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" Procède et composition permettant de terminer un puits de forage "
La présente invention concerne un procède d'achèvement d'un puits de forage pour consolider Ion couches souterraines traversées par des puits de forage verticaux, et des compositions destinée à être utilisées pour mettre en oeuvre ces procédés.
Plus particulièrement, la présente invention con- corne un prooddé d'achèvement et des compositions do ciment siliceux ayant los qualités normales d'un ciment, ainsi qu'un degré élevé de perméabilité après durcissement qui peut être obtenu aux tempe- raturas des couches en un temps raisonnable.
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Le forage du puits dans des couchée sou- torrainee dans le but de récupérer les fluides qui y sont contenus, comme le pétrole et le gais, Implique souvent la nécessité d'obtenir oos fluidoa à partir do couohoa souterraines qui sont friables. Ces couches souterraines sont souvent friables en rai- son de l'absence de matières liantes naturelles pour les particules de la couche, comme les particules de sable meuble, qui se répandent par conséquent dans le trou de forage dans une mesure telle que l'exploitation est empochée en raison de 1' écoule- ment de ces particules.
Le problème consistant 4 maîtriser la séparation et le mouvement défavorable des parti- oules non consolidées pendant les opérations d'ex- ploitation a nui à l'industrie pondant de nombreu- ses annéos, et on n'a pas trouvé de solution entiè. rement satisfaisante à oe problème, bien qu'on ait fait de nombreux essais. Une tentative générale de solution de ce problème est illustré, par la nombre dos dispositifs mécaniques qui ont été mis au point comme les tamis, les filtres, les chemises, les étranglements, etc., pour empêcher la généra- tion de ces particules défavorables, mais ils ont été généralement pou satisfaisants pour empocher l'écoulement de ces particules.
Une autre tentative générale de solution du problème a consisté à consolider la couche en plaçant un certain type d'agent ou de matière de liaison dans la couche par une opération de compares-* sion pour ne consolider en réalité que les parti-
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oulea meubleo de la couche voisine du trou de fo- rage. Ces matières, normalement à l'état liquide, comme des matières plastiques ou des silicates de sodium, sont injectées dans la couche pour lier les particules meubles.
Une autre tentative consiste à placer une masse ou barrage perméable dans la trou de forage et dans la couche adjacente qui comprend un agrégat au lieu de lier uniquement les particules de la couche, comme le placement d'un dépôt de aimant perméable Parmi les compositions de ciment per- méable utilisées, on peut citer celles comprenant du ciment "Portland", en particulier celles utili- sant un agrégat et un certain typo de composant ayant une perméabilité naturelle comme le "pozzolan", ot celles contenant un constituant dégageant un gaz dans le ciment pour créer la perméabilité dans des compositions autrement imperméables.
L'utilisation do ciments de silicate et en particulier do silicate de sodium en combinaison avec un traitement par un acide ot un lavago est bien connue pour former des compositions de ciment, mais ces silicates établis- sent normalement un bouchon ou barrage imperméable dans los réservoirs souterrains. On a également utilisé un silicate de sodium conjointement à un on- duisage mécanique de particules do graviers en com- binaison avec un traitement par un acide, ou con- jointement aux constituants naturels de la couche souterraine pour former un dépôt perméable pour ob- tenir le même type do barrage ayant une perméabilité réduite.
Il ont aussi bien connu d'utiliser
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certaines compositions de matière plastique dans dos systèmes à plusieurs phases pour obtenir des consolidations de couches souterraines de nature perméable En réalité, on n'a pas trouvé de solu- tion généralement acceptée aux problèmes consistant à fournir un ciment perméable destiné à être utilisé pour achever un puits dans un réservoir souterrain.
La présente invention décrite par la présente demande est en rapport avec une demande de Brevet des Etats-Unis d'Amérique n 75.654 du et concernant un ciment siliceux perméable. Cette demande de brevet précitée com- prend des matières différentes et diverses condi- tions proportionnelles pour les matières courantes, mais elle se distinguo principalement par le fait qu'une gamme complète de dimensions partioulaires, c'est-à-dire comprises entre 0,149 et 0,074 mm, doit être éliminée pour obtenir une composition ayant les caractéristiques voulues.
La présente demande indique l'inclusion d'une telle gamme de dimensions particulaires, tout en parvenant à des caractéristiques améliorées, en particulier une amé- lioration de la perméabilité de la composition dur- cie. D'autres avantages et caractéristiques ros- sortiront de la description qui va suivre.
La présente Invention se propose notamment de fournir : - un procédé do formation d'un barrage de consolidation dans une partie d'un trou do forage communiquant avec une couche souterraine friable au voisinage du trou de forage pour empêcher
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l'écoulement des particules de sable pendant les opération* d'exploitation ! - un procédé permettant d'établir une structure perméable dans les fissures s'éten- dant dans la couche souterraine entourant le trou de forage - un procédé pour appliquer des compositions de ciment siliceux perméable ayant la résistance h la traction, la stabilité, la perméa- bilité,
la durée do durcissement et l'aptitude au pompage voulues pour étre utilisées dans l'industrie du pétrole dans les opérations d'achèvement du puits et d'obstruction des fissures : - une composition pour former un barrage do consolidation dans une partie d'un trou de forage en communication avec une couche souter- raine friable d'une matière perméable qui peut ôtre mélangée à la surface dans un équipement classique et injectée dans la couche un vue d'uno réaction en une soûle phase sana qu'il soit nécessaire d'effec- tuer un lavage à l'acide, etc. ;
- une suspension d'un ciment sili- ceux soue forme d'une bouillie qui durcit en tant qu'une suspension stable sous forme solide et pré- sente de bonnes caractéristiques de perméabilité lorsqu'elle est durcie, et des objets conformé.}) fa- briqués à partir de cette dernière. D'autres avan- tages et caractéristiques de l'invention ressorti- ront de la description qui va suivre et des exem- ples d'application de l'invention.
