NO339168B1 - Lettvekts sementblanding samt fremgangsmåte for å tette rundt et rør i en borebrønn - Google Patents
Lettvekts sementblanding samt fremgangsmåte for å tette rundt et rør i en borebrønn Download PDFInfo
- Publication number
- NO339168B1 NO339168B1 NO20025777A NO20025777A NO339168B1 NO 339168 B1 NO339168 B1 NO 339168B1 NO 20025777 A NO20025777 A NO 20025777A NO 20025777 A NO20025777 A NO 20025777A NO 339168 B1 NO339168 B1 NO 339168B1
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- cement
- water
- lightweight
- mixture
- weight
- Prior art date
Links
- 239000004568 cement Substances 0.000 title claims description 54
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 7
- 238000007789 sealing Methods 0.000 title claims description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 46
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 33
- 239000004005 microsphere Substances 0.000 claims description 28
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 24
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims description 22
- 239000011396 hydraulic cement Substances 0.000 claims description 18
- ONCZQWJXONKSMM-UHFFFAOYSA-N dialuminum;disodium;oxygen(2-);silicon(4+);hydrate Chemical group O.[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Na+].[Na+].[Al+3].[Al+3].[Si+4].[Si+4].[Si+4].[Si+4] ONCZQWJXONKSMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 229940080314 sodium bentonite Drugs 0.000 claims description 13
- 229910000280 sodium bentonite Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 239000000375 suspending agent Substances 0.000 claims description 13
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 12
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 claims description 12
- 239000007900 aqueous suspension Substances 0.000 claims description 8
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 8
- 239000011398 Portland cement Substances 0.000 claims description 6
- 230000002706 hydrostatic effect Effects 0.000 claims description 6
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 claims description 6
- 239000004927 clay Substances 0.000 claims description 5
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000013505 freshwater Substances 0.000 claims description 4
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 claims description 3
- 239000004113 Sepiolite Substances 0.000 claims description 2
- 229960000892 attapulgite Drugs 0.000 claims description 2
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 claims description 2
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 claims description 2
- KWLMIXQRALPRBC-UHFFFAOYSA-L hectorite Chemical compound [Li+].[OH-].[OH-].[Na+].[Mg+2].O1[Si]2([O-])O[Si]1([O-])O[Si]([O-])(O1)O[Si]1([O-])O2 KWLMIXQRALPRBC-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- 229910000271 hectorite Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052625 palygorskite Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 claims description 2
- 229910052624 sepiolite Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 235000019355 sepiolite Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 2
- 239000002893 slag Substances 0.000 claims description 2
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229910052622 kaolinite Inorganic materials 0.000 claims 1
- -1 metakaolinite Chemical compound 0.000 claims 1
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 11
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 4
- 239000008186 active pharmaceutical agent Substances 0.000 description 3
- 229920005372 Plexiglas® Polymers 0.000 description 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 2
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000169624 Casearia sylvestris Species 0.000 description 1
- VVQNEPGJFQJSBK-UHFFFAOYSA-N Methyl methacrylate Chemical compound COC(=O)C(C)=C VVQNEPGJFQJSBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005864 Sulphur Substances 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005388 borosilicate glass Substances 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 230000000887 hydrating effect Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 1
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 239000003129 oil well Substances 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 description 1
- 230000000246 remedial effect Effects 0.000 description 1
- 229910021487 silica fume Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000005361 soda-lime glass Substances 0.000 description 1
- HUAUNKAZQWMVFY-UHFFFAOYSA-M sodium;oxocalcium;hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+].[Ca]=O HUAUNKAZQWMVFY-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K8/00—Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
- C09K8/42—Compositions for cementing, e.g. for cementing casings into boreholes; Compositions for plugging, e.g. for killing wells
- C09K8/46—Compositions for cementing, e.g. for cementing casings into boreholes; Compositions for plugging, e.g. for killing wells containing inorganic binders, e.g. Portland cement
