RU2415092C2 - Цементный раствор с низким соотношением вода:цемент - Google Patents

Цементный раствор с низким соотношением вода:цемент Download PDF

Info

Publication number
RU2415092C2
RU2415092C2 RU2009102831/03A RU2009102831A RU2415092C2 RU 2415092 C2 RU2415092 C2 RU 2415092C2 RU 2009102831/03 A RU2009102831/03 A RU 2009102831/03A RU 2009102831 A RU2009102831 A RU 2009102831A RU 2415092 C2 RU2415092 C2 RU 2415092C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cement
cement mortar
water
mixture
vol
Prior art date
Application number
RU2009102831/03A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2009102831A (ru
Inventor
Брюно ДРОШОН (US)
Брюно Дрошон
Original Assignee
Шлюмбергер Текнолоджи Б.В.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Шлюмбергер Текнолоджи Б.В. filed Critical Шлюмбергер Текнолоджи Б.В.
Publication of RU2009102831A publication Critical patent/RU2009102831A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2415092C2 publication Critical patent/RU2415092C2/ru

Links

Classifications

    • 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
    • C04B28/04—Portland cements
    • 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
    • C04B7/00—Hydraulic cements
    • C04B7/36—Manufacture of hydraulic cements in general
    • C04B7/48—Clinker treatment
    • C04B7/52—Grinding ; After-treatment of ground cement
    • C04B7/527—Grinding ; After-treatment of ground cement obtaining cements characterised by fineness, e.g. by multi-modal particle size distribution
    • 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
    • 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
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00034—Physico-chemical characteristics of the mixtures
    • C04B2111/00068—Mortar or concrete mixtures with an unusual water/cement ratio
    • 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
    • C04B2201/00—Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values
    • C04B2201/20—Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values for the density

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Abstract

Изобретение относится к составу цементного раствора и к способу цементирования скважин с его использованием. Технический результат - ускорение набора прочности и ее повышение. Цементный раствор, содержащий смесь цементной смеси и воды, в котором цементная смесь содержит, по меньшей мере, 70 об.% цементирующего дисперсного материала и стеклянные микросферы, причем вода присутствует в смеси в количестве не более, чем 50% от объема цементного раствора, а цементирующий дисперсный материал содержит портландцемент и микрокремнезем и/или коллоидный диоксид кремния по меньшей мере 60 об.%. Способ цементирования скважин предусматривает приготовление указанного цементного раствора и его закачку в скважину. Изобретение развито в зависимых пунктах формулы изобретения. 2 н. и 15 з.п. ф-лы., 3 табл.