D'une façon g6nérale, la présente inven
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tion peut être définie comme étant un procédé per- mettant d'achever un trou de forage souterrain tra- versant une couche friable en plaçant une suspen- sion dans une bouillie stable d'un ciment siliceux dans la trou de forago dans et au voisinage de la couche souterraine, la dite suspension comprenant un silicate, un agrégat siliceux d'une gamme de di- mensiona partioulaires choisie, un agent stabilisant, et de l'eau, avec un accélérateur dans certaine cas, la dite suspension restant intacte pendant la réaction de durcissement et après le durcissement présentant lea qualités nécessaires, en particulier la perméabilité, pour l'utilisation souterraine cornue décrit ci-après,
et les objets formés à par- tir de la suspension durcie.
La prooédé d'achèvement de la présente invention ce rapporte génáralement à l'achèvement des puits qui traversent les couches souterraines dans le but d'exploiter des fluides à partir des couchas, en particulier des hydrocarbures. Les opérations d'achèvement particulières auxquelles se réfère la présente invention sont celles dans les- quelles il est avantageux de placer un ciment sili- ceux perméable au voisinage et dans une couche tria- ble dans le but d'empêcher l'extraction des parti- cules de sable concurremment au fluide.
Le procédé est un procédé approprié destiné hêtre utilisé pour former une structure perméable consolidée dans et au voisinage d'une couche souterraine qui a été com- ploiement traversée par un sondage non tubé au fond du trou de forage, au cours des opérations de cimen-
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tation du tubage dans lesquelles le ciment est pompd dans le trou de forage et derrière le tubage pour maintenir le tubage et la couche souterraine en place, dans les cas de cimentation sous pression lorsqu'un tubage précédemment cimenté et un trou de forage.sont soumis à un dépôt ultérieur d'un ci- ment perméable dans et au voisinage de la couche souterraine, dans la mise en position de chemises,
et paiement dans les opérations de formations de fissures.
Après la préparation du trou de forage et de la couche souterraine environnante en vue de la. mise en oeuvre du procédé particulier d'achèvement du puits, comme l'extraction d'une partie du sable dans le cas do l'achèvement d'un trou de sondage non tubé ou comme la perforation du tubage et du ciment au cas où cela est nécessaire, le stade ini- tial du présent procédé consiste à mélanger une suspension dans une bouillie stable d'une composi- tion de ciment siliceux à la surface. On peut ef- fectuer ce mélange dans un appareil mélangeur appro- prié quelconque, normalement un équipement classique utilisé sur le terrain d'exploitation du pétrole étant satisfaisant.
Après l'incorporation des oona- tituants voulus dans une suspension dans une bouil- ].le stable d'un ciment siliceux, on pompe alors la suspension dans le trou de forage jusque la proton-, deur particulière et le déplace dans et au voisinage de la couche souterraine, après quoi on ferme le trou de forage pondant une période do temps appro- priée, de préférence de l'ordre de 24 heures, pour
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permettre h la suspension de durcir sous forme d'un ciment siliceux perméable. Ensuite, on remet le puits en exploitation et on extrait les fluides de la couche sans extraire concurremment de particules non consolidées.
Le procédé appliqué à l'achèvement d'un trou de sondage non tube nécessite l'enlèvement d'une partie de la couche non consolidée par des moyens classiques comme le reforage, le curage, etc., après quoi la suspension dans la bouillie stable du ciment siliceux est déplacée dans la cou- che souterraine en pompant ou déversant la suspen- sion dans le trou de forage suivant les conditions de pression. Après le durcissement de la suspen- sion pour former un ciment perméable, on peut recom- menoer l'exploitation à travers le bouchon, ou un trou peut être foré dans le bouchon perméable afin de faciliter l'exploitation.
L'application du présent procédé à une opération de formation de tubage en ciment nécessite le pompage de la suspension dans une bouillie stable du ciment siliceux vers le bas dans le puits de fo- rage, et vers le haut derrière le tubage oontigu à la couche souterraine.
Après qu'un temps de dur- oissoment suffisant s'est écoulé, on doit ouvrir le tubage en le perforant, en l'entaillant, etc., afin d'établir une communication entre l'intérieur du trou de forage et le ciment perméable durci pour ex- traire les fluides de la couche souterraine, ou on peut placer un tubage préalablement perforé conte- nant des bouchons dans le trou de forage, los par-
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forations se trouvant au voisinage de la couche appropria et Ion perforations étant bouchées par due bouchons amovible., comme des bouchons en alu- minium ou on magnésium,
qui peuvent être facilement dissous à partir des perforations avec un acide ou une soude caustique pour établir la communication nécessaire entre la trou de forage et le ciment perméable situé au voisinage de la couche. Il est aussi possible do placer simplemetn une quantité limitée de cette suspension à une profondeur choi- sie derrière le tubage en injectant une quantité réduite après une quantité initiale de ciment clas- nique et après cette dernière en injectant ensuite du ciment classique pour obtenir une mise en place choisie du ciment siliceu. perméable dans la couche d'exploitation précédemment friable.
En utilisant le présent procédé pour une opération de aimantation sous pression d'un trou de. forage tube, il est nécessaire que le tubage, et tout ciment de tubage précéderaient mis en place, soit perfora d'une façon classique avant d'injecter la suspension du ciment siliceux dans la bouillie stable dans le trou de forage. Une garniture doit être placée dans le trou de forage pour isoler la couche intéressante afin de pouvoir exercer des pressions suffisantes sur la suspension pour la dé- placer à travers les perforations et dans la couche souterraine sans remplir le trou de forage.
