[發明專利]包含水泥窯粉塵的可固化組合物和添加劑及它們的使用方法

無效

• 申請號: 200680042014.3
• 申請日: 2006-08-24
• 公開（公告）號: CN101305070A
• 公開（公告）日: 2008-11-12
• 發明（設計）人: C·W·羅迪;J·查特吉;D·C·布倫內斯;B·J·金
• 申請（專利權）人: 哈利伯頓能源服務公司
• 主分類號: C09K8/42
• 分類號: C09K8/42;C09K8/46;C04B18/16;C04B28/02
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司
• 代理人: 苗征;于輝

技術領域

本發明涉及膠結操作，更具體地，涉及包含水和水泥窯粉塵(“CKD”)的可固化組合物，及其相關的使用方法。

背景技術

可固化組合物可用于多種地下應用。這里使用的術語“可固化組合物”指任何能隨著時間固化形成硬化物的組合物。可固化組合物的一個實例包含水硬水泥和水。可能涉及可固化組合物的地下應用包括但不限于初次注水泥(primary?cementing)、補注水泥(remedial?cementing)和鉆井操作。可固化組合物還可用于表面應用中，比如，建筑膠結(construction?cementing)。

可固化組合物可用于初次注水泥操作中，從而將管柱(比如套管(casing)和襯管(liners))膠結在井眼中。在進行初次注水泥時，可將可固化組合物泵入位于井眼壁和其中的管柱之間的環形空間中。可固化組合物在環形空間中固化，從而形成硬化水泥的環形環套(例如，水泥殼(cement?sheath))支撐和定位井眼中的管柱(pipe?string)，并將管柱的外表面膠結到井眼壁。

可固化組合物還可用于補注水泥操作中，比如密封管柱或水泥殼中的空隙。這里使用的術語“空隙”指任何類型的空間，包括斷層(fractures)、孔穴(holes)、裂縫(cracks)、溝道(channels)、空間(spaces)等。這種空隙可以包括：管柱中的孔穴或裂縫；水泥殼中的孔穴、裂縫、空間或溝道；以及水泥殼和油井套管(well?casing)或地層的外表面之間的極小空間(一般稱為“微環(microannuli)”)。密封這種空隙可以防止不需要的液體流(例如，油、氣體、水等)和/或微細固體物進出井眼。

無論是否有意，人們已嘗試過通過向空隙中引入物質并使它留在其中來密封這類空隙。如果該物質不能填入空隙中，可在空隙上形成橋(bridge)、補片(patch)或環，以可能地使不需要的液流終止。迄今，在終止不需要的流體通過這種空隙的方法中使用的物質包括包含水和水硬水泥的可固化組合物，其中該方法使用水壓迫使可固化組合物進入空隙中。一旦置入空隙中，可使所述可固化組合物變硬。

補注水泥操作也可用來密封地層部分或礫石充填體部分。所述地層部分可包括地層的可滲透部分和地層中的斷層(天然的或其它)及其它可使不需要的液流進出井眼的地層部分。礫石充填體部分包括那些希望防止不需要的液流進出井眼的礫石充填體部分。術語“礫石充填體”常用于指置于井眼中的大量顆粒材料(比如砂子)，以至少部分地減少疏松地層顆粒遷移進入井眼中。雖然無篩(screenless)礫石裝填操作變得越來越常見，礫石裝填操作通常包括將礫石充填體篩子置于理想的地層部分附近的井眼中，用分級的顆粒材料填充篩子和井眼之間的環形區周圍，以防止和抑制地層固體隨產生的液體流過礫石充填體。其中，該方法可使密封礫石充填體部分防止不需要的液流，而不需要移除礫石充填體。

可固化組合物還可在地層中鉆井眼時使用。比如，在鉆井眼中，在有些情況下可能需要改變井眼方向。在有些情況下，可固化組合物可用來促進方向變化，比如，通過在水泥的硬化物中鉆導向孔(常稱作“分離塞(kickoff?plug)”)置于井眼中。

某些地層可引起鉆頭(drill?bit)在特定的方向打鉆。比如，在豎井(verticalwell)中，這種情況可導致井眼偏離豎直方向而不合要求。在定向井(directional?well)(鉆井方向和豎直方向成角度)中，在豎直地鉆了井眼的初始部分后，由地層誘導的方向可使沿所需的路徑變得困難。在那些以及其它情況下，可使用特殊的定向鉆井工具，比如造斜器(whipstock)、彎曲向下機械化鉆井組合(bent?sub-downhole?motorized?drill?combination)等。通常，定向鉆井工具或使用的工具可以是定向的，以便在要求的方向上以相對于上述井眼要求的角度形成導孔。當導孔鉆了較短的距離時，移除專用工具，如果需要，可在沿新路徑鉆井時繼續使用這些工具。為保證后續鉆井沿著導孔，可能有必要在置于井眼中的分離塞中鉆導孔。在這些情況下，在鉆導孔之前，可向井眼中引入可固化組合物，并使之固化以在其中形成分離塞。然后可在分離塞中鉆導孔，分離塞的高強度有助于保證后續鉆井沿著導孔的方向進行。