Description

Данное изобретение относится к цементным растворам, подходящим для использования в подземных скважинах, таких как нефтяные и газовые скважины, и в частности, относится к растворам, которые могут быть получены с очень низким соотношением вода:цемент, еще которые показывают быстрое нарастание прочности на сжатие и механических свойств затвердевшего материала.
В обычных операциях цементирования скважины цементный раствор получают на поверхности и закачивают насосом в скважину через облицовку или крепление скважины с заполнением кольцевого зазора между креплением и стенкой ствола скважины с обеспечением зональной изоляции и механического крепления. Цементный раствор должен, предпочтительно, иметь относительно низкую вязкость и иметь эффективные постоянные реологические свойства, когда он получается и закачивается насосом в скважину и помещается в зону, которую он должен цементировать. Как только он помещается на место, цемент будет идеально наращивать высокую прочность на сжатие за минимальное время. Время наращивания прочности на сжатие является функцией температуры, но также сильно зависит от соотношения вода:цемент. Хорошо известно, что разбавленные растворы (т.е. растворы, имеющие высокое водосодержание, обычно для достижения сниженной плотности) могут иметь длительное время нарастания достаточной прочности на сжатие и требуют увеличения времени монтажа, затрачиваемого на операцию цементирования.
Цементные растворы, широко используемые для нефтяных и газовых скважин, обычно имеют объемную фракцию воды (объем воды/общий объем раствора, иногда называемую «пористостью раствора») около 59%, что соответствует массовому соотношению вода:цемент около 44 мас.%. Общепринято, что только около 22 мас.% воды требуется для гидратации портландцемента, причем избыток воды в растворе вызывает развитие пористости в затвердевшем материале. Хотя соотношение вода:цемент 44 мас.% может дать затвердевший материал, имеющий достаточно высокую прочность на сжатие и приемлемую проницаемость, это является неправомерным для случая, когда требуются легкие плотности раствора.
Легковесные цементные растворы обычно разрабатываются с использованием одной из трех технологий: разбавленные растворы, пеноцементы и системы с разработанным размером частиц.
В разбавленных растворах плотность раствора снижается при увеличении соотношения вода:цемент обычно до 100 мас.% с достижением плотности раствора 1503 кг/м3 (12,5 фунт/галлон). С таким количеством воды нарастание прочности на сжатие является медленным, и затвердевший материал показывает высокую проницаемость и низкую прочность на сжатие (менее 0,69 МПа (1000 фунт/кв.дюйм)).
В пеноцементах базовый раствор, имеющий обычно соотношение вода:цемент 44 мас.%, вспенивается газом (обычно азотом). При введении газа соотношение вода:цемент поддерживается постоянным. В данном случае скорость нарастания прочности на сжатие не ухудшается по сравнению с базовым раствором, но газ, вводимый в материал, образует пористость, приводя к значительному увеличению проницаемости и снижению конечной прочности на сжатие (обычно 1,52 МПа (2200 фунт/кв.дюйм)) для 1503 кг/м3 (12,5 фунт/галлон) раствора.
В системах с разработанным размером частиц, таких как описанные в ЕР 0621247А (SOFITECH NV) от 26.10.1994 г. и WO 0109056 (SOFITECH NV) от 08.02.2001 г., цемент смешивается с другими частицами, так что объемная фракция упаковки твердых частиц оптимизируется, что позволяет снизить количество воды, необходимой для поддержания хороших реологических свойств. Данная технология является улучшением по сравнению с предыдущими технологиями, так как пористость затвердевшего материала остается низкой, независимо от того, что плотность раствора (которая может регулироваться выбором дисперсных материалов подходящей плотности для образования раствора) и высокая прочность на сжатие могут быть достигнуты, даже если соотношение вода:цемент в таких растворах является обычно не ниже 50 мас.%.
Задачей настоящего изобретения является создание системы цементного раствора, которая может быть получена с низкими соотношениями вода:цемент при быстром нарастании прочности на сжатие.
Первый аспект настоящего изобретения предусматривает цементный раствор, содержащий смесь цементной смеси и воды, где цементная смесь содержит, по меньшей мере, 70 об.% смеси цементирующего дисперсного материала, и вода присутствует в смеси в количестве не более 50 об.% от объема раствора.