Il est aussi possible d'incorporer des chemises de tubage présentant un revêtement ou une gaine du ciment si- liceux perméable dans la colonne de tubage d'une fa-
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çon classique, en évitant ainsi d'extraire du sa ble meuble.
Le procédé de la présente invention ap- pliqué à une opération de formation de fissure peut aire mis en oeuvre en injectant une quantité de la suspension dans une bouillie stable du ciment si- licoux dans la couche souterraine après une opéra- tion de formation de fissure classique, de façon qu'une partie du fluide de formation de fissure soit déplacé* par la suspension.
On peut pomper la suspension dans la fissure soit de façon qu'elle remplisse sensiblement la fissure, soit de façon qu'elle remplisse une moins grande partie immédiat tement au voisinage du trou de forage, à savoir sur une distance de 1,5 à 6 mètres environ, après quoi la suspension peut durcir pour former un ciment si- liceux perméable et fournir un dépôt perméable pour maintenir la fissure ouverte pour extraire les fluides de la couche sans extraire simultanément du sable.
Afin de raioux comprendre la présente in- vention, on va décrire les caractéristiques néces- saires pour une composition de consolidation permé- able à utiliser dans des couches souterraines. Pour convenir à cette application, une composition doit présenter chacune des qualités susmentionnées sinon olle ne peut pas être utilisée dans les couches sou- terraines friables.
Le fait de ne pas remplir les conditions inhérentes en vue d'une utilisation dans une formation souterraine est la raison pour laquelle aucun procède et aucune composition destnés à être
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Utilisé** dans le domaine d'exploitation du pétrels n'a été mis au point avant la présente invention.
la condition initiale d'un tel procéda est d'avoir une composition de oiaent pompable, la durée de pompage de la composition de consolidât! on étant établie d'une façon très précise par le bulle.,. tin API RP-10B (1959) qui en principe est une com- binaison du temps de durcissement et de l'indice de viscosité mis en corrélation avec les diverses pro- fondeurs auxquelles la consolidation doit être et- fectués.
Il est essentiel qui la suspension d'une bouillie stable présente une viscosité inférieure à la viscosité maximum indiquée par le dit bulletin comme étant celle qui permet à la suspension d'être déversée dans le puits et dans la couche aux pro- fondeurs voulues avec l'équipement de poapago ac- tuellement disponible. Il a été déterminé que les condition? de pompage ne peuvent être satisfaites que ai la viscosité maximum du ciment est de 70 poi- ses environ ou moins pour la remontée et de 100 poi- ses au moins pour le pompage.
La durée de durcis- sement de la suspension utilisée dans le présent procédé doit obligatoirement être supérieure au temps nécessaire pour le pompage afin que la suspen- sien soit en place avant qu'il se produise une réac- tion de durcissement suffisante pour provoquer un$ augmentation de la viscosité de façon à dépasser le pouvoir de pompage.
Ceci permet a la suspension d'être refoulée par l'équipement de pompage et d'ê- tre déplacée dans la oouohe avant le moment o la viscosité augmente de façon à dépasser la capacité
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de l'équipement de pompage, en garantissant ainsi que la suspension puisse être sensiblement dépla- ode dans ou contre la couche souterraine pour évi- ter qu'une partie Indésirable de la suspension dur- oisae dans le trou de forage ou dans l'équipement*
La durée de durcissement est la période de temps nécessaire pour obtenir sensiblement l'a- chèvement de la réaction de liaison dans une mesure suffisante pour former un ciment siliceux stable qui résiste aux conditions d'exploitation normales,
Il existe d'autres ciments qui pourraient subir finalement une réaction de liaison suffisamment complète pour satisfaire aux autres conditions d'exploitation normale, mais la période de temps est un facteur critique. Il est évidemment impor- ,tant quo la suspension no durcisse pas trop rapide- ment, sans quoi il en résulte un remplissage du trou de forage et peut-être de l'équipement de pom- page avec cette composition de consolidation à l'é- tat durci, en nécessitant une opération d'élimina- tion coûteuse ou l'abandon de l'équipement en sur- face ou de celui se trouvant au-dessous de la sur- face. Inversement, il est nécessaire que le temps de durcissement ne soit pas trop long en raison du coût de la suspension provisoire des opérations d'achèvement ou d'exploitation.
Par conséquent, il est généralement admis que le temps de durcissement ne doit pas dépasser 72 heures, et de préférence le temps de durcissement doit être de moins de 24 heu- res afin de pouvoir reprendre une exploitation nor- mâle bans trop de frais et de retard.
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Apres la mise en place et le durcissement de la composition de ciment, il est obligatoire que le ciment ainsi obtenu présente une résistance et une stabilité suffisantes pour résister aux forcée) exercées par les pressions de la couche souterraine et aux caractéristiques d'érosion dos fluides de la couche pendant l'exploitation. Le ciment doit pré- senter une stabilité suffisante pour résister au passage de fluides quelconques, en particulier de l'eau et de la saumure qui peuvent venir à son con- taot pendant des périodes de temps prolongées, et doit rester chimiquement stable sans se désagréger dans une meaure appréciable.
La résistance de la composition durcie doit être suffisante pour réais. ter à toute pression exercée sur elle pendant les opérations d'exploitation ultérieures, d'une façon générale une résistance h la compression de l'ordre de 7 kg/cm au moins.