- C09K8/467—Compositions for cementing, e.g. for cementing casings into boreholes; Compositions for plugging, e.g. for killing wells containing inorganic binders, e.g. Portland cement containing additives for specific purposes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
- C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B14/00—Use of inorganic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of inorganic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
- C04B14/02—Granular materials, e.g. microballoons
- C04B14/04—Silica-rich materials; Silicates
- C04B14/10—Clay
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B18/00—Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
- C04B18/04—Waste materials; Refuse
- C04B18/06—Combustion residues, e.g. purification products of smoke, fumes or exhaust gases
- C04B18/08—Flue dust, i.e. fly ash
- C04B18/082—Cenospheres
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B20/00—Use of materials as fillers for mortars, concrete or artificial stone according to more than one of groups C04B14/00 - C04B18/00 and characterised by shape or grain distribution; Treatment of materials according to more than one of the groups C04B14/00 - C04B18/00 specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone; Expanding or defibrillating materials
- C04B20/0016—Granular materials, e.g. microballoons
- C04B20/002—Hollow or porous granular materials
- C04B20/0036—Microsized or nanosized
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K8/00—Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
- C09K8/42—Compositions for cementing, e.g. for cementing casings into boreholes; Compositions for plugging, e.g. for killing wells
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K8/00—Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
- C09K8/42—Compositions for cementing, e.g. for cementing casings into boreholes; Compositions for plugging, e.g. for killing wells
- C09K8/46—Compositions for cementing, e.g. for cementing casings into boreholes; Compositions for plugging, e.g. for killing wells containing inorganic binders, e.g. Portland cement
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
- Manufacturing Of Tubular Articles Or Embedded Moulded Articles (AREA)
- Rigid Pipes And Flexible Pipes (AREA)
Description
Foreliggende oppfinnelse angår en brønnsementblanding og mer spesielt en lettvekts sementblanding for en slik blanding for anvendelse i borebrønner som penetrerer formasjoner som lett sprekker opp ved lave hydrostatiske trykk. Oppfinnelsen angår i et ytterligere aspekt en fremgangsmåte for å tette rundt et rør i en borebrønn ved hjelp av slik lettvekts sementblanding.
Bakgrunn
Hydrauliske sementblandinger er vanlige å benytte ved fullføring av olje-, gass- og vannbrønner, samt ved utbedringsoperasjoner i slike. For eksempel benyttes hydrauliske sementblandinger ved primære sement-operasjoner hvor rørelementer så som foringsrør og forlengningsrør blir sementert fast i borebrønner. Ved primær sementering blir en hydraulisk sementblanding pumpet inn i ringrommet mellom veggene av borebrønnen og utsiden av en rørstreng i denne. Sementblandingen gis anledning til å stivne i ringrommet og danner derved et ringformet sjikt av stivnet, i hovedsak impermeabel sement. Sementsjiktet gir fysisk støtte til og holder røret på plass i borebrønnen, og binder røret til veggene av borebrønnen slik at man unngår uønsket migrasjon av væsker mellom soner av formasjoner som penetreres av borebrønnen.
I noen brønnposisjoner har de underjordiske soner eller formasjoner som brønnen bores gjennom, høy permeabilitet og lav trykk- og strekkfasthet. Et resultat av dette er at motstanden mot forskyvning i sonene eller formasjonene er lave, og de har lave brudd-gradienter. Når en hydraulisk sement føres inn i en borebrønn som penetrerer en slik underjordisk sone eller formasjon, kan det hydrostatiske trykket som påføres veggene i borebrønnen, overskride bruddgradienten og forårsake dannelse av sprekker i sonen eller formasjonen, inn i hvilke sprekker sementblandingen kan gå tapt. Det er blitt utviklet og brukt lettvekts sementblandinger, men de underjordiske soner eller formasjoner har ofte så lave bruddgradienter at selv lettvekts sementblandinger som er forsøkt benyttet, har ført til sprekkdannelse og tap av sirkulasjonsvæske.
Fra US patent nr. 4933031 er det kjent en lavtetthets oljebrønnsement med en tetthet mellom 0,8 og 2 g/cm<3>, som regnet av innholdet av sement inneholder 5-100 % mikrosilika og 2-200 % av et lettvektstiIslag som bl.a. kan omfatte hule mikrosfærer av flygeaske, glass, alumina etc.
Det er likevel stadig et behov for en forbedret lettvekts sementblanding for å tette rundt rør som foringsrør og forlengningsrør i borebrønner som penetrerer soner eller formasjoner med svært lave bruddgradienter.
Foreliggende oppfinnelse
Foreliggende oppfinnelse angår en lettvekts brønnsementblanding som angitt i patentkrav 1.