Цементирующие материалы могут содержать портландцемент, шлаки, дымящий диоксид кремния, зольную пыль, коллоидный диоксид кремния и их смеси.
Цементная смесь может содержать другие дисперсные материалы, например стеклянные микросферы, такие как обычно используются для регулирования плотности.
Цементный раствор, предпочтительно, содержит ультратонкие дисперсные частицы, имеющие средний размер частиц менее 1 мкм, например дымящий диоксид кремния или коллоидный диоксид кремния.
Предпочтительная цементная смесь содержит портландцемент и дымящий диоксид кремния и/или коллоидный диоксид кремния в количестве, по меньшей мере, 60 об.%. В особенно предпочтительном цементном растворе цементная смесь содержит портландцемент и дымящий диоксид кремния и/или коллоидный диоксид кремния в количестве приблизительно 100 об.%.
Цементная смесь обычно содержит дисперсные материалы, имеющие средний размер частиц в интервале 1-10 мкм.
Вода, предпочтительно, присутствует в количестве 35-40 мас.% от объема цементного раствора. Предпочтительное соотношение вода:цементирующий материал находится в интервале 20-40 мас.%.
В одном предпочтительном варианте цементная смесь содержит дисперсные материалы, по меньшей мере, в двух дискретных интервалах размеров частиц. Дисперсные материалы также могут присутствовать, по меньшей мере, в трех дискретных интервалах размеров частиц. Цементирующий материал может содержать два или три интервала размеров частиц.
Цементный раствор может дополнительно содержать добавки, такие как диспергаторы, антифризы, фиксаторы воды, ускорители или замедлители затвердевания, стабилизаторы пены или их смеси.
Второй аспект настоящего изобретения предусматривает способ цементирования скважины, в котором получают цементный раствор согласно первому аспекту изобретения и закачивают насосом цементный раствор в скважину.
Стадия получения цементного раствора, предпочтительно, содержит выбор твердых дисперсных материалов для цементной смеси с тем, чтобы обеспечить определенную плотность цементного раствора.
Альтернативно, способ может содержать вспенивание цементного раствора в скважине для регулирования его плотности.
Композиции цементного раствора согласно настоящему изобретению обычно характеризуются высокой объемной фракцией твердого вещества, и сухая смесь содержит высокое количество цементирующих материалов. Подходящие цементирующие материалы содержат твердые материалы, содержащие кальций и/или диоксид кремния, способные давать гидраты либо с, либо без взаимодействия с любым другим компонентом. Например, портландцемент, смесь портландцемента и шлаков рассматриваются в качестве цементирующих материалов, а также дымящий диоксид кремния, зольная пыль и коллоидный диоксид кремния.
Типичная смесь является бимодальной или тримодальной (два или три различных интервала размера частиц) с цементирующими материалами, присутствующими как два или три указанных интервала для того, чтобы максимизировать количество цементирующего материала. Когда смесь смешивается с водой до пористости цементного раствора менее 50%, для поддержания хорошей смешиваемости обычно требуется минимальное количество ультратонких частиц (обычно со средним размером частиц менее 1 мкм).
По сравнению с современными цементными растворами, которые имеют соотношение вода:цемент выше 44 мас.%, композиции, относящиеся к настоящему изобретению, могут иметь соотношение вода:цемент только 20 мас.%, хотя показывая еще быстрое нарастание прочности на сжатие и очень высокую прочность на сжатие.
Настоящее изобретение может обеспечить цементные растворы, имеющие очень низкое соотношение вода:цемент (в интервале от 20 до 40 мас.%). По сравнению с тремя известными технологиями (разбавленные растворы, пеноцементы и системы с разработанным размером частиц) оно обеспечивает следующие преимущества:
- быстрое нарастание прочности на сжатие, что является очень важным, особенно когда цементный раствор затвердевает при низкой температуре (например, глубоководные скважины);
- возможность обеспечения очень высокой прочности на сжатие при низкой плотности, даже когда данный тип раствора вспенивается, а также низкой проницаемости;
- возможность охватить одной композицией смеси широкий интервал плотностей раствора при вспенивании или расширении его водой, обеспечивая еще затвердевший материал с низкой проницаемостью и высокой прочностью на сжатие.
Настоящее изобретение предусматривает цементные растворы с очень низким соотношением вода:цемент в широком интервале плотностей, приводя к значительному улучшению нарастания прочности на сжатие.