La principale condition de la composition de ciment do la présente invention est la perméabi0 lité, c'est-à-dire la faculté de permettre l'écou- lement des fluides dans son réseau de pores mutuel- lement reliés, la présente invention concerne une suspension d'une bouillie stable et une suspension solide ultérieure d'un ciment siliceux qui peut être placé au voisinage et dans les couches d'exploita- tion, et le fait de ne pas atteindre un passage suffisant des fluides à travers le ciment annule complètement tous les efforts précédents. Il est recommandé que la composition de ciment présente une perméabilité d'au moins 100 millidarcys et de
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préférence do 500 millidaroye ou plue.
Après avoir décrit les caractéristiques
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vouluou d'une telle composition de ciment perméable, on va décrire la composition de la présente inven- tion en détail oi-e.p1"ôe. L'agrégat siliceux inoor- poré dans la composition de ciment de la présente invention peut être un agrégat quelconque qui est une matière siliceuse solide ayant la répartition de dimension partioulaire voulue, de préférence au
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at'a, asana qu'il soit nécessaire qu'elle présente une forao de particule particulière quelconque.
La dimension part.ou.a3rn est critique, dans la mesure où une étroite gamme, comprise dans la Came plus étendue Mentionnée ci-après, de répartition de di-
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mensions particulaires augmente la perméabilité du ciment, et inversement une plus large gamme de di-
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mentions particulairos diminue le. perméabilité. La gamme des dimensions particulaires est critique dans la mesure où sensiblement la totalité des particules doit être comprise dans une gamme particulaire, maie il est inutile qu'une gamme intermédiaire comprise dans la gamme générale soit complètement éliminée ou absence de l'agrégat pour fournir la perméabilité
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xn5csaoeis.
D'une façon générale, la gamme des dimen- sions particulairea de l'agrégat est la gamme d'a- grégats dont la dimension partioulalre est inférieure à 4 mm et présente une quantité de matière .attisant. dans la gamme des dimensions particulaires comprises entre 0,149 et 0,074 mm pour former une suspension
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d'une bouillie stable en présence des autres conati-
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tuants.
De préférence, la gamme des dimensions par- ticulaires des agrégats est comprise entre 4 et
0,074 mm et tandis que la quantité comprise entre
0,149 et 0,074 mm peut varier dans une large mesu- re, elle constitue d'une façon générale au moins
10 % en poids environ de l'agrégat, et de préférence, de 20 à 50 % en poids de l'agrégat, bien qu'une quantité correspondant 4 100 de l'agrégat comprise entre 0,149 et 0,074 mm donne un ciment perméable satisfaisant. Une gamme de dimensions particulaires particulièrement efficace est celle dans laquelle la matière de l'agrégat présente une dimension par- tioulaire inférieure à 0,297 mm, ot supérieure ..
0,088 mm, 10 % en poids au moins et de préférence de 20 à 60 % en poids do l'agrégat ayant une dimen- sion particulaire inférieure à C,149 mm. Un agré- gat ayant une dimension partioulaire comprise dans une gamme étroite comprise dans la gamme générale ci-dessus comprenant de plus petites particules, comme celles do la gamme préférée, donne une bouil- lie moina visqueuse qu'un agrégat oouvrant d'une façon générale toute la gamme de dimension parti ou- laire, o'est-h-dire comprenant de plus grandes par- ticules,
attendu que la présence des particules plus grandes nécessite l'incorporation d'une plus grande quantité do particules de plus petite dimension pour obtenir la suspension qui assure une perméabi- lité sensiblement réduite.
L'invention décrit l'utilisation d'un agrégat ayant une répartition de dimension. particu- laires qui évite la nécessité d'éliminer sensible-
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mont les particules de l'agrégat comprises dans une gamme de dimensions particulaires intermédiaire de la gamme plus large, la seule condition étant que l'agrégat soit capable de former une suspension de bouillie stable en présence des constituants res- tants. Ceci élimine la nécessité de régler d'une façon sélective la répartition deu dimensions par- ticulaires par des opérations de tamisage ou de choisir plusieurs qualités de sable pour éliminer les gammes de dimensions particulaires spécifiques, par exemple celles comprises entre 0,149 et 0,074 mm.
Inversement, il est évident que l'on peut éliminer une gamme étroite de particules et conserver l'agrégat sous une forma utilisable, mais ceci diminue simplement la perméabilité de la com- position durcie en conséquence et ne sort pas du cadre de la présenta invention. En particulier, l'incorporation d'un agrégat ayant des dimensions particulaires inférieures h 0,149 mm doit compren- dre la répartition normale des particules comprise dans la gamme de 0,149 à 0,074 mm, au moins dans la mesure où une répartition normale des dimensions particulières se produit à moins de 0,149 mm, en n'éliminant pas cette gamme de dimension étroite en faveur des particules inférieures à 0,074 mm.
La quantité do l'agrégat à incorporer est la quantité comprise entre 45 et 75 % on poids environ de la suspension, de préférence entre 50 et 70 % en poids de cette dernière.
Le véhicule ou véhicule de suspension pour les autres constituants de la suspension de la bouillie
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stable est l'eau, qui peut être sensiblement une eau quelconque pourvu qu'elle ne contienne pas de matières étrangères de nature ou en une quantité susceptible d'affecter nuisiblement la réaction de liaison ou la durée de durcisooment voulue de la composition. La quantité d'eau à incorporer est comprise entre 15 et 30 % en poids environ de la suspension totale, de préférence entre 20 et 25 % en poids.
L'agent de liaison de la composition du ciment du procédé de la présente invention est le silicate de sodium ou le silicate de potassium, qui est traita de façon à lui conférer des carac- téristiques de solubilité dans l'eau. Les silicates de sodium (Na2O:SiO2) son les silicates préférés du point de vue économique et du fonctionnement.