Oppfinnelsen omfatter videre en fremgangsmåte for å tette rundt et rør i en borebrønn som angitt i patentkrav 9.
Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er anvendelig for å tette rundt et rør i en borebrønn som penetrerer en sone eller formasjon som lett sprekker opp ved lave hydrostatiske trykk. Lettvekts-sementblandingen anbringes i ringrommet mellom den ytre flate av røret og veggene i borebrønnen, og sementblandingen gis deretter anledning til å stivne til en hard, impermeabel masse.
Mange forskjellige hydrauliske sementer kan benyttes i samsvar med foreliggende oppfinnelse, inkludert slike som omfatter kalsium, aluminium, silisium, oksygen og/ eller svovel, som stivner ved reaksjon med vann. Slike hydraulisk sementer inkluderer Portland-sement, slaggsement, popzzolan sement, gipssement, aluminasement og silisiumsement. Portland-sementer og deres ekvivalente er generelt foretrukket til anvendelse i henhold til foreliggende oppfinnelse. Portland-sementer av typen definert og beskrevet i API Specification For Material And Testing For Well Cements, API Specification 10, 5th Edition, datert 1. juli 1990 av American Petroleum Institute, er spesielt egnede. Foretrukne API Portland-sementer inkluderer klassene A, B, C, G og H, med klassene G og H spesielt foretrukne og klasse G mest foretrukket.
Blandevannet som benyttes til å danne sementblandingen ifølge foreliggende oppfinnelse, kan være ferskvann, umettede saltløsninger eller mettede saltløsninger. blandevannet er til stede i sementblandingene i en mengde i området fra 60 vekt% til 250 % av vekten av den hydrauliske sement i samme blanding.
Additivet som er inkludert i sement-blandingene ifølge oppfinnelsen for å danne lette blandinger, omfatter hovedsakelig en suspensjon av mikrosfærer i vann tyknet med et vannsvellbart suspensjonsmiddel av leire. Forskjellige typer mikrosfærer kan benyttes, men mikrosfærer av flygeaske er foretrukket til anvendelse ifølge foreliggende oppfinnelse. Spesielt egnet er mikrosfærer av slik flygeaske som er kommersielt tilgjengelig fra Halliburton Energy Services, Inc. fra Duncan, Oklahoma under handelsnavnet "SPHERELITE™". En annen type mikrosfærer som kan benyttes, er syntetiske, hule mikrosfærer av glass kommersielt tilgjengelig fra Minnesota Mining and Manufacturing Company (3M™) under handelsnavnet "SCOTCHLITE™". Disse mikrosfærer med svært lav tetthet er laget av en kjemisk stabil natronkalk/ borosilikat glassblanding som er ikke-porøs. Mikrosfærene benyttet er til stede i den vandige suspensjon av mikrosfærer i en generell mengde i området fra 30 % til 100 % av vekten av vannet. Fortrinnsvis er mikrosfærene til stede i vannet i en mengde på omtrent 67 % av vekten av vannet.
De vannsvellbare suspensjonsmidler av leire som kan benyttes, inkluderer, men er ikke begrenset til, natrium-bentonitt, attapulgittt, kalonitt, metakalonitt, hektoritt eller sepiolitt. Av disse er natrium-bentonitt foretrukket. Det vannsvellbare suspensjonsmiddel av leire er til stede i den vandige suspensjon i en mengde i området fra 1 % til 4 % av vekten av vannet i suspensjonen, fortrinnsvis i en mengde på omtrent 2 % av vekten av vannet.
Lettvektsadditivet er til stede i sementblandingen i en mengde i området fra 30 % til 100 % av vekten av den hydrauliske sement.
Som fagfolk på området vil forstå, kan forskjellige konvensjonelle additiver inngå i lettvektsblandingen ifølge oppfinnelsen, inkludert men ikke begrenset til stivningsforsinkere, stivningsakseleratorer, additiver for begrensning av væsketap og dispergeringsmidler.