Цементный раствор состоит из сухой смеси (которая может иметь бимодальный, тримодальный или выше интервалы размеров частиц) и воды.
Сухая смесь получается так, чтобы количество цемента (или цементирующего материала) в смеси составляло более 70 об.% смеси. Плотности нецементирующих частиц выбраны, чтобы подходить требуемой плотности цементного раствора.
Предпочтительные смесевые композиции содержат портландцемент и дымящий диоксид кремния с общей объемной фракцией указанных компонентов, соответствующей более 60% общей сухой смеси.
Когда в смеси присутствуют ультратонкие частицы (дымящий диоксид кремния или коллоидный диоксид кремния), смесь может быть смешана с количеством воды, которое обычно составляет 35-50 об.% от объема конечного цементного раствора. Большое количество твердых частиц (от 50 до 65 об.% раствора) в сочетании с большим количеством цементирующего материала (более 50 об.% от объема смеси) обеспечивает очень низкое соотношение вода:цемент (в интервале от 20 до 40 мас.%). Это может обеспечить быстрое нарастание прочности на сжатие и очень высокую прочность на сжатие.
Другой вариант изобретения содержит бимодальную смесь, содержащую большое количество цементирующего материала (>60 об.% смеси) в комбинации с коллоидным диоксидом кремния или дымящим диоксидом кремния в жидкой форме в качестве ультратонких частиц.
Для трудных случаев, таких как глубоководное цементирование, когда температура является очень низкой, и требуется низкая плотность, один предпочтительный подход состоит в разработке смеси с очень высоким количеством цементирующего материала (обычно от 60 до 100 об.% смеси) и затем вспенивании цементного раствора на основе данной смеси для того, чтобы получить требуемую низкую плотность. Такая система имеет соотношение вода:цемент только 20% и поэтому быстро наращивает прочность на сжатие даже при очень низкой температуре.
Подходящие реологические и механические свойства получаются при выборе распределения частиц по размеру и объему таким образом, чтобы максимизировать компактность сухой смеси.
Рецептуры, полученные в соответствии с настоящим изобретением, наращивают прочность на сжатие значительно быстрей, чем рецептуры цементов, имеющих такую же плотность. Прочность на сжатие является очень высокой, а пористость очень низкой. В результате проницаемость может быть ниже на несколько порядков по величине.
Цементные растворы согласно настоящему изобретению могут включать одну или более добавок следующих типов: диспергаторы, антифризы, фиксаторы воды, ускорители или замедлители затвердевания и стабилизаторы пены. Когда такие добавки находятся в жидкой форме (либо предусмотренные, либо растворенные в жидком носителе), они рассматриваются как часть жидкой фракции.
ПРИМЕР 1
Свойства двух цементных растворов, полученных согласно настоящему изобретению, сравниваются с традиционной цементной системой:
Цементный раствор А (изобретение)
Получают смесь порошков, содержащую: 55 об.% портланда, класс G, 20 об.% смеси микропортландцемента и шлака, имеющего средний размер около 1,5 мкм, и 25% об. дымящего диоксида кремния. С данным порошком смешивают воду и добавки (противовспенивающий агент при 0,0025 л/кг (0,03 галлон на мешок) порошка и суперпластификатор на основе полинафталинсульфоната при 0,0334 л/кг (0,4 галлон на мешок) порошка так, чтобы обеспечить объемное процентное содержание жидкости в цементном растворе 40%. Мешок порошка определяется по аналогии с мешками цемента как мешок, содержащий 45,359 кг смеси, другими словами, 1 галлон/мешок = 0,0834 л добавки на 1 кг смеси.
Цементный раствор В (изобретение)
Получают смесь порошков, содержащую: 55 об.% портланда, класс G, 20 об.% стеклянных микросфер, имеющих плотность 380 кг/м3, и 25 об.% дымящего диоксида кремния. С данным порошком смешивают воду и добавки (противовспенивающий агент при 0,0025 л/кг (0,03 галлон на мешок) порошка и суперпластификатор на основе полинафталинсульфоната при 0,0250 л/кг (0,3 галлон на мешок) порошка так, чтобы обеспечить объемное процентное содержание жидкости в цементном растворе 40%.
Цементный раствор С (прототип)
Портландцемент, класс G, смешивают со свежей водой, 0,0025 л/кг (0,03 галлон/мешок) антивспенивателя и 0,033 л/кг (0,04 галлон/мешок) диспергатора, так что плотность цементного раствора составляет 1900 кг/м3 (15,8 фунт/галлон) (пористость 59%).
Таблица 1
Цементный раствор А В С
Плотность 2140 (17,8) 1830 (15,2) 1900 (15,8)
