RU2656266C2 - Способ обработки подземного пласта суспензией цементного раствора с возможностью образования проницаемого отвердевшего цементного раствора - Google Patents
Способ обработки подземного пласта суспензией цементного раствора с возможностью образования проницаемого отвердевшего цементного раствора Download PDFInfo
- Publication number
- RU2656266C2 RU2656266C2 RU2015101732A RU2015101732A RU2656266C2 RU 2656266 C2 RU2656266 C2 RU 2656266C2 RU 2015101732 A RU2015101732 A RU 2015101732A RU 2015101732 A RU2015101732 A RU 2015101732A RU 2656266 C2 RU2656266 C2 RU 2656266C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- slurry
- cement
- formation
- cement mortar
- hardened
- Prior art date
Links
- 239000002002 slurry Substances 0.000 title claims abstract description 226
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 title claims abstract description 92
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 56
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 title abstract description 7
- 239000004568 cement Substances 0.000 claims abstract description 219
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 73
- 239000011083 cement mortar Substances 0.000 claims abstract description 69
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 39
- 239000012615 aggregate Substances 0.000 claims abstract description 17
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims abstract description 12
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims abstract description 12
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims abstract 4
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 32
- 239000004576 sand Substances 0.000 claims description 15
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 4
- 239000012267 brine Substances 0.000 claims description 2
- HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M sodium;chloride;hydrate Chemical compound O.[Na+].[Cl-] HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 claims 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 64
- 208000010392 Bone Fractures Diseases 0.000 description 51
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 26
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 23
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 16
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 15
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 11
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 11
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 11
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 7
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 7
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 6
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 6
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 6
- -1 microcement Substances 0.000 description 6
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 6
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 5
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 5
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 5
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N Calcium oxide Chemical compound [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000011398 Portland cement Substances 0.000 description 4
- 230000009471 action Effects 0.000 description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000011440 grout Substances 0.000 description 4
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 235000019738 Limestone Nutrition 0.000 description 3
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid Chemical compound OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 3
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 3
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 description 3
- 239000003349 gelling agent Substances 0.000 description 3
- 230000036571 hydration Effects 0.000 description 3
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 description 3
- 239000011396 hydraulic cement Substances 0.000 description 3
- 239000006028 limestone Substances 0.000 description 3
- 230000000638 stimulation Effects 0.000 description 3
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 3
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RGHNJXZEOKUKBD-SQOUGZDYSA-N D-gluconic acid Chemical compound OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)C(O)=O RGHNJXZEOKUKBD-SQOUGZDYSA-N 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M Potassium chloride Chemical compound [Cl-].[K+] WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 239000008186 active pharmaceutical agent Substances 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 2
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 2
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 2
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 2
- ZCCIPPOKBCJFDN-UHFFFAOYSA-N calcium nitrate Chemical compound [Ca+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O ZCCIPPOKBCJFDN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 description 2
- 235000012255 calcium oxide Nutrition 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 2
- 239000004088 foaming agent Substances 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 description 2
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 2
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 2
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 2
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 2
- VWDWKYIASSYTQR-UHFFFAOYSA-N sodium nitrate Chemical compound [Na+].[O-][N+]([O-])=O VWDWKYIASSYTQR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000375 suspending agent Substances 0.000 description 2
- 229920001059 synthetic polymer Polymers 0.000 description 2
- 239000002562 thickening agent Substances 0.000 description 2
- 239000011800 void material Substances 0.000 description 2
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 2
- AEQDJSLRWYMAQI-UHFFFAOYSA-N 2,3,9,10-tetramethoxy-6,8,13,13a-tetrahydro-5H-isoquinolino[2,1-b]isoquinoline Chemical compound C1CN2CC(C(=C(OC)C=C3)OC)=C3CC2C2=C1C=C(OC)C(OC)=C2 AEQDJSLRWYMAQI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004604 Blowing Agent Substances 0.000 description 1
- UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L Calcium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ca+2] UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- CBOCVOKPQGJKKJ-UHFFFAOYSA-L Calcium formate Chemical compound [Ca+2].[O-]C=O.[O-]C=O CBOCVOKPQGJKKJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229920003043 Cellulose fiber Polymers 0.000 description 1
- RGHNJXZEOKUKBD-UHFFFAOYSA-N D-gluconic acid Natural products OCC(O)C(O)C(O)C(O)C(O)=O RGHNJXZEOKUKBD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PHOQVHQSTUBQQK-SQOUGZDYSA-N D-glucono-1,5-lactone Chemical compound OC[C@H]1OC(=O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O PHOQVHQSTUBQQK-SQOUGZDYSA-N 0.000 description 1
- FEWJPZIEWOKRBE-JCYAYHJZSA-N Dextrotartaric acid Chemical compound OC(=O)[C@H](O)[C@@H](O)C(O)=O FEWJPZIEWOKRBE-JCYAYHJZSA-N 0.000 description 1
- 239000005909 Kieselgur Substances 0.000 description 1
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004280 Sodium formate Substances 0.000 description 1
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 1
- FEWJPZIEWOKRBE-UHFFFAOYSA-N Tartaric acid Natural products [H+].[H+].[O-]C(=O)C(O)C(O)C([O-])=O FEWJPZIEWOKRBE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GSEJCLTVZPLZKY-UHFFFAOYSA-N Triethanolamine Chemical compound OCCN(CCO)CCO GSEJCLTVZPLZKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical class [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000440 bentonite Substances 0.000 description 1
- 229910000278 bentonite Inorganic materials 0.000 description 1
- SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N bentoquatam Chemical compound O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001642 boronic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- WLYWPCJCALOORD-UHFFFAOYSA-L calcium 2-[bis(2-hydroxyethyl)amino]ethanol dichloride Chemical compound N(CCO)(CCO)CCO.[Cl-].[Ca+2].[Cl-] WLYWPCJCALOORD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000001110 calcium chloride Substances 0.000 description 1
- 229910001628 calcium chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004281 calcium formate Substances 0.000 description 1
- 229940044172 calcium formate Drugs 0.000 description 1
- 235000019255 calcium formate Nutrition 0.000 description 1
- 229920005551 calcium lignosulfonate Polymers 0.000 description 1
- RYAGRZNBULDMBW-UHFFFAOYSA-L calcium;3-(2-hydroxy-3-methoxyphenyl)-2-[2-methoxy-4-(3-sulfonatopropyl)phenoxy]propane-1-sulfonate Chemical compound [Ca+2].COC1=CC=CC(CC(CS([O-])(=O)=O)OC=2C(=CC(CCCS([O-])(=O)=O)=CC=2)OC)=C1O RYAGRZNBULDMBW-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 150000001719 carbohydrate derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 235000015165 citric acid Nutrition 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000004567 concrete Substances 0.000 description 1
- 239000007859 condensation product Substances 0.000 description 1
- 238000007596 consolidation process Methods 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 238000005115 demineralization Methods 0.000 description 1
- 230000002328 demineralizing effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- IZZSMHVWMGGQGU-UHFFFAOYSA-L disodium;2-methylidenebutanedioate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C(=O)CC(=C)C([O-])=O IZZSMHVWMGGQGU-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 150000002170 ethers Chemical class 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- NVVZQXQBYZPMLJ-UHFFFAOYSA-N formaldehyde;naphthalene-1-sulfonic acid Chemical compound O=C.C1=CC=C2C(S(=O)(=O)O)=CC=CC2=C1 NVVZQXQBYZPMLJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JWIGFENOHPRSOM-UHFFFAOYSA-N formaldehyde;propan-2-one;sulfurous acid Chemical compound O=C.CC(C)=O.OS(O)=O JWIGFENOHPRSOM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000004675 formic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 239000013505 freshwater Substances 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 239000000174 gluconic acid Substances 0.000 description 1
- 235000012208 gluconic acid Nutrition 0.000 description 1
- 235000012209 glucono delta-lactone Nutrition 0.000 description 1
- 239000000182 glucono-delta-lactone Substances 0.000 description 1
- 229960003681 gluconolactone Drugs 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 239000003673 groundwater Substances 0.000 description 1
- 150000004820 halides Chemical class 0.000 description 1
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 1
- 230000015784 hyperosmotic salinity response Effects 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920005610 lignin Polymers 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- WSFSSNUMVMOOMR-NJFSPNSNSA-N methanone Chemical compound O=[14CH2] WSFSSNUMVMOOMR-NJFSPNSNSA-N 0.000 description 1
- 239000012764 mineral filler Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 150000002790 naphthalenes Chemical class 0.000 description 1
- 229920001206 natural gum Polymers 0.000 description 1
- 239000005445 natural material Substances 0.000 description 1
- 150000002823 nitrates Chemical class 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 239000006174 pH buffer Substances 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- RAFRTSDUWORDLA-UHFFFAOYSA-N phenyl 3-chloropropanoate Chemical compound ClCCC(=O)OC1=CC=CC=C1 RAFRTSDUWORDLA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000021317 phosphate Nutrition 0.000 description 1
- 150000003013 phosphoric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 1