Le silicate peut être obtenu dans le commerce sous forme de poudre à l'état hydrata, ou sous forme d'un liquide dans lequel l'eau a été précéderaient incorporée pour former une solution de diverses concentrations. La tome préférée est la forme hy- dratdo, étant donné qu'on peut alors mélanger la solution du silicate de sodium sur place avec une eau disponible quelconque, en évitant ainsi les in- convénients de la manipulation, du transport, etc., de l'eau et en outre l'utilisation de la forme de poudre permettant d'empaqueter préalablement tous los constituante.
Cette combinaison de l'eau et du silicate de sodium de la composition du ciment toux,* nit une solution aqueuse do silicate de sodium qui est le véhicule final de l'agrégat et autres consti-
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tuante solides. Le silicate de sodium est incorporé dans la composition en une quantité comprise entre
5 et 25 % en poids environ, de préférence entre 8 et 15 % en poids, ces poids étant mesurés en fonc- tion du silicate do sodium en poudre et sur la base do la totalité de la supension.
Touto utilisation du silicate dans une solution préalablement mélan- gée ou sous forme liquide nécessite que le soluté ou solvant de cette solution existe en dos quantités comprises dans les gammes indiquées séparément dans la présente demande pour le silicate do sodium et l'eau respectivement pour permettre de l'utiliser.
Une augmentation du rapport de l'oxyde de sodium au bioxyde de silicium dans le silicate aug- mente l'alcalinité, ce qui diminue la vitesse de la réaotion de liaison, en augmentant ainsi le temps do durcissement. Par conséquent, l'inverse permet, en faisant varier ces rapports, de régler la durée de pompage. Ceci est particulièrement avantageux au cas où un temps de pompage prolongé est néces- saire, comme la mise en place d'une plus grande quantité de la composition dans les Unités d'une seule cavité ou dans une couche souterraine située h une plus grande profondeur. Le degré d'alcalinité du silicate ost inversement proportionnel au rapport de Na2O à SiO2' le rapport 1:1 étant extrêmement alcalin.
Les silicates présentant une plus faible alcalinité ont une durée de durcissement plus courte en raison de la rapidité avec laquelle l'acide si- licique colloïdal précipite. L'inverse s'applique aux silicates ayant une alcalinité supérieure. Les
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silicates plus alcalins sont plus solubles, moins visqueux, et par conséquent nécessitent une durée de durcissement plus prolongée en raison de la né- cessité de la précipitation pour former la liaison finale. Une augmentation de l'alcalinité du sys- tème augmente la durée de pompage du système.
La gamme des rapporta de l'oxyde do sodium au bioxyde de silicium pour le silicate de la présente compo. sition est comprise entre 1:1,6 et 1:3,6 parties, de préférence entre 1:2,0 et 1:2,6 parties.
Cette composition de ciment comprend un agent stabilisant pour que la suspension durcie résiste à la décomposition provoquée par le passage des fluides de la couche souterraine, en particu- lier l'eau. Les agents stabilisants agissent sur les silicates de sodium pour former une liaison moins solublo, le silicate est légèrement soluble dans l'eau, de aorte que les agents stabilisants transforment les silicates en un silicate insoluble plus complexe. On peut utiliser un nom- bre quelconque de ces agents, mais on préfère les oxydes des métaux lourds comme le zinc, le plomb, le fer, etc., l'agent préféré étant l'oxyde do zinc.
Ces agents stabilisants à base d'oxydes métalliques doivent avoir une dimension partioulaire générale- ment comprise dans la gamme indiquée pour l'agré- gat, mais de préférence soue forme plus fine ou de poudre afin de maintenir la suspension et d'être suffisamment réactif pour effectuer la réaction de liaison.
L'agent stabilisant est incorporé on une quantité comprise entre 1,0 et 6,0 % environ, do
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préférence entre 2,0 et 4,0 %, on poids de la sus- pension, excepta que la quantité de l'agent stabi- lisant doit être réglée au cas où il est incorporé conjointement à une combinaison d'un stabilisant et d'un accélérateur, comme décrit ci-après. On peut incorporer de plus grandes quantités sans qu'on en tire un avantage appréciable, étant donné que la suspension ne peut contenir qu'une quantité limi- tée de l'agent, et tout excès est peu intéressant du point de vue économique et a tendance à diminuer la perméabilité de la composition durcie en raison de la dimension particulaire déterminée et de l'in- solubilité relative de la suspension.
Facultativement, un agent accélérateur peut être incorporé dans cette composition de ci- ment afin d'augmenter la vitesse de la réaction de liaison et de raccourcir ainsi et de régler la du- rée de durcissement nécessaire pour obtenir la masse perméable à des profondeurs particulières. Les accélérateurs pour la composition do ciment do la présente invention sont ceux qui dégagent de l'anhy- dride carbonique,à un faible débit, comme le bicar- bonate d'ammonium, le bicarbonate do sodium, et au- trea sels bicarbonates pour éviter un durcissement instantané tout on amenant la composition à pouvoir réagir a des températures inférieures et ainsi à de plus faibles profondeurs.
Cet agent doit avoir une dimension particulairo analogue 4 colle de l'agent stabilisant, et doitincorporer en une quantité com- prise entre 0 et 1,0% en poids environ de la sus- pension suivant les conditions particulières d'une
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composition donnée, do préférence entre 0,05 et 0,9 en poids.
En plus de l'amont stabilisant et de l'agent accélérateur décrits ci-dessus, il existe un groupe de matières qui fonctionnent oommo un agent stabilisant et accélérateur combinés. Ces agents combinés sont Ion silicofluoreures, comme le silicofluorure de sodium, qui ont une dimension paiticulaire analogue à celle de l'agent stabili- sant, la quantité à utiliser étant comprise entre 0 et 3,0 % en poids environ de la suspension sui- vant Ion caractéristiques individuelles de la cou- che de terrain, en particulier de 0,4 à 2,5 en poids.