En foretrukket fremgangsmåte ifølge foreliggende oppfinnelse, for å tette rundt et rør i en borebrønn som penetrerer en sone eller formasjon som lett sprekker opp ved lave hydrostatiske
trykk, omfatter trinnene å: (a) tilveiebringe en lettvekts sementblanding omfattende en hydraulisk sement, blandevann i en mengde i området fra 60 % til 250 % av vekten av den hydrauliske sement og et additiv omfattende en vandig suspensjon av mikrosfærer inneholdende vann, mikrosfærer av flygeaske og et natrium-bentonitt suspensjonsmiddel, hvilket additiv er til stede i blandingen i en mengde i området fra 30 % til 100 % av vekten av den hydrauliske sement, (b) anbringe sementblandingen mellom den ytre flate av røret og veggene i borebrønnen, og (c) gi sementblandingen anledning til å stivne til en hard, impermeabel masse.
En foretrukket lettvekts sementblanding ifølge oppfinnelsen omfatter en hydraulisk sement, blandevann valgt fra ferskvann, umettede saltløsninger og mettede saltløsninger, hvilket blandevann er til stede i en mengde i området fra 60 % til 250 % av vekten av den hydrauliske sement i blandingen, og et additiv omfattende en vandig suspensjon av mikrosfærer inneholdende vann, mikrosfærer og et natrium-bentonitt suspensjonsmiddel, hvilket additiv er til stede i en mengde i området fra 30 % til 100 % av vekten av den hydrauliske sement i blandingen.
Et foretrukket additiv for lettvekts sementblandingen ifølge oppfinnelsen omfatter en vandig suspensjon av mikrosfærer inneholdende vann, mikrosfærer og et natrium-bentonitt suspensjonsmiddel.
Et mer foretrukket additiv for lettvekts-sementblandingen ifølge oppfinnelsen omfatter en vandig suspensjon av mikrosfærer av flygeaske inneholdende vann, mikrosfærer av flygeaske og et natrium-bentonitt suspensjonsmiddel, hvilke mikrosfærer av flygeaske er til stede i en mengde i området fra 30 % til 100 % av vekten av vannet i additivet, og idet natrium-bentonitt suspensjonsmiddelet er til stede i en mengde i området fra 1 % til 4 % av vekten av vannet i additivet.
Det mest foretrukne additiv for lettvekts-sementblandingen ifølge oppfinnelsen omfatter: en vandig suspensjon av mikrosfærer av flygeaske inneholdende vann, mikrosfærer av flygeaske og et natrium-bentonitt suspensjonsmiddel, hvilke mikrosfærer av flygeaske er til stede i en mengde på omtrent 67 % av vekten av vannet i additivet, og idet natrium-bentonitt er til stede i en mengde på omtrent 2 % av vekten av vannet i additivet.
Det etterfølgende eksempel er inkludert for ytterligere å illustrere fremgangsmåten og lettvekts sementblandingen ifølge foreliggende oppfinnelse.
Eksempel
Et lettvekts additiv ifølge oppfinnelsen ble tilberedt ved å hydratisere 20 g av natrium-bentonitt i 1000 g vann. Til 600 g av det resulterende vann tyknet med natrium-bentonitt, ble det tilsatt 400 g mikrosfærer av flygeaske. 300 g Portland-sement ble deretter blandet med 300 g av lettvekts-additivet og 150 g ferskvann. Den resulterende sement-oppslemming ble utsatt for et trykk på 4000 psi (276 bar) for å simulere det hydrostatiske trykket ved bunnen av en borebrønn. Etter å ha vært utsatt for dette trykket, var tettheten av oppslemmingen 11,2 Ib/ gal (1,34 kg/1). Oppslemmingen ble helt i et pleksiglass-rør med en lengde på 30,5 cm og en indre diameter på 4,4 cm. Oppslemmingen fikk deretter stivne slik at den dannet en hard masse, hvoretter en seksjon på 2,5 cm ble skåret ut fra toppen og bunnen av pleksiglass-røret. De stivnede sementprøver ble fjernet fra de 2,5 cm lange biter av røret, og tettheten ble bestemt. Tettheten av bunnseksjonen var 11,1 Ib/gal (1,33 kg/l) og tettheten av toppseksjonen var 11,3 lg/ gal (1,35 kg/l). Dette viser at innenfor eksperimentelle feilmarginer, hadde sementen en konsistent tetthet, og det flytende additivet i henhold til eksperimentet viste seg egnet til å fremstille en lettvekts sement.