- 229920005646 polycarboxylate Polymers 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 239000001103 potassium chloride Substances 0.000 description 1
- 235000011164 potassium chloride Nutrition 0.000 description 1
- 230000003449 preventive effect Effects 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000011342 resin composition Substances 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000013535 sea water Substances 0.000 description 1
- 238000005204 segregation Methods 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
- 239000010454 slate Substances 0.000 description 1
- HELHAJAZNSDZJO-OLXYHTOASA-L sodium L-tartrate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C(=O)[C@H](O)[C@@H](O)C([O-])=O HELHAJAZNSDZJO-OLXYHTOASA-L 0.000 description 1
- 239000001509 sodium citrate Substances 0.000 description 1
- NLJMYIDDQXHKNR-UHFFFAOYSA-K sodium citrate Chemical compound O.O.[Na+].[Na+].[Na+].[O-]C(=O)CC(O)(CC([O-])=O)C([O-])=O NLJMYIDDQXHKNR-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 229960001790 sodium citrate Drugs 0.000 description 1
- 235000011083 sodium citrates Nutrition 0.000 description 1
- HLBBKKJFGFRGMU-UHFFFAOYSA-M sodium formate Chemical compound [Na+].[O-]C=O HLBBKKJFGFRGMU-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 235000019254 sodium formate Nutrition 0.000 description 1
- 239000000176 sodium gluconate Substances 0.000 description 1
- 235000012207 sodium gluconate Nutrition 0.000 description 1
- 229940005574 sodium gluconate Drugs 0.000 description 1
- 239000004317 sodium nitrate Substances 0.000 description 1
- 235000010344 sodium nitrate Nutrition 0.000 description 1
- 239000001433 sodium tartrate Substances 0.000 description 1
- 229960002167 sodium tartrate Drugs 0.000 description 1
- 235000011004 sodium tartrates Nutrition 0.000 description 1
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- 239000002195 soluble material Substances 0.000 description 1
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 1
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 1
- 230000004936 stimulating effect Effects 0.000 description 1
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 1
- 235000000346 sugar Nutrition 0.000 description 1
- 239000008030 superplasticizer Substances 0.000 description 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 1
- 239000011975 tartaric acid Substances 0.000 description 1
- 235000002906 tartaric acid Nutrition 0.000 description 1
- 230000009974 thixotropic effect Effects 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc 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
- C09K8/60—Compositions for stimulating production by acting on the underground formation
- C09K8/80—Compositions for reinforcing fractures, e.g. compositions of proppants used to keep the fractures open
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/25—Methods for stimulating production
- E21B43/26—Methods for stimulating production by forming crevices or fractures
- E21B43/261—Separate steps of (1) cementing, plugging or consolidating and (2) fracturing or attacking the formation
-
- 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
- C09K8/60—Compositions for stimulating production by acting on the underground formation
- C09K8/84—Compositions based on water or polar solvents
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/25—Methods for stimulating production
- E21B43/26—Methods for stimulating production by forming crevices or fractures
- E21B43/267—Methods for stimulating production by forming crevices or fractures reinforcing fractures by propping
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
- On-Site Construction Work That Accompanies The Preparation And Application Of Concrete (AREA)
- Soil Conditioners And Soil-Stabilizing Materials (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способу обработки подземного пласта. Способ обработки подземного пласта, включающий приготовление суспензии цементного раствора, выполненной с возможностью схватывания с образованием отвердевшего цементного раствора с прочностью на сжатие ниже давления смыкания разрыва подземного пласта, где указанная суспензия цементного раствора содержит цементирующий материал, воду и меньше чем 4 % деградируемого материала в расчете на массу цементирующего материала в суспензии цементного раствора, закачивание указанной суспензии в подземный пласт при давлении, достаточном для создания разрыва в подземном пласте, при сохранении более высокого давления, чем давление смыкания разрыва, предоставление возможности указанной суспензии схватиться, образуя отвердевший цементный раствор в разрыве, понижение давления ниже давления смыкания разрыва, предоставление возможности отвердевшему цементному раствору в разрыве растрескаться, образуя растрескавшийся отвердевший цементный раствор, и добычу углеводородов из пласта через растрескавшийся отвердевший цементный раствор в разрыве. Способ обработки подземного пласта, включающий приготовление суспензии цементного раствора, выполненной с возможностью схватывания с образованием проницаемого отвердевшего цементного раствора с проводимостью свыше 10 мД·фт, где указанная суспензия содержит цементирующий материал, заполнитель, воду и меньше чем 4 % деградируемого материала в расчете на массу цементирующего материала в указанной суспензии, закачивание указанной суспензии в подземный пласт при давлении, достаточном для создания разрыва в подземном пласте, предоставление возможности суспензии схватиться, образуя проницаемый отвердевший цементный раствор в разрыве, и добычу углеводородов из пласта через схватившийся отвердевший цементный раствор в разрыве. Изобретение развито в зависимых пунктах формулы. Технический результат - повышение эффективности обработки. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 10 табл.
Description
Данная заявка испрашивает приоритет на основании предварительной патентной заявки США №61/662705, поданной 21 июня 2012 года, которая включена в настоящий документ посредством ссылки.
Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к способу обработки подземного пласта с использованием суспензии цементного раствора, содержащей цементирующий материал, воду и заполнители, и необязательно, примеси и/или добавки.
Уровень техники
Одним из способов обработки подземного пласта является разрыв. Разрыв представляет собой способ инициирования и последующего распространения трещины или разрыва в слое породы. Разрыв позволяет осуществлять добычу углеводородов из пластов пород, находящихся глубоко под земной поверхностью (например, на глубине 2000-20000 футов). На такой глубине пласт может не обладать достаточной пористостью и проницаемостью (проводимостью), позволяющей углеводородам поступать из породы в ствол скважины с экономически целесообразной скоростью. Создаваемые разрывы начинаются на заданной глубине в стволе скважины, пробуренной в породе-коллекторе, и простираются оттуда в целевую область пласта. Разрыв действует с помощью обеспечения проводящего пути, соединяющего более обширную область продуктивного пласта со стволом скважины, тем самым увеличивая область целевого пласта, из которой углеводороды могут быть добыты. Множество разрывов образуется в результате гидроразрыва или закачивания текучей среды под давлением в ствол скважины. Проппант (расклинивающий агент), вводимый в закачиваемую текучую среду, может поддерживать ширину разрыва. Обычные проппанты включают зерна песка, керамические или другие твердые частицы, позволяющие предотвратить смыкание разрывов после прекращения закачки. Некоторые проппантные материалы являются дорогостоящими и могут не подходить для сохранения исходной проводимости. Транспортировка проппантных материалов может быть дорогостоящей и неэффективной. Например, проппант может иметь тенденцию к осаждению в «скользкой воде» (жидкость гидроразрыва с понизителем трения) с небольшой длиной разрывов. Кроме того, разрыв со «скользкой водой» требует использования больших количеств воды и гидравлической мощности. Использование гелей при разрыве также создает трудности, связанные с очисткой от остатка, который загрязняет продуктивный пласт, ухудшая добычу, и с неспособностью сохранять эффективность (высокая вязкость) в течение продолжительных периодов времени (от 5 до 24 часов) в плотных пластах с большим временем смыкания разрывов.
Способ обеспечения проницаемости в разрывах описан в US 7044224. Способ включает закачивание в подземный пласт проницаемой цементной композиции, содержащей поддающийся разложению (деградируемый) материал. Разложение деградируемого материала приводит к образованию пустот в образующейся матрице проппанта. Проблема способа заключается в том, что разложение деградируемого материала трудно регулировать. Если деградируемый материал не размешан равномерно в цементной композиции, - проницаемость может быть ограниченной. Кроме того, если разложение происходит слишком быстро, цементная композиция заполняет пустоты до формирования матрицы, что приводит к снижению проницаемости. Если разложение происходит слишком медленно, - недостаточна сообщаемость между пустотами, что также приводит к снижению проницаемости. Чтобы разложение происходило в надлежащее время, необходимо тщательно регулировать различные условия (например, pH, температуру, давление и т.д.), что увеличивает сложность и, таким образом, время и стоимость способа. Другая проблема способа заключается в том, что деградируемый материал может быть дорогостоящим и трудно транспортируемым. Еще одна проблема данного способа заключается в том, что, даже если используется большое количество деградируемого материала, проницаемость улучшается лишь незначительно. Кроме того, увеличение количества деградируемого материала может оказывать отрицательное воздействие на текучесть.
Раскрытие изобретения
Способ обработки подземного пласта может включать в себя приготовление суспензии цементного раствора, закачивание суспензии цементного раствора в подземный пласт, поддержание суспензии цементного раствора при более высоком давлении, чем давление смыкания разрыва пласта, одновременно позволяя суспензии цементного раствора схватываться с образованием отвердевшего цементного раствора, понижение давления ниже давления смыкания разрыва, и предоставления возможности образования трещин в отвердевшем цементном растворе. Суспензия цементного раствора может быть выполнена с возможностью схватывания с образованием отвердевшего цементного раствора с прочностью на сжатие ниже давления смыкания разрыва подземного пласта. Суспензия цементного раствора может содержать цементирующий материал и воду. Суспензия цементного раствора может закачиваться в подземный пласт при давлении, достаточном для создания разрыва в подземном пласте. Давление может поддерживаться, пока суспензии цементного раствора дают возможность схватиться и образовать отвердевший цементный раствор в разрыве. Давление может затем быть уменьшено ниже давления смыкания разрыва, и отвердевший цементный раствор сможет дать трещины, образуя растрескавшийся отвердевший цементный раствор.
Другой способ обработки подземного пласта может включать в себя приготовление суспензии цементного раствора, закачивание суспензии цементного раствора в подземный пласт при давлении, достаточном для создания разрыва в подземном пласте, и предоставление возможности суспензии цементного раствора схватиться, образуя проницаемый отвердевший цементный раствор в разрыве. Суспензия цементного раствора может быть выполнена с возможностью схватывания с образованием проницаемого отвердевшего цементного раствора с проводимостью более 10 мД⋅фт. Суспензия цементного раствора может содержать цементирующий материал, заполнитель и воду.