Пористость цементного раствора 40% 40% 59%
Соотношение вода:цемент 23% 29% 44%
ПСж 138 (20000) 114 (16500) 34,5 (5000)
Плотность выражается в кг/м3 (и в фунт/галлон в круглых скобках).
ПСж означает прочность на сжатие через 6 дней затвердевания цемента при окружающем давлении и 60°C и выражается в МПа (и фунт/кв.дюйм в круглых скобках).
Можно видеть, что для цементных растворов А и В прочность на сжатие является намного выше, чем для цементного раствора С благодаря низкому соотношению вода:цемент.
ПРИМЕР 2
Свойства вспененных цементных растворов, полученных согласно настоящему изобретению, сравниваются с традиционными цементными системами:
Базовый цементный раствор А (изобретение)
Получают смесь порошков, содержащую: 55 об.% портланда, класс G, 20 об.% стеклянных микросфер, имеющих плотность 380 кг/м3, и 25 об.% дымящего диоксида кремния. С данным порошком смешивают воду и суперпластификатор на основе полинафталинсульфоната при 0,3 галлон на мешок порошка (0,0250 л/кг) так, чтобы обеспечить объемное процентное содержание жидкости в цементном растворе 40%.
Цементный раствор вспенивают с различными количествами пены с получением цементных растворов, конечные плотности которых составляют 1440 кг/м3, 1278 кг/м3 и 1150 кг/м3.
Цементный раствор В (прототип)
Портландцемент, класс G, смешивают со свежей водой и 0,033 л/кг (0,04 галлон/мешок) диспергатора, так что плотность цементного раствора составляет 1900 кг/м3 (15,8 фунт/галлон) (пористость 59%).
Цементный раствор вспенивают с различными количествами пены с получением цементных растворов, конечные плотности которых составляют 1440 кг/м3, 1278 кг/м3 и 1150 кг/м3.
Таблица 2
Базовый цементный раствор А В
Пористость цементного раствора 40% 59%
Количество пены 21% 30% 37% 24% 33% 39
Плотность 1440 (12) 1278 (10,6) 1150 (9,6) 1440 (12) 1278 (10,6) 1150 (9,6)
Соотношение вода:цемент 29% 44%
ПСж 38 (5500) 24 (3500) 19 (2700) 14 (2000) 9 (1300) 7 (1000)
Плотность выражается в кг/м3 (и в фунт/галлон в круглых скобках).
ПСж означает прочность на сжатие через 10 дней затвердевания цемента при окружающем давлении и температуре и выражается в МПа (и фунт/кв.дюйм в круглых скобках).
Можно видеть, что для цементных растворов, полученных согласно настоящему изобретению, прочность на сжатие является намного выше, чем для традиционных вспененных систем одинаковой плотности цементного раствора благодаря низкому соотношению вода:цемент.
ПРИМЕР 3
Свойства трех цементных растворов, полученных согласно настоящему изобретению, показаны в таблице 3 ниже. Они показывают широкий интервал плотности цементных растворов, который может быть перекрыт концепцией изобретения и замечательными механическими свойствами затвердевших материалов.
Цементный раствор А (изобретение)
Получают смесь порошков, содержащую: 35 об.% портланда, класс G, 40 об.% стеклянных микросфер, имеющих плотность 380 кг/м3, и 25 об.% дымящего диоксида кремния. С данным порошком смешивают воду и суперпластификатор на основе полинафталинсульфоната при 0,0167 л/кг (0,2 галлон на мешок) порошка так, чтобы обеспечить объемное процентное содержание жидкости в цементном растворе 40%.
Цементный раствор В (изобретение)
Получают цементный раствор, подобный цементному раствору А, но без противовспенивающего агента. Данный базовый цементный раствор затем вспенивают с количеством пены с получением цементного раствора, конечная плотность которого составляет 970 кг/м3.
Цементный раствор С (изобретение)
Получают смесь порошков, содержащую: 50 об.% портланда, класс G, 25 об.% стеклянных микросфер, имеющих плотность 380 кг/м3, и 25 об.% дымящего диоксида кремния. С данным порошком смешивают воду и противовспенивающий агент при 0,0025 л/кг (0,03 галлон/мешок), чтобы обеспечить объемное процентное содержание жидкости в цементном растворе 60%.
Таблица 3
Базовый цементный раствор А В С
Пористость базового цементного раствора 40% 40% 60%
Количество пены 0% 35% 0%
Плотность 1520 (2,7) 970 (8,1) 1500 (12,5)
Соотношение вода:цемент 40% 40% 70%
ПСж 69 (10000) 11 (1600) 17 (2500)
Плотность выражается в кг/м3 (и в фунт/галлон в круглых скобках).
ПСж означает прочность на сжатие через 10 дней затвердевания цемента при окружающем давлении и температуре и выражается в МПа (и фунт/кв.дюйм в круглых скобках).
Как можно видеть из предыдущих примеров, значительные изменения могут быть внесены в цементные растворы согласно настоящему изобретению, которые остаются в объеме концепции изобретения. Также могут быть внесены изменения, иные, чем описанные.