Claims (9)
1. Lettvekts brønnsementblanding omfattende en hydraulisk sement, blandevann og et additiv som omfatter en vandig suspensjon av vann, mikrosfærer og et vannsvellbart suspensjonsmiddel av leire,karakterisert vedat mikrosfærene er til stede i en mengde av fra 30 vekt-% til 100 vekt-% av vannet i nevnte additiv og idet nevnte suspensjonsmiddel av leire er til stede i en mengde av fra 1 vekt-% til 4 vekt-% av vannet i additivet.
2. Lettvekts brønnsementblanding som angitt i patentkrav 1,karakterisert vedat nevnte mikrosfærer består av flygeaske.
3. Lettvekts brønnsementblanding som angitt i patentkrav 1 eller 2,karakterisert vedat nevnte suspensjonsmiddel er natrium-bentonitt, attapulgitt, kaolinitt, metakaolinitt, hektoritt eller sepiolitt.
4. Lettvekts brønnsementblanding som angitt i et av patentkravene 1-3,karakterisert vedat nevnte mikrosfærer er til stede i en mengde av 67 % av vekten av vannet i additivet, og/ eller nevnte suspensjonsmiddel er natrium-bentonitt som er til stede i en mengde av 2 % av vekten av vannet i additivet.
5. Lettvekts sementblanding som angitt i et hvilket som helst av patentkravene 1 -4,karakterisert vedat nevnte hydrauliske sement er valgt blant Portland-sement, slaggsement, pozzolan sement, gipssement, aluminøs sement og silikasement.
6. Lettvekts sementblanding som angitt i et hvilket som helst av patentkravene 1 til 5,karakterisert vedat nevnte blandevann er ferskvann, umettet saltløsning eller mettet saltløsning.
7. Lettvekts sementblanding som angitt i et hvilket som helst av patentkravene 1 til 6,karakterisert vedat nevnte blandevann er til stede i en mengde av fra 60 % til 250 % av vekten av den hydrauliske sement i blandingen.
8. Lettvekts sementblanding som angitt i et hvilket som helst av patentkravene 1 til 7„karakterisert vedat nevnte additiv er til stede i en mengde av fra 30 % til 100 % av vekten av den hydrauliske sement i blandingen.
9. Fremgangsmåte for å tette rundt et rør i en borebrønn som penetrerer en sone eller formasjon som lett sprekker opp ved lave hydrostatiske trykk,karakterisert vedat den omfatter trinnene å anbringe en lettvekts sementblanding som angitt i et hvilket som helst av patentkravene 1 til 8 mellom den ytre flate av nevnte rør og veggene i borebrønnen samt å gi sementblandingen anledning til å stivne til en hard, impermeabel masse.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US10/005,266 US6601647B2 (en) | 2001-12-03 | 2001-12-03 | Methods, well cement compositions and lightweight additives therefor |
| US10/103,449 US6631766B2 (en) | 2001-12-03 | 2002-03-21 | Methods, well cement compositions and lightweight additives therefor |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NO20025777D0 NO20025777D0 (no) | 2002-12-02 |
| NO20025777L NO20025777L (no) | 2003-06-04 |
| NO339168B1 true NO339168B1 (no) | 2016-11-14 |
Family
ID=26674141
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NO20025777A NO339168B1 (no) | 2001-12-03 | 2002-12-02 | Lettvekts sementblanding samt fremgangsmåte for å tette rundt et rør i en borebrønn |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US6811603B2 (no) |
| EP (1) | EP1316540A3 (no) |
| CA (1) | CA2413314C (no) |
| NO (1) | NO339168B1 (no) |
Families Citing this family (46)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU2001250832A1 (en) | 2000-03-14 | 2001-09-24 | James Hardie International Finance B.V. | Fiber cement building materials with low density additives |
| US6644405B2 (en) * | 2002-03-21 | 2003-11-11 | Halliburton Energy Services, Inc. | Storable water-microsphere suspensions for use in well cements and methods |
| US7455798B2 (en) * | 2002-08-23 | 2008-11-25 | James Hardie International Finance B.V. | Methods for producing low density products |