Осуществление изобретения
Как правило, суспензия цементного раствора может схватываться с образованием прочного, проводящего, камнеподобного отвердевшего цементного раствора после создания разрыва в материнской породе. Суспензия цементного раствора может одновременно создавать и заполнять разрывы, что позволяет выходить содержащимся в них углеводородам. По мере того, как суспензия цементного раствора затвердевает в отвердевший цементный раствор, разрывы могут оставаться открытыми, что позволяет углеводородам поступать в бурильную трубу, при условии, что отвердевший цементный раствор является проницаемым. Такая суспензия цементного раствора может уменьшать или исключать необходимость в проппантах, которые могут быть дорогостоящими и иногда не способны поддерживать исходную проводимость. Кроме того, повышенная проводимость за счет использования суспензии цементного раствора в качестве агента разрыва, без больших количеств растворимых материалов, гелеобразователей, вспенивателей и тому подобного, может обеспечивать более безопасный, более дешевый и более эффективный способ обработки по сравнению с традиционными способами.
Обработка с использованием описанных здесь способов может включать в себя стимуляцию, стабилизацию пласта и/или консолидацию. Стимуляция с использованием описанных ниже способов может включать в себя использование суспензии цементного раствора вместо традиционных текучих сред, таких как «скользкая вода», композиции линейного или сшитого геля, несущие твердый проппантный материал. Суспензия цементного раствора может создавать разрывы в целевой зоне пласта перед затвердеванием в проницаемый отвердевший цементный раствор и может становиться проводящей, давая возможность пластовым текучим средам поступать в ствол скважины. Таким образом, суспензия цементного раствора могут выступать в качестве текучей среды разрыва и проппантного материала. Суспензия цементного раствора может стать проводящей после гидратирования, в результате чего разрыв созданной геометрии может обладать проводимостью без необходимости в самостоятельном проппанте. Кроме того, площадь покрытия разрывами может быть увеличена, приводя к повышению длины разрывов в результате большей площади контакта и соответствующему увеличению расстояния между скважинами. В ряде случаев расстояние между скважинами может быть увеличено в два раза, что снижает количество скважин на 50%. Кроме того, затраты на стимуляцию могут быть значительно снижены. В дополнение к этому, потребление воды может быть уменьшено, поскольку суспензия цементного раствора может требовать на 70-75% воды меньше, чем при традиционных операциях гидроразрыва с использованием «скользкой воды».
Суспензия цементного раствора может достигать и поддерживать высокую расчетную проводимость разрыва с помощью (1) регулирования образования трещин в отвердевшем цементном растворе, образованном из суспензии цементного раствора, по мере того как отвердевший цементный раствор подвергается давлению смыкания пласта; (2) регулирования проводимости суспензии цементного раствора, по мере того как она схватывается с образованием проницаемого отвердевшего цементного раствора; или (3) и того и другого. С помощью регулирования образования трещин в отвердевшем цементном растворе может быть создана проводящая среда за счет трещин благодаря минимальному напряжению in situ, действующему на отвердевший цементный раствор. Такие трещины могут создавать свободный путь для потока текучей среды, тем самым делая растрескавшийся отвердевший цементный раствор проводящей средой, даже если отвердевший цементный раствор был менее проводящим или даже относительно непроводящим до образования трещин. Проводимость суспензии цементного раствора можно регулировать во время схватывания для образования проницаемого отвердевшего цементного раствора, обеспечивая отношение песка к цементирующему материалу в суспензии цементного раствора выше единицы. Проводимость может быть создана за счет агломерации песчаных зерен, сцементированных во время гидратации, с помощью выбора состава, который создает поры в отвердевшем цементном растворе. Агломерация может произойти в результате предварительного покрытия песчаных зерен, или в результате смешивания суспензии цементного раствора. Наконец, в отвердевшем цементном растворе, имеющем определенную проводимость, регулирование образования трещин проницаемого отвердевшего цементного раствора может создать возможность для дополнительного повышения проводимости. Таким образом, проводимость может быть обеспечена посредством проницаемого отвердевшего цементного раствора, который не разбит трещинами, посредством по существу непроницаемого отвердевшего цементного раствора, который разбит трещинами, или посредством проницаемого отвердевшего цементного раствора, который разбит трещинами.
В одном варианте осуществления способ обработки подземного пласта включает использование суспензии цементного раствора, выполненной с возможностью образования твердого цементного раствора, который может давать трещины под действием давления смыкания разрыва. Иными словами, суспензия цементного раствора может иметь компоненты в различных соотношениях, таким образом, чтобы образующийся после схватывания отвердевший цементный раствор имел прочность на сжатие, которая меньше, чем давление смыкания разрыва после снятия внешнего давления. Таким образом, когда внешнее давление устраняется после схватывания суспензии цементного раствора и образования отвердевшего цементного раствора, давление смыкания разрыва будет сжимать отвердевший цементный раствор. Поскольку прочность на сжатие отвердевшего цементного раствора меньше, чем давление смыкания разрыва, такое сжатие приведет к определенной степени растрескивания отвердевшего цементного раствора, вызывая повышение проницаемости отвердевшего цементного раствора.
Проницаемость отвердевшего цементного раствора, образующуюся благодаря пустотам в матрице отвердевшего цементного раствора, называют первичной проницаемостью. Когда отвердевший цементный раствор растрескивается, например, благодаря приложению пластового напряжения, которое превышает прочность на сжатие отвердевшего цементного раствора, образуется вторичная проницаемость. Образование вторичной проницаемости будет повышать общую проницаемость отвердевшего цементного раствора. Вторичная проницаемость также может быть создана с помощью включения в суспензию цементного раствора компонентов, которые после отверждения цементного раствора сжимаются или расширяются. Компоненты, которые сжимаются, создают дополнительные пустоты и также ослабляют матрицу, приводя к дополнительному образованию трещин, когда приложено пластовое напряжение. Компоненты, которые расширяются после отверждения цементного раствора, приведут к изменению размеров отвержденного цементного раствора в разрыве и вызовут появление трещин, создавая вторичную проницаемость.
Настоящее изобретение может основываться на первичной проницаемости в отвердевшем цементном растворе, или может использовать один из описанных здесь способов для дополнительного создания вторичной проницаемости, или может использовать относительно непроницаемый отвердевший цементный раствор и основываться на вторичной проницаемости, созданной при или после отверждения суспензии цементного раствора в разрыве.
Описанные здесь способы обработки могут использоваться для разрыва, повторного разрыва, или любой другой обработки, в которой желательна проводимость разрыва или ствола скважины. Суспензия цементного раствора (жидкая фаза и твердая фаза или и та и другая, или частично и та и другая) может быть получена (например, «на лету» в процессе закачки или с помощью процесса предварительного смешивания) и может помещаться в подземный пласт при давлении, достаточном для создания разрыва в подземном пласте. Оборудование и способ для смешивания компонентов суспензии цементного раствора (например, заполнителя, цементирующего материала и воды) может быть периодическим, полупериодическим или непрерывным и может включать в себя цементные насосы, насосы для гидроразрыва, смесители свободного падения, струйные смесители, используемые в буровых установках, предварительное смешивание сухих материалов (порционное смешивание), или другое оборудование или способы. В некоторых вариантах осуществления помещение суспензии цементного раствора в подземный пласт осуществляется с помощью закачивания суспензии цементного раствора насосами при давлении до 30000 фунт/кв. дюйм. Закачивание может осуществляться непрерывно или отдельными порциями. Могут быть желательны скорости закачивания до примерно 12 м3/мин при использовании труб диаметром примерно до 125 мм и через перфорации примерно до 1202,7 мм. После того, как в подземном пласте был создан по меньшей мере один разрыв, давление предпочтительно будет поддерживаться более высоким, чем давление смыкания разрыва, давая возможность суспензии цементного раствора схватиться и образовать камнеподобный отвердевший цементный раствор. Давление смыкания разрыва может быть определено в результате специального испытания, такого как микро-ГРП, мини-ГРП, испытания фильтрационных свойств пласта или по данным акустического или плотностного каротажа.
Пока давление не упало ниже давления смыкания разрыва, в промежутке времени между образованием разрыва и схватыванием суспензии цементного раствора, суспензия цементного раствора будет заполнять разрыв и формировать в нем отвердевший цементный раствор. После того, как суспензия цементного раствора схватилась с образованием отвердевшего цементного раствора, давление может быть уменьшено ниже давления смыкания разрыва, и отвердевший цементный раствор в разрыве сможет дать трещины, образуя растрескавшийся отвердевший цементный раствор. Чтобы обеспечить растрескивание отвердевшего цементного раствора, суспензия цементного раствора может быть выполнена с возможностью схватывания с образованием отвердевшего цементного раствора с прочностью на сжатие около или ниже давления смыкания разрыва подземного пласта. Дополнительные расчетные прочности на сжатие отвердевшего цементного раствора могут быть целесообразны в зависимости от типов и количеств различных материалов, используемых в суспензии цементного раствора. Прочность на сжатие может быть больше, чем «давление смыкания разрыва - 0,5 * пластового давления». Это обычно называют эффективным напряжением проппанта или эффективным всесторонним напряжением. В одном варианте осуществления трещины будут образовываться под действием давления смыкания, но не будут разрушаться, поскольку прочность отвердевшего цементного раствора предпочтительно выше, чем эффективное всестороннее напряжение. Иными словами, прочность на сжатие отвердевшего цементного раствора может принимать любое значение между давлением смыкания и эффективным всесторонним напряжением, так что отвердевший цементный раствор даст трещины, но не разрушится под действием давления смыкания. Например, если давление смыкания разрыва в конкретном пласте составляет 8000 фунт/кв. дюйм, и пластовое давление составляет 6500 фунт/кв. дюйм, эффективное всестороннее напряжение составляет 8000-0,5*6500=4750 фунт/кв. дюйм, - желательный проницаемый отвердевший цементный раствор может иметь прочность на сжатие ниже 8000 фунт/кв. дюйм и выше 4750 фунт/кв. дюйм. Пласты могут проявлять гораздо более высокие сосредоточенные или линейные нагрузки, чем ожидается на основе оценок прочности на сжатие, и эти нагрузки также могут вызвать желаемое образование трещин. Специалисту будет понятно, что точная прочность на сжатие отвердевшего цементного раствора может быть выбрана исходя из ряда факторов, в том числе желаемой степени трещиноватости или проницаемости, стоимости материалов, текучести, процедуры дросселирования скважины и тому подобного.