Ces agents stabilisant, accélérateur et combiné peuvent être util sés individuellement ou en une combinaison quelconque afin d'obtenir une composition qui présente une stabilité suffisante et une durée de durcissement lui permettant d'être utilisée dans les conditions particulières de la couche souterraine à consolider. La quantité de matière nécessaire pour obtenir une suspension sta- ble lors du durcissement et la quantité de matière nécessaire pour obtenir la durée de durcissement voulue peuvent être facilement déterminées pour une application particulière par tâtonnements effectuée par un spécialiste en utilisant los renseignement$ et les données de la présente description.
La quantité totale de l'agent accéléra- tour présente dans la couche de terrain, unît tel quel, soit sous tome d'un agent stabilisant et ac- célérateur combiné, doit être suffisante pour four-
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nir non seulement la durcissement de la suspension en une période de temps voulue, maie pour fournir également une suspension qui présente les caracté- ristiques d'aptitude au pompage voulues.
Comme indication do la quantité de la matière accéléra- trice à incorporer dans une composition, on a mis au point un facteur, désigné ci-après par indice do profondeur (IP) pour fournir un moyen permettant de déterminer la quantité que fournira une suspen- sion dans une bouillie qui présente les caractéris- tiquas do pompage et de durcissement voulues pour une profondeur particulière.
D'une façon générale, le facteur IP peut être donné par l'équation aui- vante : : IP 3000 (Oxyde métallique a8an' aacdldrateur 3000 (Oxyde métallique x agent accélérateur
Na2O + agent accélérateur et stabilisant combiné)
Par conséquent, il est possible d'incorporer les facteurs connus dans l'équation ci-dessus afin de déterminer la quantité de l'accélérateur pour la composition nécessaire pour obtenir une composition utilisable ayant les caractéristiques voulues pour la profondeur indiquée, pour les cas où un agent accélérateur est nécessaire.
Les gammes dos quantités et des dimen- sions particulaires des divers constituants du ci- ment siliceux de la présente invention ont été don- nées dans la présente demande ; toutefois, il est nécessaire d'adapter la composition 4 un certain nombre de couches souterraines particulières.
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L'application de la composition à une couche sou- terrain. individuelle nécessite quo la composition soit considérée à la lumière des caractéristiques de la couche, en particulier la profondeur et la . durée et la température de pompage, écorne on peut facilement le déterminer d'après les données clas- siques disponibles sur le terrain. Il est évident que toutes les variables de réaction provoquées par les nombreux constituants de la composition du ci- ment dépendent sensiblement les unes des autres, et qu'un choix arbitraire d'un volume voulu d'un constituant particulier restreint les limites des gammes des autres matières à incorporer dans la composition.
Ces volumes et ces gammes peuvent être facilement déterminés par un spécialiste lors- qu'il connaît les caractéristiques de la couche souterraine, et on appliquant les données de la présente description, bien qu'on puisse utiliser lea estimations des processus de laboratoire oou- rants pour choisir la composition. lies données ci-après indiquées sur le Tableau 1 donnent des formulations de compositions particulières pour des compositions de la présente invention *
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EMI24.1
s " ua tC s cV ut t t t 1 t N 4 !t1 t! tr' t !'4 N 1! ttl tl !V !1J tV iW N 1,11 !' 10 ÇÎKB 3 tî >h 8 "± *l "î. *t t # w t-#vo ,C co i> S 3> |9+ l W *" ca a s ci .. c ci c i a a
EMI24.2
<tb>
<tb>
EMI24.3
S fi Yr, ' 00 ,0 11 N t M h t 6 w 11 cY Cd G' Ô 4,? C) ? O t O O O Ct Q 9t'-t-<ttt<to(jû!.)tfQ{t) '43 , V1 w "" w eM w :
IJ w QIa w lt w CT! w '^ w O w rs w C"' w r w C1 w w M w w r^ w 4S7 {-< OjDir'0(00?QCtJ?0{OOOOt- a i la u1 ux u a sr 1-4 'sV n.OtécVÔlplnJ cVplNtr1 NL-VN"NppN jjl 6 J t'V L11 N cY N N N N cV N iN N ç N ri4l i't''!otn'tt'Mu3t<'ot-(\;t r4 r4 C%j CY r4 Cu C,4 Cm cm 0 ry IN 0 (y rq ao r4 MN , cVt G? N N SV N t1t N N N N 11 cV C1 G1l N N N tV r catz iti *-'-*-<,' [ t^ w w 1 w Cf1 w 00 w .w.. w qp w O w i w O w Q w N w pn w t w â w C? w w tV I G4 0 t71 CQ (i G 71 fD D S71 C" ai CO t" 01 ti 07 QO ' lh if1 m Lf1 Lil ,,.