Claims (17)

1. Цементный раствор, содержащий цементную смесь и воду, в котором цементная смесь содержит, по меньшей мере, 70 об.% цементирующего дисперсного материала и стеклянные микросферы, причем вода присутствует в смеси в количестве не более, чем 50% от объема цементного раствора, а цементирующий дисперсный материал содержит портландцемент и микрокремнезем и/или коллоидный диоксид кремния по меньшей мере 60 об.%.
2. Цементный раствор по п.1, отличающийся тем, что цементирующий материал дополнительно содержит микропортландцемент, шлаки, зольную пыль и их смеси.
3. Цементный раствор по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что цементный раствор содержит ультратонкие частицы, имеющие средний размер частиц менее 1 мкм.
4. Цементный раствор по п.3, отличающийся тем, что микрокремнезем или коллоидный диоксид кремния содержат ультратонкие частицы.
5. Цементный раствор по 1, отличающийся тем, что цементирующий дисперсный материал содержит портландцемент, микрокремнезем и/или коллоидный диоксид кремния в количестве, приблизительно 100 об.%.
6. Цементный раствор по любому из пп.1, 2, 4 и 5, отличающийся тем, что цементная смесь содержит дисперсные материалы, имеющие средний размер частиц в интервале 1-10 мкм.
7. Цементный раствор по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что вода присутствует в количестве 35-40 об.% от объема цементного раствора.
8. Цементный раствор по п.7, отличающийся тем, что соотношение вода: цементирующий материал находится в интервале 20-40 мас.%.
9. Цементный раствор по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что цементная смесь содержит дисперсные материалы с, по меньшей мере, двумя дискретными интервалами размеров частиц.
10. Цементный раствор по п.8, отличающийся тем, что цементная смесь содержит дисперсные материалы с, по меньшей мере, тремя дискретными интервалами размеров частиц.
11. Цементный раствор по п.8 или 9, отличающийся тем, что цементирующий материал имеет два интервала размеров частиц.
12. Цементный раствор по п.10, отличающийся тем, что цементирующий материал имеет три интервала размеров частиц.
13. Цементный раствор по п.1, отличающийся тем, что он дополнительно содержит диспергаторы, антифризы, водоудерживающие добавки, ускорители или их смеси.
14. Цементный раствор по п.1 или 13, отличающийся тем, что он дополнительно содержит замедлители затвердевания, стабилизаторы пены или их смеси.
15. Способ цементирования скважины, в котором получают цементный раствор по любому из пп.1-14 и закачивают насосом в скважину.
16. Способ по п.15, отличающийся тем, что стадия получения цементного раствора содержит выбор твердых дисперсных материалов для цементной смеси для обеспечения требуемой плотности цементного раствора.
17. Способ по п.16, отличающийся тем, что он дополнительно содержит операцию вспенивания цементного раствора в скважине.
RU2009102831/03A 2006-06-29 2007-06-14 Цементный раствор с низким соотношением вода:цемент RU2415092C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP06291087.2 2006-06-29
EP06291087A EP1876154A1 (en) 2006-06-29 2006-06-29 Cement slurry with low water to cement ratio