В некоторых вариантах осуществления суспензия цементного раствора может быть выполнена таким образом, чтобы создавать проницаемый отвердевший цементный раствор с прочностью на сжатие выше ожидаемого давления смыкания разрыва. В таких вариантах осуществления выбор материалов может гарантировать достаточную проводимость проницаемого отвердевшего цементного раствора без необходимости растрескивания отвердевшего цементного раствора для обеспечения проводимости.
Вне зависимости от того, предусматривает ли суспензия цементного раствора образование трещин в отвердевшем цементном растворе или нет, суспензия цементного раствора может быть выполнена с возможностью обеспечения того, что отвердевший цементный раствор сохраняет по меньшей мере некоторую целостность в разрыве. Таким образом, различные составы суспензии цементного раствора дают в результате отвердевший цементный раствор, который имеет максимальную прочность на сжатие, минимальную прочность на сжатие, или и то и другое. Частная форма суспензии цементного раствора обеспечивает отвердевший цементный раствор, который дает трещины, поскольку максимальная прочность на сжатие является достаточно низкой, но сохраняет структурную целостность, так как минимальная прочность на сжатие является достаточно высокой. Иными словами, отвердевший цементный раствор может давать трещины, оставаясь при этом на месте и выступая в качестве проппанта. Степень, до которой отвердевший цементный раствор может растрескиваться может быть выбрана исходя из максимальной проводимости, таким образом, чтобы имелось достаточное количество трещин для обеспечения потока через них, но не настолько много трещин, чтобы отвердевший цементный раствор распадался на мелкие кусочки и блокировал или иным образом становился препятствием для скважинных операций.
Для сохранения необходимой целостности в разрыве отвердевший цементный раствор может иметь прочность на сжатие выше эффективного всестороннего напряжения пласта или выше давления смыкания разрыва, если растрескивание отвердевшего цементного раствора нежелательно (например, если отвердевший цементный раствор является проницаемым отвердевшим цементным раствором, имеющим достаточную проницаемость без образования трещин). Кроме того, отвердевший цементный раствор может обладать достаточной прочностью, чтобы выдерживать периодические изменения давления из-за временных остановок скважины на профилактический ремонт или других эксплуатационных причин. В некоторых вариантах осуществления отвердевший цементный раствор может иметь прочность на сжатие около 20 МПа, когда предполагаемое давление смыкания разрыва составляет примерно 40 МПа, так что давление смыкания разрыва вызовет растрескивание отвердевшего цементного раствора без разрушения.
После образования проницаемого отвердевшего цементного раствора в стволе скважины в результате использования проницаемого отвердевшего цементного раствора, в результате растрескивания отвердевшего цементного раствора или в результате и того и другого, углеводороды могут быть добыты из пласта с проницаемым отвердевшим цементным раствором, служащим для сохранения целостности разрыва в пласте, одновременно позволяя углеводородам и другим пластовым текучим средам поступать в ствол скважины. Добываемые углеводороды могут проходить через проницаемый отвердевший цементный раствор и/или созданные трещины, в то время как прохождение пластового песка через проницаемый отвердевший цементный раствор может быть, по существу, предотвращено.
Суспензия цементного раствора содержит цементирующий материал и воду. Вода может присутствовать в количестве, достаточном для образования суспензии цементного раствора с консистенцией, которая может перекачиваться насосом. В частности, массовое отношение между водой и цементирующим материалом может составлять от 0,2 до 0,8 в зависимости от ряда желаемых характеристик суспензии цементного раствора. Например, может использоваться большее количество воды, когда желательна меньшая вязкость, и может использоваться большее количество цементирующего материала или меньшее количество воды, если желательна прочность. Кроме того, отношение воды к цементирующему материалу может меняться в зависимости от того, используются ли другие материалы в суспензии цементного раствора. Конкретные материалы, используемые в суспензии цементного раствора, могут быть выбраны на основе текучести и гомогенности.
Может быть подходящим целый ряд цементирующих материалов, включающих гидравлические цементы, образованные из кальция, алюминия, кремния, кислорода, железа и/или алюминия, которые схватываются и отверждаются при взаимодействии с водой. Гидравлические цементы включают, но без ограничения, портландцементы, пуццолановые цементы, гипсоцементы, цементы с высоким содержанием оксида алюминия, кремнеземистые цементы, высокощелочные цементы, микроцемент, шлаковый цемент и цемент с добавкой зольной пыли. Некоторые цементы классифицируются как цементы классов А, В, С, G и Н согласно Американскому нефтяному институту, API Specification for Materials and Testing for Well Cements, API Specification 10, Fifth Ed., July 1, 1990. Другие типы цемента и композиции, которые могут быть подходящими, изложены в Европейском стандарте EN 197-1, который включает 5 основных типов. Из них тип II делится на семь подтипов в зависимости от типа вторичного материала. Американский стандарт ASTM С150 охватывает различные типы портландцемента, и ASTM С595 охватывает смешанные гидравлические цементы. Цементирующий материал может составлять от примерно 20% до примерно 90% от массы суспензии цементного раствора.
Вода в суспензии цементного раствора может быть пресной водой, соленой водой (например, водой, содержащей одну или несколько растворенных в ней солей), рассолом (например, насыщенной солью водой), слабоминерализованной водой, отработанной водой, попутно добываемой водой, оборотной или сточной водой, озерной водой, речной, прудовой, минеральной, родниковой, болотной или морской водой. Как правило, вода может быть из любого источника, при условии, что она не содержит избытка соединений, которые могут неблагоприятно воздействовать на другие компоненты в суспензии цементного раствора. Вода может обрабатываться для обеспечения надлежащего состава для использования в суспензии цементного раствора.
В некоторых вариантах осуществления суспензия цементного раствора может быть выполнена с возможностью создавать проницаемый отвердевший цементный раствор с минимальным уровнем проводимости. Например, суспензия цементного раствора может быть выполнена с возможностью схватывания с образованием проницаемого отвердевшего цементного раствора с проводимостью от примерно 10 мД⋅фт до примерно 9000 мД⋅фт, от примерно 250 мД⋅фт до примерно 1000 мД⋅фт, свыше 100 мД⋅фт, или свыше 1500 мД⋅фт с помощью заполнителей с прерывистым гранулометрическим составом (с пропуском некоторых фракций), образования трещин, или и того и другого.
Суспензия цементного раствора может обеспечивать отвердевший цементный раствор с минимальным уровнем проводимости, не прибегая к определенным материалам, которые могут быть дорогостоящими, вредными для окружающей среды, труднотранспортируемыми или нежелательными по другим причинам. Иными словами, суспензия цементного раствора может по существу исключать некоторые материалы. Например, в некоторых случаях гелеобразователи, разжижители, пенообразователи, поверхностно-активные вещества, дополнительные загустители и/или деградируемые материалы могут быть полностью исключены из суспензии цементного раствора, или включены только в минимальных количествах. Таким образом, суспензия цементного раствора может содержать менее 5% гелеобразователей, менее 5% пенообразователей, менее 5% поверхностно-активных веществ и/или менее 5% деградируемых материалов в расчете на массу цементирующего материала в суспензии цементного раствора. Например, суспензия цементного раствора может содержать менее 4%, менее 3%, менее 2%, менее 1%, менее 0,5%, менее 0,1%, или следовые количества любого из этих материалов в расчете на массу цементирующего материала в суспензии цементного раствора.