| AU2003236422A1 (en) | 2002-08-23 | 2004-03-11 | James Hardie International Finance B.V. | Synthetic hollow microspheres |
| US7993570B2 (en) | 2002-10-07 | 2011-08-09 | James Hardie Technology Limited | Durable medium-density fibre cement composite |
| US7866394B2 (en) * | 2003-02-27 | 2011-01-11 | Halliburton Energy Services Inc. | Compositions and methods of cementing in subterranean formations using a swelling agent to inhibit the influx of water into a cement slurry |
| US20090156385A1 (en) | 2003-10-29 | 2009-06-18 | Giang Biscan | Manufacture and use of engineered carbide and nitride composites |
| US7607482B2 (en) | 2005-09-09 | 2009-10-27 | Halliburton Energy Services, Inc. | Settable compositions comprising cement kiln dust and swellable particles |
| US20050241545A1 (en) * | 2004-04-28 | 2005-11-03 | Vargo Richard F Jr | Methods of extending the shelf life of and revitalizing lightweight beads for use in cement compositions |
| US20050241538A1 (en) * | 2004-04-28 | 2005-11-03 | Vargo Richard F Jr | Methods of making cement compositions using liquid additives containing lightweight beads |
| US7998571B2 (en) | 2004-07-09 | 2011-08-16 | James Hardie Technology Limited | Composite cement article incorporating a powder coating and methods of making same |
| US7111684B2 (en) * | 2004-09-14 | 2006-09-26 | Halliburton Energy Services, Inc. | Subterranean fluids having improved environmental characteristics and methods of using these fluids in subterranean formations |
| US7690429B2 (en) | 2004-10-21 | 2010-04-06 | Halliburton Energy Services, Inc. | Methods of using a swelling agent in a wellbore |
| CN100355853C (zh) * | 2004-12-30 | 2007-12-19 | 同济大学 | 堵漏防水材料 |
| US7524369B2 (en) * | 2005-02-08 | 2009-04-28 | Halliburton Energy Services, Inc. | Low-density cement compositions, density-reducing additives, and methods of use |
| US7510609B2 (en) * | 2005-02-08 | 2009-03-31 | Halliburton Energy Services Inc. | Low-density cement compositions, density-reducing additives, and methods of use |
| NZ560872A (en) | 2005-02-24 | 2010-08-27 | Hardie James Technology Ltd | Alkali resistant glass compositions |
| US7891424B2 (en) | 2005-03-25 | 2011-02-22 | Halliburton Energy Services Inc. | Methods of delivering material downhole |
| US7870903B2 (en) | 2005-07-13 | 2011-01-18 | Halliburton Energy Services Inc. | Inverse emulsion polymers as lost circulation material |
| US7607484B2 (en) | 2005-09-09 | 2009-10-27 | Halliburton Energy Services, Inc. | Foamed cement compositions comprising oil-swellable particles and methods of use |
| US7617870B1 (en) | 2008-05-14 | 2009-11-17 | Halliburton Energy Services, Inc. | Extended cement compositions comprising oil-swellable particles and associated methods |
| KR101215292B1 (ko) | 2005-09-29 | 2012-12-26 | 곽상운 | 발포 충진재 및 이를 적용한 구조물의 시공방법 |
| US20070130608A1 (en) * | 2005-12-05 | 2007-06-07 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method and apparatus for overlaying broadcast video with application graphic in DTV |
| US8609244B2 (en) | 2005-12-08 | 2013-12-17 | James Hardie Technology Limited | Engineered low-density heterogeneous microparticles and methods and formulations for producing the microparticles |
| EP2010730A4 (en) | 2006-04-12 | 2013-07-17 | Hardie James Technology Ltd | SURFACE-SEALED, REINFORCED BUILDING ELEMENT |
| US7341105B2 (en) * | 2006-06-20 | 2008-03-11 | Holcim (Us) Inc. | Cementitious compositions for oil well cementing applications |
| US7833344B2 (en) * | 2006-11-03 | 2010-11-16 | Halliburton Energy Services Inc. | Ultra low density cement compositions and methods of making same |
| US8445101B2 (en) | 2007-03-21 | 2013-05-21 | Ashtech Industries, Llc | Sound attenuation building material and system |