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2009102831A RU2009102831A (ru) 2010-08-10
RU2415092C2 true RU2415092C2 (ru) 2011-03-27

Family

ID=36940389

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009102831/03A RU2415092C2 (ru) 2006-06-29 2007-06-14 Цементный раствор с низким соотношением вода:цемент

Country Status (5)

Country Link
US (2) US8236099B2 (ru)
EP (1) EP1876154A1 (ru)
CA (1) CA2655930A1 (ru)
RU (1) RU2415092C2 (ru)
WO (1) WO2008000379A1 (ru)

Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8672028B2 (en) * 2010-12-21 2014-03-18 Halliburton Energy Services, Inc. Settable compositions comprising interground perlite and hydraulic cement
US9040468B2 (en) 2007-07-25 2015-05-26 Schlumberger Technology Corporation Hydrolyzable particle compositions, treatment fluids and methods
US8936082B2 (en) 2007-07-25 2015-01-20 Schlumberger Technology Corporation High solids content slurry systems and methods
US9080440B2 (en) 2007-07-25 2015-07-14 Schlumberger Technology Corporation Proppant pillar placement in a fracture with high solid content fluid
US8490698B2 (en) 2007-07-25 2013-07-23 Schlumberger Technology Corporation High solids content methods and slurries
US8490699B2 (en) 2007-07-25 2013-07-23 Schlumberger Technology Corporation High solids content slurry methods
US10011763B2 (en) 2007-07-25 2018-07-03 Schlumberger Technology Corporation Methods to deliver fluids on a well site with variable solids concentration from solid slurries
US8662172B2 (en) 2010-04-12 2014-03-04 Schlumberger Technology Corporation Methods to gravel pack a well using expanding materials
US8505628B2 (en) 2010-06-30 2013-08-13 Schlumberger Technology Corporation High solids content slurries, systems and methods
US8511381B2 (en) 2010-06-30 2013-08-20 Schlumberger Technology Corporation High solids content slurry methods and systems
US8607870B2 (en) 2010-11-19 2013-12-17 Schlumberger Technology Corporation Methods to create high conductivity fractures that connect hydraulic fracture networks in a well
US9133387B2 (en) 2011-06-06 2015-09-15 Schlumberger Technology Corporation Methods to improve stability of high solid content fluid
US9803457B2 (en) 2012-03-08 2017-10-31 Schlumberger Technology Corporation System and method for delivering treatment fluid
US9863228B2 (en) 2012-03-08 2018-01-09 Schlumberger Technology Corporation System and method for delivering treatment fluid
RU2528323C2 (ru) * 2012-10-22 2014-09-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный строительный университет" (ФГБОУ ВПО "МГСУ") Cпособ приготовления облегченного кладочного раствора и композиция для облегченного кладочного раствора
US9528354B2 (en) 2012-11-14 2016-12-27 Schlumberger Technology Corporation Downhole tool positioning system and method
US9388335B2 (en) 2013-07-25 2016-07-12 Schlumberger Technology Corporation Pickering emulsion treatment fluid
US20170267583A1 (en) * 2016-03-21 2017-09-21 Greg Garrison Method of Creating a Composite Cement with Enhanced Properties for use in Oil and Gas Wells
EP3581549A1 (en) * 2018-06-15 2019-12-18 Holcim Technology Ltd. Fresh concrete composition for encasing underground electrical cables
CN109455979B (zh) * 2018-12-13 2021-07-13 河北曲寨矿峰水泥股份有限公司 一种防水改性水泥及其制备方法
CN109795027A (zh) * 2018-12-14 2019-05-24 福建鸿生高科环保科技有限公司 一种适用于冰冻区桥梁水中施工的管桩防冻裂方法
US11548831B2 (en) 2019-04-05 2023-01-10 Halliburton Energy Services, Inc. Optimized bulk blend formulation based on compressive strength requirements
CN110156402A (zh) * 2019-06-04 2019-08-23 江南大学 一种水泥基新旧混凝土界面粘结强化材料及制备方法
US11479505B2 (en) 2020-05-22 2022-10-25 Magneco/Metrel, Inc. Chemical-resistant quartz-based casting composition
US11554988B2 (en) 2020-05-22 2023-01-17 Magneco/Metrel, Inc. Method of making chemical-resistant quartz-based concrete
US11753346B2 (en) 2020-12-18 2023-09-12 Holcim Technology Ltd Method for the construction of a data center