Суспензия цементного раствора может кроме того содержать заполнитель. Некоторые примеры заполнителей включают в себя стандартный песок, речной песок, щебень (например, базальта, лавы/вулканической породы и т.д.), минеральные наполнители и/или вторичные или утилизируемые материалы, такие как частицы известняка в результате деминерализации воды и зольная пыль. Другие примеры включают полидисперсный, новый, рециркулируемый или утилизируемый поток твердых частиц, керамику, дробленый бетон, отработанный катализатор (например, выщелоченные тяжелые металлы) и частицы стекла. Также могут быть предусмотрены облегчающие вес добавки, такие как бентонит, пуццолан или диатомовая земля. Заполнители могут иметь размер зерна от 0 до 2 мм, от 0 до 1 мм, возможно от 0,1 до 0,8 мм. Отношение песок/цементирующий материал может влиять на механические свойства отвердевшего цементного раствора, такие как прочность на сжатие и изгиб, а также на способность поддаваться обработке, пористость и проницаемость суспензии цементного раствора. Отношение песка к цементирующему материалу может составлять от 1 до 8, от 1 до 6 или от 2 до 4. В некоторых вариантах осуществления могут использоваться заполнители с прерывистым гранулометрическим составом (с пропуском некоторых фракций). Таким образом, конкретные соотношения различных размеров зерен могут быть выбраны на основе уникальных характеристик каждого материала, в результате чего преднамеренно создаются пустоты в суспензии цементного раствора по мере ее закачивания в ствол скважины и схватывания с образованием отвердевшего цементного раствора. Таким образом, заполнители с прерывистым гранулометрическим составом (с пропуском некоторых фракций) могут обеспечить содержание пустот в цементном растворе около 20%, или до, или после того, как отвердевший цементный раствор даст трещины с образованием проницаемого отвердевшего цементного раствора. Смешивание частиц угловатой формы может приводить к созданию лучших заполняющих смесей. Например, природный материал, такой как песок с низкой или высокой угловатостью, может использоваться или отдельно взятым или в сочетании с другими материалами, имеющими сходную или отличающуюся угловатость. Когда расчетное содержание пустот достаточно высоко, отвердевший цементный раствор может быть создан с возможностью иметь прочность на сжатие, превышающую давление смыкания разрыва. Таким образом, с помощью заполнителей с прерывистым гранулометрическим составом (с пропуском некоторых фракций) может быть получена более высокая степень целостности отвердевшего цементного раствора, одновременно дающая возможность достаточной проводимости. Однако, если желательна дополнительная проводимость, заполнитель с прерывистым гранулометрическим составом (с пропуском некоторых фракций) может использоваться в сочетании с отвердевшим цементным раствором, выполненным с возможностью растрескивания под действием давления смыкания разрыва, создавая еще более высокую проводимость. Зерна песка в некоторых вариантах осуществления могут покрываться смесью на цементной основе с помощью предварительной гидратации для исключения усадки и сохранения суспензии цементного раствора в виде однофазной жидкости; кроме того, можно дополнительно добавить загуститель или другую традиционную твердую суспендирующую добавку, а также различные улучшающие примеси к суспензии цементного раствора.
Суспензия цементного раствора может содержать связующие, в числе прочего такие как портландцемент, из которого СЕМ I 52,5 R является очень быстро отверждающимся примером, или другие, такие как Microcem, специальный цемент с очень мелким гранулометрическим составом (<10 мкм). Последний имеет очень мелкие частицы цемента и, следовательно, очень высокую удельную поверхность (т.е., коэффициент измельчения по Блейну), в связи с этим можно получить очень высокую прочность за короткое время. Другие цементирующие материалы, такие как клинкер, зольная пыль, шлак, микрокремнезем, известняк, обожженный сланец, пуццолан и минеральные связующие могут использоваться для связывания.
Суспензия цементного раствора может содержать примеси пластификаторов или суперпластификаторов и замедлителей. Суперпластификаторы могут включать, но без ограничения перечисленным, простые поликарбоксилатные эфиры, из которых коммерческим примером является BASF Glenium АСЕ 352 (активный компонент=20% масс), и/или продукты конденсации сульфированного нафталина с формальдегидом, коммерческим примером которых является Cugla PIB HR (активный компонент=35% масс). Замедлители могут включать, но без ограничения, стандартные замедлители для практических применений цемента, известные в области техники, коммерческие примеры которых включают CUGLA PIB MMV (активный компонент=25% масс.) и/или BASF Pozzolith 130R (активный компонент=20% масс).
По усмотрению, в суспензию цементного раствора может включаться дисперсант в количестве, эффективном для облегчения диспергирования цементирующих и других материалов в суспензии цементного раствора. Например, дисперсант может присутствовать в количестве от примерно 0,1% до примерно 5% по массе суспензии цементного раствора. Примеры дисперсантов включают нафталинсульфонат-формальдегидные конденсаты, ацетон-формальдегид-сульфитные конденсаты, и глюконо-дельта-лактон.
Добавка для снижения водоотдачи может быть включена в суспензию цементного раствора для предотвращения потери текучей среды из суспензии цементного раствора во время помещения. Примеры жидких или растворимых добавок для снижения водоотдачи включают модифицированные синтетические полимеры и сополимеры, натуральную камедь и их производные и производные целлюлозы и крахмалов. Добавка для снижения водоотдачи, если она используется, обычно может быть включена в смоляную композицию в количестве, достаточном для замедления потери жидкости из суспензии цементного раствора. Например, добавка для снижения водоотдачи может составлять от примерно 0% до примерно 25% по массе суспензии цементного раствора.
Другие добавки, такие как ускорители (например, хлорид кальция, хлорид натрия, триэтаноламиновый хлорид кальция, хлорид калия, нитрит кальция, нитрат кальция, формиат кальция, формиат натрия, нитрат натрия, триэтаноламин, X-seed (BASF), нано-СаСО3, и другие галогениды, формиаты, нитраты, карбонаты щелочных и щелочноземельных металлов, примеси для цемента, указанные в ASTM С494 или другие вещества), замедлители (например, тартрат натрия, цитрат натрия, глюконат натрия, итаконат натрия, винная кислота, лимонная кислота, глюконовая кислота, лигносульфонаты и синтетические полимеры и сополимеры, тиксотропные добавки, растворимые соли цинка или свинца, растворимые бораты, растворимые фосфаты, лигносульфонат кальция, производные углеводов, примеси на основе сахара (такие как лигнин), примеси для цемента, указанные в ASTM С494, или другие), суспендирующие агенты, поверхностно-активные вещества, гидрофобные или гидрофильные покрытия, буферы pH, или тому подобное, также могут присутствовать в суспензии цементного раствора. Дополнительные добавки могут включать волокна для усиления или ослабления прочности, полимерные или натуральные, такие как волокна целлюлозы. Также могут включаться добавки для образования трещин. Некоторые добавки для образования трещин могут включать расширяющиеся материалы (например, гипс, сульфоалюминат кальция, негашеную известь (СаО), алюминиевые частицы (например, металлический алюминий), реакционноспособный кремнезем (например, крупнозернистый, за длительный промежуток времени) и т.д.), сжимающиеся материалы, загрязнители цемента (например, нефть, дизельное топливо), «слабые места» (например, непрочные заполнители, вулканические заполнители и т.д.), несвязывающие заполнители (например, пластмассы, проппант со смоляным покрытием, биоразлагаемые материалы).
В некоторых вариантах осуществления, например, при стимуляции консолидированного или полуконсолидированного пласта, традиционный проппантный материал может добавляться в суспензию цементного раствора. Используемые в настоящем документе термины «консолидированный» и «полуконсолидированный» относятся к пластам, которые имеют некоторую степень относительной структурной устойчивости в отличие от «неконсолидированного» пласта, который имеет относительно низкую структурную устойчивость. В процессе гидроразрыва такие пласты могут проявлять очень высокие напряжения смыкания разрыва. Проппантный материал может способствовать сохранению расклиненных разрывов открытыми. Проппантный материал, в случае использования, может быть достаточного размера, чтобы способствовать удержанию разрывов открытыми без негативного влияния на проводимость отвердевшего цементного раствора. Общий диапазон размеров может составлять от примерно 10 до примерно 80 меш по стандарту США. Проппант может иметь размер в диапазоне от примерно 12 до примерно 60 меш США. Как правило, данная величина может быть существенно меньше, чем величина проппантного материала, включаемого в способе с традиционной текучей средой гидроразрыва.
Суспензия цементного раствора может дополнительно содержать стеклянные или другие волокна, которые могут связывать или иным образом удерживать отвердевший цементный раствор вместе, когда он дает трещины, известняк, или другой материал наполнителя для улучшения прочности сцепления (уменьшения сегрегации) суспензии цементного раствора, или любую из множества добавок или материалов, используемых в скважинных операциях с использованием цементирующего материала.
Суспензия цементного раствора может схватываться с образованием проницаемого отвердевшего цементного раствора в разрыве в подземном пласте, чтобы, среди прочего, сохранять целостность разрыва и предотвращать извлечение твердых частиц вместе со скважинными текучими средами. Суспензия цементного раствора может быть получена на поверхности (или «на лету» в процессе закачки или с помощью процесса предварительного смешивания), и затем закачивается в подземный пласт и/или в разрывы или трещины в нем через ствол скважины под давлением, достаточным для осуществления необходимой функции. После завершения гидроразрыва или другого способа помещения суспензии цементного раствора, суспензии цементного раствора дают возможность схватиться в разрыве (разрывах) пласта. Может потребоваться давление достаточной величины для сохранения суспензии цементного раствора в течение периода схватывания, чтобы, среди прочего, предотвратить вытекание суспензии цементного раствора из разрывов пласта. После схватывания проницаемый отвердевший цементный раствор может быть достаточно проводящим, чтобы позволить перемещение через него нефти, газа и/или других пластовых текучих сред, не допуская перемещения значительных количеств нежелательных твердых частиц в ствол скважины. Кроме того, проницаемый отвердевший цементный раствор может иметь достаточную прочность на сжатие для сохранения целостности разрыва (разрывов) в пласте.
Отвердевший цементный раствор может иметь достаточную прочность, чтобы, по существу, выступать в качестве расклинивающего агента, например, для частичного или полного сохранения целостности разрыва (разрывов) в пласте для повышения проводимости пласта. Важно отметить, что выступая в качестве расклинивающего агента, отвердевший цементный раствор также может обеспечивать каналы притока в пласте, облегчающие поступление требуемых пластовых текучих сред в ствол скважины. Растрескавшийся отвердевший цементный раствор, хотя и не имеющий достаточной прочности, чтобы избежать растрескивания под действием давления смыкания разрыва, может при этом обладать достаточной прочностью, чтобы выступать в качестве расклинивающего агента. В некоторых вариантах осуществления проницаемый отвердевший цементный раствор (т.е. проницаемый отвердевший цементный раствор, растрескавшийся отвердевший цементный раствор или растрескавшийся проницаемый отвердевший цементный раствор) может иметь проницаемость в диапазоне от примерно 0,1 Дарси до примерно 430 Дарси; в других вариантах осуществления, проницаемый отвердевший цементный раствор может иметь проницаемость в диапазоне от примерно 0,1 Дарси до примерно 50 Дарси; в еще одних вариантах осуществления проницаемый отвердевший цементный раствор может иметь проницаемость свыше примерно 10 Дарси, или свыше примерно 1 Дарси.
