[發(fā)明專利]地層中使用包含水合硅酸鈣晶種的水泥組合物的水泥灌注方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201180068032.X
• 申請(qǐng)日: 2011-12-21
• 公開（公告）號(hào): CN103391983A
• 公開（公告）日: 2013-11-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: R·C·帕蒂爾;T·約瑟夫;A·德什潘德;V·薩特
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈里伯頓能源服務(wù)公司
• 主分類號(hào): C09K8/467
• 分類號(hào): C09K8/467;C04B22/00;C04B24/26;C04B28/02;C04B28/04
• 代理公司: 上海專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 31100
• 代理人: 余穎

1.一種在地層中灌注水泥的方法，所述方法包含：

在地層中引入水泥組合物，其中所述水泥組合物包含：

水泥；

水；和

水合硅酸鈣(C-S-H)晶種，

其中，主要由所述水泥、所述水和所述C-S-H晶種按照與所述水泥組合物相同比例組成的測(cè)試水泥組合物，當(dāng)在24小時(shí)、60℉(15.6℃)溫度和3,000psi(20.7MPa)壓力下測(cè)試時(shí)，形成至少1,200psi(8.3MPa)的抗壓強(qiáng)度；并且

凝結(jié)所述水泥組合物。

2.一種在地層中灌注水泥的方法，所述方法包含：

在地層中引入水泥組合物，其中所述水泥組合物包含：

水泥；

水；和

水合硅酸鈣(C-S-H)晶種，其中，所述C-S-H晶種的濃度至少足以使所述水泥組合物在24小時(shí)、60℉(15.6℃)溫度和3,000psi(20.7MPa)壓力下測(cè)試時(shí)形成至少1,200psi(8.3MPa)抗壓強(qiáng)度，而當(dāng)在24小時(shí)、60℉(15.6℃)溫度和3,000psi(20.7MPa)壓力下測(cè)試時(shí)，沒有C-S-H晶種的基本相同的水泥組合物形成小于1,200psi(8.3MPa)的抗壓強(qiáng)度；并且

凝結(jié)所述水泥組合物。

3.一種在地層中灌注水泥的方法，所述方法包含：

在地層中引入水泥組合物，其中所述水泥組合物包含：

水泥；

水；和

水合硅酸鈣(C-S-H)晶種，其中所述C-S-H晶種是中觀顆粒、納米顆粒，或其組合，并且其中所述C-S-H晶種的濃度范圍是水泥重量的約1%-約5%；并且

凝結(jié)所述水泥組合物。

4.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述C-S-H晶種濃度范圍是水泥重量的約0.05%-約7%。

5.如權(quán)利要求1或3所述的方法，其特征在于，當(dāng)在24小時(shí)、60℉(15.6℃)溫度和3,000psi(20.7MPa)壓力下測(cè)試時(shí)，所述水泥組合物的抗壓強(qiáng)度范圍是約1,000-約5,000psi(約6.9-約34.5MPa)。

6.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述水泥包含至少一種選自下組的水硬性水泥：波特蘭(Portland)水泥、火山灰水泥、石膏水泥、高氧化鋁水泥、礦渣水泥、氧化硅水泥，及其組合。

7.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述水選自：淡水、稍帶咸味的水、鹽水，及其任意組合。

8.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述C-S-H晶種具有粒度分布，使得至少90%的C-S-H晶種的粒度范圍是1微米-0.1微米。

9.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述水泥組合物還包含膠乳添加劑。

10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述膠乳添加劑是包含作為分散相的固體橡膠顆粒和作為連續(xù)相的液體的漿液。

11.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述橡膠顆粒選自：順-l,4-聚異戊二烯橡膠;苯乙烯-丁二烯橡膠(SBR)、高苯乙烯樹脂;丁基橡膠;乙烯-丙烯橡膠(EPM和EPDM);氯丁橡膠;腈橡膠;硅橡膠;氯磺化聚乙烯橡膠;交聯(lián)化聚乙烯橡膠;表氯醇橡膠;氟碳橡膠;氟硅氧烷橡膠;聚氨酯橡膠;聚丙烯酸橡膠;聚硫橡膠;AMPS-苯乙烯-丁二烯橡膠;任意前述橡膠的改良種類;及其組合。

12.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述水泥組合物在60℉(15.6℃)溫度和5,000psi(34.5MPa)壓力下的增厚時(shí)間范圍是約4-約15小時(shí)。

13.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述水泥組合物在60℉?(15.6℃)溫度和3,000psi(20.7MPa)壓力下的起始凝結(jié)時(shí)間小于24小時(shí)。

14.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述水泥組合物在60℉(15.6℃)溫度下的凝結(jié)時(shí)間小于48小時(shí)。

15.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述水泥組合物在155℉(68.3℃)溫度和4,500psi(31MPa)壓力下使用SGSA靜態(tài)凝膠強(qiáng)度方法的轉(zhuǎn)變時(shí)間小于1小時(shí)。