I11 lf1 p T D lf1 t'1 Co t- Ob t- 4b t- IN t- b MN m 1 MN M% K% b* t4l K% t(,% t4N tm t#% n n n n t(N õ 't ,a zon !4 'r'" r- "' er ,r, , w
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TABIEAU I (Suite)
EMI25.1
Echan- Na 20 Si02 Rapport Silicate Eau Agrégat Agent accélé- Agent stabilisant Agent statillon J- ,,1:a20:Si02 1- " rateur, 9G et accélérateur," bi1iR&nt," 0 ?' a2o ¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯ ¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯ ¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯
EMI25.2
<tb> 19 <SEP> 3,99 <SEP> 8,77 <SEP> 1:2,2 <SEP> 12,76 <SEP> 23,26 <SEP> 60,76 <SEP> 0,18 <SEP> 0,87 <SEP> 2,17
<tb> 20 <SEP> 3,72 <SEP> 8,91 <SEP> 1:2,4 <SEP> 12,63 <SEP> 24,14 <SEP> 60,14 <SEP> 0,09 <SEP> 0,86 <SEP> 2,15
<tb> 21 <SEP> 3,93 <SEP> 9,43 <SEP> 1:2,4 <SEP> 13,36 <SEP> 24,36 <SEP> 63,64 <SEP> 0,18 <SEP> 0,72 <SEP> 2,27
<tb> 22 <SEP> 3,76 <SEP> 9,02 <SEP> 1:
2,4 <SEP> 12,78 <SEP> 23,30 <SEP> 60,87 <SEP> 0,44 <SEP> 0,44 <SEP> 2,17
<tb> 23 <SEP> 3,76 <SEP> 9,02 <SEP> 1:2,4 <SEP> 12,78 <SEP> 23,30 <SEP> 60,87 <SEP> 0,87 <SEP> - <SEP> 2,17
<tb> 24 <SEP> 3,71 <SEP> 8,91 <SEP> 1:2,4 <SEP> 12,62 <SEP> 23,00 <SEP> 60,09 <SEP> 0,86 <SEP> - <SEP> 3,43
<tb> 25 <SEP> 3,71 <SEP> 8,91 <SEP> 1:2,4 <SEP> 12,62 <SEP> 23,00 <SEP> 60,08 <SEP> - <SEP> 0,85 <SEP> 3,43
<tb>
EMI25.3
26 3,76 9,03 1:2,4 12,79 23,32 60,92 0,09 ou70 2,18
EMI25.4
<tb> 27 <SEP> 3,76 <SEP> 9,03 <SEP> 1:2,4 <SEP> 12,79 <SEP> 23,32 <SEP> 60,92 <SEP> 0,26 <SEP> 0,43 <SEP> 2,16
<tb> 28 <SEP> 3,72 <SEP> 8,92 <SEP> 1:2,4 <SEP> 12,64 <SEP> 23,04 <SEP> 60,19 <SEP> - <SEP> 0,69 <SEP> 3,44
<tb> 29 <SEP> 3,94 <SEP> 8,68 <SEP> 1:2,2 <SEP> 12,62 <SEP> 23,00 <SEP> 60,08 <SEP> - <SEP> 0,86 <SEP> 3,43
<tb> 30 <SEP> 3,77 <SEP> 9,03 <SEP> 1:
2,4 <SEP> 12,80 <SEP> 23,34 <SEP> 60,98 <SEP> - <SEP> 0,70 <SEP> 2,18
<tb>
EMI25.5
31 3e72 8,92 lz2,4 12,64 23,04 60,19 0,69 - 3,44
EMI25.6
<tb> 32 <SEP> 3,77 <SEP> 9,03 <SEP> 1:2,4 <SEP> 12,80 <SEP> 23,34 <SEP> 60,98 <SEP> 0,70 <SEP> - <SEP> 2,14
<tb> 33 <SEP> 3,73 <SEP> 8,96 <SEP> 1:2,4 <SEP> 12,69 <SEP> 24,01 <SEP> 60,45 <SEP> 0,26 <SEP> 0,43 <SEP> 2,16
<tb> 34 <SEP> 3,72 <SEP> 8,93 <SEP> 1:2,4 <SEP> 12,65 <SEP> 23,06 <SEP> 60,24 <SEP> 0,17 <SEP> 0,43 <SEP> 3,44
<tb> 35 <SEP> 3,75 <SEP> 8,99 <SEP> 1:2,4 <SEP> 12,75 <SEP> 23,83 <SEP> 60,66 <SEP> 0,17 <SEP> 0,43 <SEP> 2,17
<tb> 36 <SEP> 3,77 <SEP> 9,06 <SEP> 1:2,4 <SEP> 12,83 <SEP> 23,39 <SEP> 61,08 <SEP> 0,09 <SEP> 0,44 <SEP> 2,18
<tb> 37 <SEP> 3,71 <SEP> 8,91 <SEP> 1:
2,4 <SEP> 12,62 <SEP> 23,00 <SEP> 60,09 <SEP> - <SEP> - <SEP> 4,29
<tb>
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Les renseignements ci-dessus du Tableau 1 indiquent le grand nombre de compositions rentrant dans le cadre de la présente description, Ces com- positions sont obtenues en pesant les quantités voulues des constituants h la foie à l'état humide et h sec, après quoi on place le composant humide dans un mélangeur mécanique classique, et on place les matières sèches dans le mélangeur dans un ordre quelconque, bien que l'agrégat soit versé de pré- ference dans le mélangeur en dernier.
Les matières sont maintenues dans le mélangeur jusqu'à ce qu'on obtienne un mélange homogène afin d'obtenir une suspension stable de la composition du ciment si- liceux. On dépose alors la composition dans l'é- quipoment de laboratoire nécessaire, c'est-à-dire qu'on place une partie dans une cuvette à bouillie d'un consistomètre pour évaluer les propriétés de la bouillie en mesurant la viscosité de pompage et la durée de pompage dans des conditions souterrai- nes simulées, et on place une autre partie de cette matière dans un moule pour obtenir une composition durcie.
On place le moule contenant la composition dans un équipement de cuisson classique où on régit la température et la pression afin que la matière puisse cuire pendant la période de tempe voulue.
A la fin de la cuisson nécessaire, on enlève le moule de l'équipement do cuisson, et on soumet alors la composition durcie à une série d'essais comme la résistance, la perméabilité et la stabilité au moyen de processus et d'un équipement de laboratoire clas- siques.