Если специально не требуется растрескивание отвердевшего цементного раствора, описанные выше способы могут опционально исключать стадии поддержания более высокого давления, чем давление смыкания разрыва, при этом позволяя суспензии цементного раствора схватываться, и позволяя отвердевшему цементному раствору в разрыве растрескиваться и образовывать растрескавшийся отвердевший цементный раствор. Если такие стадии не исключаются или исключаются только частично, отвердевший цементный раствор все же может давать трещины и образовывать растрескавшийся отвердевший цементный раствор, что приведет к повышенной проводимости. Однако, если образование трещин является желательным, такие стадии могут обеспечивать регулируемое образование трещин.
Шлаки суспензии цементного раствора и нагруженный проппантом гель могут увеличить связанность между местами растрескавшегося отвердевшего цементного раствора в разрывах с помощью проппанта и гелевых участков в качестве соединителей. Участки растрескавшегося отвердевшего цементного раствора могут создавать поддержку для вертикального размещения материала высокой проводимости в разрыве. Обработка может завершаться в конце с использованием проппанта и текучей среды для лучшей проводимости призабойной зоны. Низкая и высокая повторяемость и соотношение растрескавшегося отвердевшего цементного раствора и геля может зависеть от способности оборудования циклически переключаться между двумя системами.
Чтобы обеспечить эффективное нагнетание и другую обработку суспензии цементного раствора, суспензия цементного раствора может быть выполнена с возможностью растекаться в соответствии с конкретными ограничениями места производства работ. Таким образом, с учетом таких переменных, как температура, глубина ствола скважины и другие характеристики пласта, радиус растекаемости можно регулировать. Вязкость суспензии цементного раствора, измеренная известным специалисту стандартным вискозиметрическим оборудованием, таким как Fann-35 (производства Fann Instrument Company, Хьюстон, Техас), может составлять менее 5000 сП, или менее 3000 сП, потенциально менее 1000 сП. Аналогичным образом, суспензия цементного раствора может быть выполнена с возможностью схватывания в соответствии с конкретными ограничениями места производства работ. Таким образом, с учетом таких переменных, как температура, глубина ствола скважины и другие характеристики пласта, время схватывания можно регулировать. В некоторых вариантах осуществления время схватывания суспензии цементного раствора может составлять по меньшей мере 60 мин после выключения насоса. В других вариантах осуществления время схватывания суспензии цементного раствора может составлять от 2 ч до 6 ч после выключения насоса, примерно 3 ч после выключения насоса, или представлять другое время схватывания, позволяющее осуществить размещение суспензии цементного раствора без нежелательной задержки после размещения и перед схватыванием. Когда выбрано время схватывания, способ обработки подземного пласта может включать в себя предоставление суспензии цементного раствора возможности схватиться с помощью выжидания заданного времени схватывания. Например, когда время схватывания суспензии цементного раствора составляет 60 мин, способ может включать в себя выжидание по меньшей мере 60 мин после остановки закачивания. Специалисту будет понятно, что некоторые технологии с использованием замедлителя могут влиять на развитие прочности суспензии цементного раствора, что может быть принято во внимание и скомпенсировано.
После схватывания суспензии цементного раствора, отвердевший цементный раствор (например, проницаемый отвердевший цементный раствор) может иметь проводимость свыше 100 мД⋅фт, и суспензия цементного раствора может быть выполнена с возможностью создания такой проводимости в отвердевшем цементном растворе. До образования трещин проницаемый отвердевший цементный раствор может иметь первую проводимость. Такая проводимость может быть результатом непрерывной открытой пористой структуры и/или трещин, образованных в проницаемом отвердевшем цементном растворе. После растрескивания проницаемого отвердевшего цементного раствора растрескавшийся проницаемый отвердевший цементный раствор может иметь более высокую проводимость из-за пустого пространства, созданного трещинами. Например, растрескивание может создавать трещины, имеющие ширину около 0,5 мм. Таким образом, вторая проводимость проницаемого отвердевшего цементного раствора может быть больше, чем первая проводимость проницаемого отвердевшего цементного раствора перед растрескиванием. Например, первая проводимость может составлять по меньшей мере 100 мД⋅фт, и вторая проводимость может составлять по меньшей мере 250 мД⋅фт. Вторая проводимость может быть на порядок или на несколько процентов больше, чем первая проводимость. Например, вторая проводимость может быть по меньшей мере на 25 мД⋅фт, 50 мД⋅фт, 100 мД⋅фт, 250 мД⋅фт, 500 мД⋅фт, или 1000 мД⋅фт больше первой проводимости. Эти значения могут применяться к всестороннему напряжению вплоть до примерно 15000 фунт/кв. дюйм, при этом различные значения применимы к различному эффективному давлению.
После схватывания суспензии цементного раствора отвердевший цементный раствор может обладать солестойкостью к рассолам свыше 3%, и суспензия цементного раствора может быть выполнена с возможностью обеспечения такой солестойкости в отвердевшем цементном растворе. Например, солестойкость может отмечаться к рассолам от примерно 1% до примерно 25%. Специалисту может быть понятно, что при высокой минерализации или щелочности, некоторые заполнители могут проявлять нежелательную реакционную способность щелочей и кремнезема и, следовательно, такие материалы не являются здесь предпочтительными.
Суспензия цементного раствора может иметь температуру схватывания от примерно 50°С до примерно 330°С, может иметь температуру схватывания ниже 150°С или выше 150°С.
В одном варианте осуществления суспензия цементного раствора может быть образован из 27,7% масс, портландцемента, 13,9% масс, грунтовой воды, 55,4% масс. 0-1 мм песка, 1,7% масс, замедлителя и 1,3% масс, суперпластификатора.
В одном конкретном варианте осуществления суспензия цементного раствора и отвердевший цементный раствор могут обладать частично или полностью следующими характеристиками:
Примеры
В одном испытании в условиях окружающей среды (т.е. при 20°С), смесь, содержащая приведенные ниже компоненты с водоцементным отношением 0,35, приводила к образованию отвердевшего цементного раствора, имеющего следующие свойства.
В другом испытании смесь, содержащая приведенные ниже материалы, с водоцементным отношением 0,35, приводила к образованию отвердевшего цементного раствора, имеющего следующие свойства.
В еще одном испытании, смесь, содержащая приведенные ниже материалы, приводила к образованию отвердевшего цементного раствора, соответствовавшего требованиям прочности по меньшей мере 42 МПа при 20°С, 50°С и 80°С, и через 24 ч при 80°С имевшего прочность на сжатие свыше 80 МПа.
В испытании двух образцов растрескавшегося отвердевшего цементного раствора проводимость измеряли при комнатной температуре с помощью способа перепада напора, с высотой столба воды примерно 0,4 м. Образцы показывали хорошую растекаемость и схватываемость, при этом прочность на сжатие через 16-24 ч составляла 25-30 МПа (при 80°С). Прочность на сжатие в данном диапазоне была достаточно низкой, чтобы привести к образованию трещин в условиях расчетного давления смыкания разрыва с проводимостью от 150 мД⋅фт до 2200 мД⋅фт, как указано ниже.
В другом испытании измеряли проводимость при комнатной температуре с помощью способа перепада напора, с высотой столба воды примерно 0,4 м. Образец показывал надлежащую проводимость при интерполяции до 80°С и использовании газа в качестве среды. Прочность на сжатие была ниже минимального заданного значения, указывая на возможность того, что растрескивание будет происходить, а значит и на увеличение проводимости, как указано ниже.
С учетом различных испытаний можно полагать, что по меньшей мере следующие диапазоны (% масс.) составов будут подходящими для получения суспензии цементного раствора с возможностью образования по существу непроницаемого отвердевшего цементного раствора:
С учетом различных испытаний можно полагать, что по меньшей мере следующие диапазоны составов будут подходящими для получения суспензии цементного раствора с возможностью образования проницаемого отвердевшего цементного раствора:
С учетом различных испытаний можно полагать, что по меньшей мере следующие диапазоны будут подходящими для получения суспензии цементного раствора, выполненной с предварительно гидратированным песком с предварительным покрытием:
Специалистам будет ясно, что различные модификации и варианты возможны применительно к описанным вариантам осуществления, конфигурациям, материалам и способам в пределах объема изобретения. Соответственно, объем формулы изобретения и ее функциональных эквивалентов не должны быть ограничены описанными и проиллюстрированными конкретными вариантами осуществления, так как они носят чисто иллюстративный характер, и элементы, описанные по отдельности, могут быть по усмотрению объединены.
Claims (30)
1. Способ обработки подземного пласта, включающий:
приготовление суспензии цементного раствора, выполненной с возможностью схватывания с образованием отвердевшего цементного раствора с прочностью на сжатие ниже давления смыкания разрыва подземного пласта, при этом указанная суспензия цементного раствора содержит цементирующий материал и воду, причем указанная суспензия цементного раствора содержит меньше чем 4 % деградируемого материала в расчете на массу цементирующего материала в суспензии цементного раствора;
закачивание указанной суспензии цементного раствора в подземный пласт при давлении, достаточном для создания разрыва в подземном пласте;
при сохранении более высокого давления, чем давление смыкания разрыва, предоставление возможности указанной суспензии цементного раствора схватиться, образуя отвердевший цементный раствор в разрыве;
понижение давления ниже давления смыкания разрыва;
предоставление возможности отвердевшему цементному раствору в разрыве растрескаться, образуя растрескавшийся отвердевший цементный раствор; и
добычу углеводородов из пласта через растрескавшийся отвердевший цементный раствор в разрыве.
