerd op het gewicht) van het cement wordt gemengd met water en desgewenst dispersiemiddel en vertragingsmiddel, 20 waarna 30-45% microsilica gebaseerd op de totale hoeveelheid (gewicht) cement wordt toegevoegd, waarna de rest van het cement en desgewenst verzwaringsmiddel aan het eind zodanig wordt ingemengd dat een cement met 1,9-3,5 g/cm3 wordt verkregen.

6. Werkwijze volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat micro-25 silica in de vorm van een suspensie wordt toegevoegd.

7. Toepassing van microsilica als fluTdumverlies-voorkomend middel voor hydraulische cementsuspensies.

8. Toepassing volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat het microsilicagehalte van het cement 10-45% is.

9. Toepassing van microsilica als een middel voor het voorkomen van sterkteachteruitgang voor cementsuspensies bij temperaturen boven 120°C.

10. Toepassing van microsilica als mechanisch stabi1isatiemiddel (voorkomen van vrij water) voor cementsuspensies met lage viscositeit 35 en met toegevoegd verzwaringsmiddel. .8802737 VEREENIGDE OCTROOI BUREAUX O.a.No. 88 02737 *s-gravenhage(holland) Behoort bij schrijven d.d. 2 december 1988 Hz/AH ^ Verbeteringen van errata in de beschrijving behorende bij octrooiaanvrage No.88 02737 voorgesteld door aanvraagster onder datum 2 december 1988. Pag. 12, kop van de tabel: "Emsac" wijzigen in "Emsax"; pag. 9, regel 28: toevoegen: "De nauwkeurigheid van deze meting bedraagt 0,01 Darcy? Kop tabellen A t/m E: "Fluïdumverlies ml/300 min" wijzigen in "Fluïdumverlies ml/ 30 min". 88 027377 545