| US20090004459A1 (en) | 2007-03-21 | 2009-01-01 | Kipp Michael D | Utility materials incorporating a microparticle matrix |
| US20090239429A1 (en) | 2007-03-21 | 2009-09-24 | Kipp Michael D | Sound Attenuation Building Material And System |
| US8476203B2 (en) | 2007-05-10 | 2013-07-02 | Halliburton Energy Services, Inc. | Cement compositions comprising sub-micron alumina and associated methods |
| US9199879B2 (en) | 2007-05-10 | 2015-12-01 | Halliburton Energy Serives, Inc. | Well treatment compositions and methods utilizing nano-particles |
| US8586512B2 (en) | 2007-05-10 | 2013-11-19 | Halliburton Energy Services, Inc. | Cement compositions and methods utilizing nano-clay |
| US8685903B2 (en) | 2007-05-10 | 2014-04-01 | Halliburton Energy Services, Inc. | Lost circulation compositions and associated methods |
| US9206344B2 (en) | 2007-05-10 | 2015-12-08 | Halliburton Energy Services, Inc. | Sealant compositions and methods utilizing nano-particles |
| US9512351B2 (en) | 2007-05-10 | 2016-12-06 | Halliburton Energy Services, Inc. | Well treatment fluids and methods utilizing nano-particles |
| US8209927B2 (en) | 2007-12-20 | 2012-07-03 | James Hardie Technology Limited | Structural fiber cement building materials |
| US8591677B2 (en) | 2008-11-04 | 2013-11-26 | Ashtech Industries, Llc | Utility materials incorporating a microparticle matrix formed with a setting agent |
| US7757766B2 (en) * | 2008-11-19 | 2010-07-20 | Halliburton Energy Services, Inc. | Density-matched suspensions and associated methods |
| US7934554B2 (en) * | 2009-02-03 | 2011-05-03 | Halliburton Energy Services, Inc. | Methods and compositions comprising a dual oil/water-swellable particle |
| CN101857799B (zh) * | 2010-06-28 | 2011-08-10 | 西南石油大学 | 一种可固化堵漏隔离液及其制备方法 |
| NO334511B1 (no) * | 2010-07-26 | 2014-03-24 | Elkem As | Vandig slurry av amorf silika og fremgangsmåte for fremstilling av slik slurry |
| CN102504775B (zh) * | 2011-10-12 | 2013-03-13 | 西南石油大学 | 深井长封固段固井用大温差水泥浆及其制备方法 |
| CN102994058B (zh) * | 2012-12-14 | 2014-02-26 | 西南石油大学 | 稠油热采井固井耐高温非硅酸盐水泥浆体系 |
| CN105062442B (zh) * | 2015-08-11 | 2018-07-17 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种稠油热采封窜剂、封窜剂浆液及其制备方法，稠油热采调剖封窜方法 |
| CN109592938B (zh) * | 2018-12-28 | 2021-09-03 | 西南科技大学 | 一种水泥基纳米多孔材料及其制备方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4933031A (en) * | 1985-09-03 | 1990-06-12 | Elkem A/S And Den Norske Stats Oljeselskap A.S. | Hydraulic cement slurry |
| US6258160B1 (en) * | 1999-09-07 | 2001-07-10 | Halliburton Energy Services, Inc. | Methods and compositions for grouting heat exchange pipe |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3902911A (en) * | 1972-05-01 | 1975-09-02 | Mobil Oil Corp | Lightweight cement |
| US3804058A (en) * | 1972-05-01 | 1974-04-16 | Mobil Oil Corp | Process of treating a well using a lightweight cement |
| US4095988A (en) * | 1974-07-19 | 1978-06-20 | Vyskumny Ustav Inzenierskych Stavieb | Self hardening suspension for foundation engineering purposes |
| US4252193A (en) * | 1979-06-11 | 1981-02-24 | Standard Oil Company (Indiana) | Low density cement slurry and its use |
| US4234344A (en) * | 1979-05-18 | 1980-11-18 | Halliburton Company | Lightweight cement and method of cementing therewith |
| US4370166A (en) * | 1980-09-04 | 1983-01-25 | Standard Oil Company (Indiana) | Low density cement slurry and its use |
| PL245199A1 (en) * | 1983-12-19 | 1985-07-02 | Zaklady Prod Urzadzen Mechan | Method of producing suspension of volatile ashes in water and system therefor |
| NO167649C (no) | 1989-04-10 | 1993-07-06 | Norske Stats Oljeselskap | Fremgangsmaate ved tilsetning av silisiumoksyd i en hydraulisk sementoppslemming |
| US5728209A (en) * | 1995-11-13 | 1998-03-17 | Mbt Holding Ag | Unitized cement admixture |