2. Способ по п. 1, в котором суспензия цементного раствора дополнительно выполнена с возможностью иметь вязкость менее 5000 cП.
3. Способ по п. 1, в котором суспензия цементного раствора дополнительно выполнена с возможностью схватывания с образованием отвердевшего цементного раствора при времени схватывания свыше 60 мин после выключения насоса и в котором предоставление возможности суспензии цементного раствора схватиться включает выжидание по меньшей мере 60 мин после окончания закачивания.
4. Способ по п. 1, в котором суспензия цементного раствора дополнительно выполнена с возможностью схватывания с образованием проницаемого отвердевшего цементного раствора с прочностью на сжатие, превышающей эффективное всестороннее напряжение пласта.
5. Способ по п. 1, в котором суспензия цементного раствора дополнительно выполнена с возможностью схватывания с образованием проницаемого отвердевшего цементного раствора с проводимостью выше 4000 мД·фт.
6. Способ по п. 1, в котором перед предоставлением возможности отвердевшему цементному раствору в разрыве растрескаться, указанный отвердевший цементный раствор включает проницаемый отвердевший цементный раствор, имеющий первую проводимость, и в котором растрескавшийся отвердевший цементный раствор имеет вторую проводимость, превышающую первую проводимость.
7. Способ по п. 6, в котором вторая проводимость превышает 2000 мД·фт.
8. Способ по п. 6, в котором вторая проводимость по меньшей мере на 2000 мД·фт выше, чем первая проводимость.
9. Способ по п. 1, в котором суспензия цементного раствора дополнительно выполнена с возможностью схватывания и образования отвердевшего цементного раствора с солестойкостью к рассолам свыше 1%.
10. Способ по п. 1, в котором расчетное отношение воды к цементирующему материалу составляет от 0,2 до 0,8.
11. Способ обработки подземного пласта, включающий:
приготовление суспензии цементного раствора, выполненной с возможностью схватывания с образованием проницаемого отвердевшего цементного раствора с проводимостью свыше 10 мД·фт, причем указанная суспензия цементного раствора содержит цементирующий материал, заполнитель и воду, причем указанная суспензия цементного раствора содержит меньше чем 4 % деградируемого материала в расчете на массу цементирующего материала в суспензии цементного раствора;
закачивание указанной суспензии цементного раствора в подземный пласт при давлении, достаточном для создания разрыва в подземном пласте;
предоставление возможности суспензии цементного раствора схватиться, образуя проницаемый отвердевший цементный раствор в разрыве; и
добычу углеводородов из пласта через схватившийся отвердевший цементный раствор в разрыве.
12. Способ по п. 11, в котором суспензия цементного раствора дополнительно выполнена с возможностью иметь вязкость менее 5000 cП.
13. Способ по п. 11, в котором суспензия цементного раствора дополнительно выполнена с возможностью схватывания с образованием проницаемого отвердевшего цементного раствора при времени схватывания свыше 60 мин после выключения насоса и в котором предоставление возможности суспензии цементного раствора схватиться включает выжидание по меньшей мере 60 мин после окончания закачивания.
14. Способ по п. 11, в котором суспензия цементного раствора дополнительно выполнена с возможностью схватывания с образованием проницаемого отвердевшего цементного раствора с прочностью на сжатие, превышающей эффективное всестороннее напряжение пласта.
15. Способ по п. 14, в котором суспензия цементного раствора выполнена с возможностью схватывания с образованием проницаемого отвердевшего цементного раствора с прочностью на сжатие свыше 20 МПа.
16. Способ по п. 11, в котором суспензия цементного раствора дополнительно выполнена с возможностью схватывания и образования проницаемого отвердевшего цементного раствора с солестойкостью к рассолу свыше 1%.
17. Способ по п. 11, в котором расчетное отношение воды к цементирующему материалу составляет от 0,2 до 0,8.
18. Способ по п. 11, в котором суспензия цементного раствора дополнительно содержит песок.
19. Способ по п. 18, в котором расчетное отношение песка к цементирующему материалу составляет от 1 до 8.
20. Способ по п. 11, в котором суспензия цементного раствора дополнительно содержит замедлитель.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US201261662705P | 2012-06-21 | 2012-06-21 | |
| US61/662,705 | 2012-06-21 | ||
| PCT/US2013/046767 WO2013192399A2 (en) | 2012-06-21 | 2013-06-20 | Method of treating a subterranean formation with a mortar slurry designed to form a permeable mortar |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2015101732A RU2015101732A (ru) | 2016-08-10 |
| RU2656266C2 true RU2656266C2 (ru) | 2018-06-04 |
Family
ID=49769696
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2015101732A RU2656266C2 (ru) | 2012-06-21 | 2013-06-20 | Способ обработки подземного пласта суспензией цементного раствора с возможностью образования проницаемого отвердевшего цементного раствора |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US10316636B2 (ru) |
| CN (1) | CN104471188B (ru) |
| AU (1) | AU2013277122B2 (ru) |
| CA (1) | CA2876103A1 (ru) |
| DE (1) | DE112013003102T5 (ru) |
| GB (1) | GB2520189A (ru) |
| RU (1) | RU2656266C2 (ru) |
| WO (1) | WO2013192399A2 (ru) |
| ZA (1) | ZA201408617B (ru) |
Families Citing this family (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9739129B2 (en) | 2014-01-21 | 2017-08-22 | Montana Emergent Technologies, Inc. | Methods for increased hydrocarbon recovery through mineralization sealing of hydraulically fractured rock followed by refracturing |
| RU2692716C1 (ru) * | 2014-05-21 | 2019-06-26 | Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В. | Способ получения и применения подложки, покрытой цементом |
| WO2016089813A1 (en) * | 2014-12-01 | 2016-06-09 | Aramco Services Company | A fracturing fluid for subterranean formations |
| BR112017006751A2 (pt) * | 2014-12-10 | 2018-01-23 | Halliburton Energy Services Inc | método para tratar uma formação subterrânea e composição curável para tratamento de uma formação subterrânea |
| US9670762B2 (en) * | 2015-02-20 | 2017-06-06 | Halliburton Energy Services, Inc. | Fracturing tight subterranean formations with a cement composition |
| CA2985188A1 (en) * | 2015-05-19 | 2016-11-24 | Shell Internationale Research Maatschappij B.V. | Method of treating a subterranean formation with a mortar slurry designed to form a permeable mortar |
| WO2017074869A1 (en) * | 2015-10-28 | 2017-05-04 | Halliburton Energy Services, Inc. | Near real-time return-on-fracturing-investment optimization for fracturing shale and tight reservoirs |
| US20190063186A1 (en) * | 2016-03-17 | 2019-02-28 | Shell Oil Company | Single entry fracturing process |
| WO2018009199A1 (en) * | 2016-07-07 | 2018-01-11 | Halliburton Energy Services, Inc. | Methods of strengthening and consolidating subterranean formations with silicate-aluminum geopolymers |
| WO2018125666A1 (en) * | 2016-12-29 | 2018-07-05 | Shell Oil Company | Fracturing a formation with mortar slurry |
| WO2018125657A1 (en) * | 2016-12-29 | 2018-07-05 | Shell Oil Company | Fracturing a formation with mortar slurry |
| CA3048187A1 (en) | 2016-12-29 | 2018-07-05 | Shell Internationale Research Maatschappu B.V. | Fracturing a formation with mortar slurry |
| CA3048149A1 (en) * | 2016-12-29 | 2018-07-05 | Shell Internationale Research Maatschappij B.V. | Fracturing a formation with mortar slurry |
| AU2017386380A1 (en) * | 2016-12-29 | 2019-06-20 | Shell Internationale Research Maatschappij B.V. | Fracturing a formation lying below an aquifer |
| WO2018125660A1 (en) * | 2016-12-29 | 2018-07-05 | Shell Oil Company | Fracturing a formation with mortar slurry |
| CA3048406A1 (en) * | 2016-12-29 | 2018-07-05 | Shell Internationale Research Maatschappij B.V. | Fracturing a formation with mortar slurry |
| WO2018125668A1 (en) * | 2016-12-29 | 2018-07-05 | Shell Oil Company | Environmentally improved fracturing of a formation |
| WO2018125658A1 (en) * | 2016-12-29 | 2018-07-05 | Shell Oil Company | Fracturing a formation with mortar slurry |
| CA3048404A1 (en) * | 2016-12-29 | 2018-07-05 | Shell Internationale Research Maatschappij B.V. | Fracturing a formation with mortar slurry |
| AU2018381082B2 (en) | 2017-12-04 | 2021-01-28 | Shell Internationale Research Maatschappij B.V. | Method of restraining migration of formation solids in a wellbore |
| CN109826590B (zh) * | 2019-02-27 | 2021-05-14 | 杨凌单色生物科技有限公司 | 一种低渗油气田高含水老井堵水压裂方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2805721A (en) * | 1955-12-12 | 1957-09-10 | Union Oil Co | Increasing permeability of subterranean strata |
| SU1803545A1 (ru) * | 1991-03-19 | 1993-03-23 | Научно-Производственное Объединение "Техника И Технология Добычи Нефти" (Su) | Способ повышения продуктивности скважины |