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3131075A (en) * 1960-04-25 1964-04-28 Jersey Prod Res Co Low density cementing composition
US3197317A (en) * 1963-03-20 1965-07-27 Socony Mobil Oil Co Inc Low density cement for wells
US3558335A (en) * 1966-04-04 1971-01-26 Mobil Oil Corp Well cementing compositions
US3832196A (en) * 1972-01-24 1974-08-27 Halliburton Co High temperature,low density cement composition
US3902911A (en) * 1972-05-01 1975-09-02 Mobil Oil Corp Lightweight cement
US4252193A (en) * 1979-06-11 1981-02-24 Standard Oil Company (Indiana) Low density cement slurry and its use
US4305758A (en) * 1979-06-11 1981-12-15 Standard Oil Company (Indiana) Low density cement slurry and its use
DE3069822D1 (en) * 1979-12-03 1985-01-31 Ici Plc Hydraulic cement compositions
NO165021B (no) 1987-11-09 1990-09-03 Norsk Hydro As Hydraulisk tungvekts-sementoppslemming spesielt til bruk ved sementering av olje/gassbroenner og fremgangsmaate for fremstilling av oppslemmingen.
AU677231B2 (en) * 1992-08-11 1997-04-17 E. Khashoggi Industries, Llc Hydraulically settable containers
US20040107875A1 (en) * 1999-07-29 2004-06-10 Bruno Drochon Low-density cementing slurry
RU2154730C1 (ru) 1999-12-02 2000-08-20 Закрытое акционерное общество "Нефтегазовая компания "Стройтрансгаз-ойл" Тампонажный материал
FR2808794B1 (fr) * 2000-05-15 2002-06-28 Dowell Schlumberger Services Ciment permeable, son procede d'obtention et application dudit ciment dans des puits petroliers ou analogues
US7063738B2 (en) * 2000-05-15 2006-06-20 Schlumberger Technology Corporation Permeable cements
EP1236701A1 (en) * 2001-02-15 2002-09-04 Schlumberger Technology B.V. Very low-density cement slurry
US7441600B2 (en) * 2003-05-09 2008-10-28 Halliburton Energy Services, Inc. Cement compositions with improved mechanical properties and methods of cementing in subterranean formations
US7032663B2 (en) * 2003-06-27 2006-04-25 Halliburton Energy Services, Inc. Permeable cement and sand control methods utilizing permeable cement in subterranean well bores
US7178597B2 (en) * 2004-07-02 2007-02-20 Halliburton Energy Services, Inc. Cement compositions comprising high aspect ratio materials and methods of use in subterranean formations
US6899177B2 (en) * 2003-10-10 2005-05-31 Halliburton Energy Services, Inc. Methods of cementing subterranean zones with cement compositions having enhanced compressive strengths
US6951249B1 (en) * 2004-07-26 2005-10-04 Halliburton Energy Services, Inc. Foamed cement slurries, additives and methods
US7478675B2 (en) * 2005-09-09 2009-01-20 Halliburton Energy Services, Inc. Extended settable compositions comprising cement kiln dust and associated methods

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ДАНЮШЕВСКИЙ B.C. и др. Справочное руководство по тампонажным материалам. - М.: Недра, 1987, с.28, 48-52, 57, 102, 122, 241. *

Also Published As

Publication number Publication date
RU2009102831A (ru) 2010-08-10
US8235115B2 (en) 2012-08-07
US20080000391A1 (en) 2008-01-03
CA2655930A1 (en) 2008-01-03
WO2008000379A1 (en) 2008-01-03
US20120160489A1 (en) 2012-06-28
US8236099B2 (en) 2012-08-07
EP1876154A1 (en) 2008-01-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2415092C2 (ru) Цементный раствор с низким соотношением вода:цемент
CA2380095C (en) A low-density and low-porosity cementing slurry for oil wells
US5588489A (en) Lightweight well cement compositions and methods
US20050173117A1 (en) Use of substantially hydrated cement particulates in cementing and subterranean applications
US20070022917A1 (en) Methods, cement compositions and oil suspensions of powder
CA2658692C (en) Methods of preparing settable fluids comprising particle-size distribution-adjusting agents, and associated methods
EP2593635B1 (en) Limestone-comprising low density cementitious composition and method of cementing an underground formation with it
EA002938B1 (ru) Цементирующая композиция и ее применение для цементирования нефтяных скважин или подобных сооружений
OA12443A (en) Very low-density cement slurry.
CA2407365A1 (en) Storable water-microsphere suspensions for use in well cements and methods
EA003151B1 (ru) Цементирующие составы и способы применения таких составов для цементирования нефтяных скважин или подобных сооружений
US20070039734A1 (en) Strength retrogression preventer
US20140352963A1 (en) Powder Defoaming Compositions and Methods of Reducing Gas Entrainment In Fluids
US11597863B2 (en) Methods of cementing a wellbore
CA2635925C (en) Cement blend
US20040107875A1 (en) Low-density cementing slurry
OA17088A (en) Set-delayed, cement compositions comprising pumice and associated methods.

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20170615