| DE19725761A1 (de) * | 1997-06-18 | 1998-12-24 | Johann Friedrich Passut | Verfahren zur Herstellung einer feuerhemmenden Brandschutz-Beschichtungsmasse für metallische und mineralische Untergründe |
| GC0000046A (en) * | 1998-02-26 | 2004-06-30 | Shell Int Research | Compositions for use in well construction, repair and/or abandonment. |
| US6173778B1 (en) * | 1998-05-27 | 2001-01-16 | Bj Services Company | Storable liquid systems for use in cementing oil and gas wells |
| US6601647B2 (en) * | 2001-12-03 | 2003-08-05 | Halliburton Energy Services, Inc. | Methods, well cement compositions and lightweight additives therefor |
-
2002
- 2002-12-02 EP EP20020258299 patent/EP1316540A3/en not_active Withdrawn
- 2002-12-02 NO NO20025777A patent/NO339168B1/no not_active IP Right Cessation
- 2002-12-02 CA CA 2413314 patent/CA2413314C/en not_active Expired - Fee Related
-
2003
- 2003-06-25 US US10/603,483 patent/US6811603B2/en not_active Expired - Lifetime
- 2003-06-25 US US10/603,489 patent/US20040003759A1/en not_active Abandoned
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4933031A (en) * | 1985-09-03 | 1990-06-12 | Elkem A/S And Den Norske Stats Oljeselskap A.S. | Hydraulic cement slurry |
| US6258160B1 (en) * | 1999-09-07 | 2001-07-10 | Halliburton Energy Services, Inc. | Methods and compositions for grouting heat exchange pipe |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| NO20025777D0 (no) | 2002-12-02 |
| US6811603B2 (en) | 2004-11-02 |
| CA2413314C (en) | 2009-06-02 |
| US20040007163A1 (en) | 2004-01-15 |
| EP1316540A3 (en) | 2010-06-02 |
| EP1316540A2 (en) | 2003-06-04 |
| CA2413314A1 (en) | 2003-06-03 |
| NO20025777L (no) | 2003-06-04 |
| US20040003759A1 (en) | 2004-01-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| NO339168B1 (no) | Lettvekts sementblanding samt fremgangsmåte for å tette rundt et rør i en borebrønn | |
| NO342896B1 (no) | Lettvekts brønnsementblanding, additiv for slik blanding og bruk av slik blanding | |
| US9878949B2 (en) | Set-delayed cement compositions comprising pumice and associated methods | |
| NO331465B1 (no) | Lagringsstabil vann/mikrosfaeresuspensjon for bruk i bronnsementblandinger | |
| US7174961B2 (en) | Methods of cementing using cement compositions comprising basalt fibers | |
| US20060157244A1 (en) | Compositions comprising melt-processed inorganic fibers and methods of using such compositions | |
| NO304782B1 (no) | FremgangsmÕte for fastgj÷ring av en sylinder i det indre av et borehull | |
| CN110234731B (zh) | 用于复合水泥组合物的加速剂 | |
| CA2831834C (en) | A drilling fluid that when mixed with a cement composition enhances physical properties of the cement composition | |
| US11692122B2 (en) | Geopolymer cement compositions and methods of use | |
| NO341134B1 (no) | Fremgangsmåte ved sementering av en underjordisk formasjon | |
| US8895487B2 (en) | Cement composition containing an additive of a pozzolan and a strength retrogression inhibitor | |
| AU2015230993B2 (en) | Set-delayed cement compositions comprising pumice and associated methods | |
| NO341157B1 (no) | Blanding for behandling av brønner samt fremgangsmåte ved behandling av en brønn med samme | |
| WO2020209831A1 (en) | Stable suspension of elastomer particles for use in a cement slurry | |
| WO2018156117A1 (en) | Accelerators for low portland cement compositions | |
| US20230126770A1 (en) | Liquid Salt Activator and Methods of Making and Using Same | |
| NO337272B1 (no) | Lettvekts sementblanding og fremgangsmåte for sementering i underjordisk sone penetrert av borebrønn | |
| NO338557B1 (no) | Sementblandinger og fremgangsmåte for brønnsementering |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| CREP | Change of representative |
Representative=s name: BRYN AARFLOT AS, POSTBOKS 449 SENTRUM, 0104 OSLO |
|
| MM1K | Lapsed by not paying the annual fees |