| US5273115A (en) * | 1992-07-13 | 1993-12-28 | Gas Research Institute | Method for refracturing zones in hydrocarbon-producing wells |
| US20040261999A1 (en) * | 2003-06-27 | 2004-12-30 | Nguyen Philip D. | Permeable cement and methods of fracturing utilizing permeable cement in subterranean well bores |
| US20060169448A1 (en) * | 2005-02-01 | 2006-08-03 | Halliburton Energy Services, Inc. | Self-degrading cement compositions and methods of using self-degrading cement compositions in subterranean formations |
| EA201070208A1 (ru) * | 2007-08-01 | 2010-08-30 | Эм-Ай ЭлЭлСи | Способы увеличения сопротивления разрыву в пластах с низкой проницаемостью |
Family Cites Families (29)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2223804A (en) * | 1938-11-04 | 1940-12-03 | Gulf Research Development Co | Method of sealing pervious strata in oil or gas wells |
| US3399727A (en) * | 1966-09-16 | 1968-09-03 | Exxon Production Research Co | Method for propping a fracture |
| US3654990A (en) * | 1970-06-19 | 1972-04-11 | Texaco Inc | Hydraulic fracturing method |
| US3654992A (en) | 1970-06-19 | 1972-04-11 | Texaco Inc | Fracturing method |
| US3861467A (en) * | 1973-12-28 | 1975-01-21 | Texaco Inc | Permeable cementing method |
| US3948672A (en) | 1973-12-28 | 1976-04-06 | Texaco Inc. | Permeable cement composition and method |
| US3862663A (en) | 1973-12-28 | 1975-01-28 | Texaco Inc | Method for stabilizing incompetent oil-containing formations |
| US4358047A (en) | 1981-03-09 | 1982-11-09 | Jefferson Smurfit Incorporated | Carton divider |
| US5339902A (en) * | 1993-04-02 | 1994-08-23 | Halliburton Company | Well cementing using permeable cement |
| EP0671549A1 (en) | 1994-03-10 | 1995-09-13 | Shell Internationale Researchmaatschappij B.V. | Method of producing a fluid from an earth formation |
| US5837656A (en) * | 1994-07-21 | 1998-11-17 | Santrol, Inc. | Well treatment fluid compatible self-consolidating particles |
| US6330916B1 (en) * | 1996-11-27 | 2001-12-18 | Bj Services Company | Formation treatment method using deformable particles |
| US5897704A (en) | 1997-05-19 | 1999-04-27 | Materials Technology, Limited | Hardened hydraulic cement, ceramic or coarse concrete aggregate treated with high pressure fluids |
| US6251179B1 (en) * | 1999-03-23 | 2001-06-26 | The United States Of America As Represented By The Department Of Energy | Thermally conductive cementitious grout for geothermal heat pump systems |
| WO2001087797A1 (en) | 2000-05-15 | 2001-11-22 | Services Petroliers Schlumberger (Sps) | Permeable cements |
| 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 |
| US6202751B1 (en) | 2000-07-28 | 2001-03-20 | Halliburton Energy Sevices, Inc. | Methods and compositions for forming permeable cement sand screens in well bores |
| US6662873B1 (en) | 2001-12-11 | 2003-12-16 | Halliburton Energy Services, Inc. | Methods and compositions for forming permeable cement sand screens in wells |
| US6938692B2 (en) | 2002-12-17 | 2005-09-06 | Halliburton Energy Services, Inc. | Permeable cement composition and method for preparing the same |
| 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 |
| US8183186B2 (en) * | 2004-02-10 | 2012-05-22 | Halliburton Energy Services, Inc. | Cement-based particulates and methods of use |
| US7353876B2 (en) * | 2005-02-01 | 2008-04-08 | Halliburton Energy Services, Inc. | Self-degrading cement compositions and methods of using self-degrading cement compositions in subterranean formations |
| US7867613B2 (en) * | 2005-02-04 | 2011-01-11 | Oxane Materials, Inc. | Composition and method for making a proppant |
| CA2677806A1 (en) * | 2007-02-16 | 2008-08-21 | Chevron Phillips Chemical Company Lp | Polyphenylene sulfide proppants |
| US7909096B2 (en) * | 2007-03-02 | 2011-03-22 | Schlumberger Technology Corporation | Method and apparatus of reservoir stimulation while running casing |
| US8646526B2 (en) * | 2007-09-04 | 2014-02-11 | Terratek, Inc. | Method and system for increasing production of a reservoir using lateral wells |
| US8399092B2 (en) * | 2009-10-07 | 2013-03-19 | Sakai Chemical Industry Co., Ltd. | Zinc oxide particle having high bulk density, method for producing it, exoergic filler, exoergic resin composition, exoergic grease and exoergic coating composition |
| EP2519708A1 (en) * | 2009-12-31 | 2012-11-07 | Services Pétroliers Schlumberger | Hydraulic fracturing system |
| CN101787864B (zh) * | 2010-03-15 | 2013-10-30 | 中国石油集团川庆钻探工程有限公司 | 低渗储层注水开发油藏裂缝性水淹油井堵水方法 |
-
2013
- 2013-06-20 RU RU2015101732A patent/RU2656266C2/ru not_active IP Right Cessation
- 2013-06-20 GB GB201420611A patent/GB2520189A/en not_active Withdrawn
- 2013-06-20 CA CA2876103A patent/CA2876103A1/en not_active Abandoned
- 2013-06-20 WO PCT/US2013/046767 patent/WO2013192399A2/en active Application Filing
- 2013-06-20 AU AU2013277122A patent/AU2013277122B2/en not_active Ceased
- 2013-06-20 DE DE112013003102.7T patent/DE112013003102T5/de not_active Withdrawn
- 2013-06-20 CN CN201380032433.9A patent/CN104471188B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2013-06-20 US US13/923,238 patent/US10316636B2/en not_active Expired - Fee Related
-
2014
- 2014-11-24 ZA ZA2014/08617A patent/ZA201408617B/en unknown
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2805721A (en) * | 1955-12-12 | 1957-09-10 | Union Oil Co | Increasing permeability of subterranean strata |
| SU1803545A1 (ru) * | 1991-03-19 | 1993-03-23 | Научно-Производственное Объединение "Техника И Технология Добычи Нефти" (Su) | Способ повышения продуктивности скважины |
| US5273115A (en) * | 1992-07-13 | 1993-12-28 | Gas Research Institute | Method for refracturing zones in hydrocarbon-producing wells |
| US20040261999A1 (en) * | 2003-06-27 | 2004-12-30 | Nguyen Philip D. | Permeable cement and methods of fracturing utilizing permeable cement in subterranean well bores |
| US20060169448A1 (en) * | 2005-02-01 | 2006-08-03 | Halliburton Energy Services, Inc. | Self-degrading cement compositions and methods of using self-degrading cement compositions in subterranean formations |
| EA201070208A1 (ru) * | 2007-08-01 | 2010-08-30 | Эм-Ай ЭлЭлСи | Способы увеличения сопротивления разрыву в пластах с низкой проницаемостью |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB201420611D0 (en) | 2015-01-07 |
| DE112013003102T5 (de) | 2015-03-19 |
| WO2013192399A3 (en) | 2014-04-10 |
| ZA201408617B (en) | 2015-11-25 |
| GB2520189A (en) | 2015-05-13 |
| CA2876103A1 (en) | 2013-12-27 |
| US20130341024A1 (en) | 2013-12-26 |
| CN104471188A (zh) | 2015-03-25 |
| RU2015101732A (ru) | 2016-08-10 |
| US10316636B2 (en) | 2019-06-11 |
| AU2013277122B2 (en) | 2015-12-17 |
| CN104471188B (zh) | 2017-05-24 |
| WO2013192399A2 (en) | 2013-12-27 |
| AU2013277122A1 (en) | 2014-12-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2656266C2 (ru) | Способ обработки подземного пласта суспензией цементного раствора с возможностью образования проницаемого отвердевшего цементного раствора | |
| AU2014406537B2 (en) | Lithium-containing calcium aluminate phosphate cement admixtures | |
| US10442975B2 (en) | Cement compositions containing metaphosphate and methods of use | |
| WO2016187193A1 (en) | Method of treating a subterranean formation with a mortar slurry designed to form a permeable mortar | |
| JP6266787B2 (ja) | 坑井セメンチングにおける高アルミナ質耐火性アルミノケイ酸塩ポゾラン | |
| CA3030058C (en) | Cement slurries for well bores | |
| WO2021162712A1 (en) | Geopolymer cement for use in subterranean operations | |
| JP2017500273A (ja) | 耐腐食性の耐火バインダー組成物、並びに油井仕上げ作業及び生産作業 | |
| WO2016014022A1 (en) | Encapsulated fluid-loss additives for cement compositions | |
| MX2013012179A (es) | Uso de metilhidroxietilcelulosa como aditivo para cemento. | |
| US11851605B2 (en) | Stable suspension of elastomer particles for use in a cement slurry | |
| WO2021061168A1 (en) | Combination of fluid loss control additive and lost circulation materials to control losses in formation | |
| US11352542B2 (en) | Composite material for slurry yield enhancement | |
| CN113307586A (zh) | 一种无机胶凝油水井堵漏材料的制备及应用方法 | |
| RU2637347C2 (ru) | Активаторы схватывания цемента для цементных композиций с отсроченным схватыванием и соответствующие способы | |
| CA2871496A1 (en) | Wide temperature range cement retarder | |
| US11708520B2 (en) | Cementing formulations containing halloysite and silica flour and methods of use | |
| Prakasan et al. | Rheological Properties and Mechanical Characteristics Analysis of Nano-Based Cement Plug | |
| WO2022010527A1 (en) | Accelerated cement compositions and methods for treating lost circulation zones | |
| WO2021021135A1 (en) | Aqueous silica dispersion |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200621 |