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Les renseignements quant aux propriétés physiques comme décrit ci-dessus des compositions indiquées sur le Tableau l sont donnés par le Ta-
EMI27.1
bleau Il ci-apréat
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TABLEAU II
EMI28.1
Echan- Profondeur de gon- Viscosité de Durcissement CaractéristiQues SfcalA lité Perméabilité tillon page saxisust (mètres) pompage (poises) 270C 38 C 6000 820C N .-....######.### ¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯ - ¯¯¯¯¯ ¯¯¯¯¯ ¯¯¯¯¯ ¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯
EMI28.2
<tb> 1 <SEP> 600 <SEP> 9 <SEP> durci <SEP> durci <SEP> dure:
!. <SEP> durci <SEP> passable <SEP> 2480
<tb>
EMI28.3
2 600 11 x " 1590
EMI28.4
<tb> 3 <SEP> 600+ <SEP> 26 <SEP> " <SEP> " <SEP> bonne <SEP> 4750
<tb> 4 <SEP> 600 <SEP> 17 <SEP> durci <SEP> " <SEP> " <SEP> 1550
<tb> 5 <SEP> 600 <SEP> 17 <SEP> durci <SEP> " <SEP> 3440
<tb> 6 <SEP> 600 <SEP> 20 <SEP> " <SEP> " <SEP> " <SEP> " <SEP> 2105
<tb>
EMI28.5
7 900 14 durci " 11 tt # 2560 8 600 15 "" 11 " ..
2870
EMI28.6
<tb> 9 <SEP> 1200 <SEP> 17 <SEP> " <SEP> " <SEP> " <SEP> " <SEP> 2110
<tb> 10 <SEP> 1500 <SEP> 16 <SEP> " <SEP> " <SEP> 2110
<tb> 11 <SEP> 1200+ <SEP> 22 <SEP> durai <SEP> ' <SEP> " <SEP> " <SEP> 1750
<tb>
EMI28.7
12 1800+ 19 - # puanable 4-140
EMI28.8
<tb> 13 <SEP> 1200 <SEP> 27 <SEP> bonne <SEP> 2090
<tb>
EMI28.9
14 1200+ 16 durci " ' ' 2010 15 1800 13 " w p&888b1 3860
EMI28.10
<tb> 16 <SEP> 1800+ <SEP> 11 <SEP> durci <SEP> " <SEP> boni <SEP> 2610
<tb> 17 <SEP> 3000+ <SEP> 15 <SEP> 1145
<tb> 18 <SEP> 3000+ <SEP> 18 <SEP> " <SEP> " <SEP> 3694
<tb> 19 <SEP> 3000+ <SEP> 11 <SEP> durci <SEP> " <SEP> 1790
<tb>
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TABLEAU II (Suite)
EMI29.1
<tb> Bchan- <SEP> Profondeur <SEP> de <SEP> pompa- <SEP> Viscosité <SEP> de <SEP> Durcissement <SEP> Caractéristiques <SEP> Stabilité <SEP> Perméabilité
<tb> tillon <SEP> ge <SEP> maximum <SEP> (mètres} <SEP> pompage <SEP> (poises)
<tb>
EMI29.2
U3 ¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯ ¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯ 27 C 38 oç 600C 82 C ¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯ 20 5000+ 20 dure! durci. bonne 2660 21 1800 19 # # 2050
EMI29.3
<tb> 22 <SEP> 1200+ <SEP> 33 <SEP> " <SEP> " <SEP> " <SEP> 1545
<tb> 23 <SEP> 1800 <SEP> 23 <SEP> " <SEP> " <SEP> " <SEP> 3850
<tb> 24 <SEP> 1200 <SEP> 22 <SEP> " <SEP> " <SEP> pensable <SEP> 2300
<tb> 25 <SEP> 1800 <SEP> 15 <SEP> " <SEP> " <SEP> " <SEP> 2660
<tb> 26.
<SEP> 3000+ <SEP> 15 <SEP> " <SEP> " <SEP> bonne <SEP> 3100
<tb> 27 <SEP> 1800+ <SEP> 6 <SEP> durci <SEP> <SEP> <SEP> <SEP> 2560
<tb> 28 <SEP> 3000 <SEP> 15 <SEP> " <SEP> " <SEP> " <SEP> 2700
<tb> 29 <SEP> 3000+ <SEP> 6 <SEP> passable <SEP> 3350
<tb> 30 <SEP> 3000+ <SEP> 5 <SEP> durci <SEP> " <SEP> bonne <SEP> 3150
<tb>
EMI29.4
3t 3000 14 3P2Y -32 3000+ 26 # # 3250 33 3000+ 25 " pltssa'b1.c 1560 34 3009 11 mm bonne 2920 35 3000+ 13 # # # 4420
EMI29.5
<tb>
<tb>
EMI29.6
36 3000+ 1 - " ffleable 1880
EMI29.7
<tb> 37 <SEP> 3000+ <SEP> 18 <SEP> " <SEP> 2320
<tb>
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D'après los résultats ci-dessus, on peut voir que les compositions de ciment de la présente invention fournissent un ciment perméable capable d'être utilisé dans les couchée souterraines,
et plus particulièrement, la présente invention décrit un ciment perméable ayant des caractéristiques de perméabilité très améliorées par rapport à la tech- nique antérieure.
Naturellement, l'invention n'est pas li- mitée aux formes de réalisation décrites et repré- sentées, et est susceptible de recevoir diverses variantes rentrant dans le cadre et l'esprit de l'invention.
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"Method and composition for completing a wellbore"
The present invention relates to a method of completing a wellbore for consolidating subterranean layers traversed by vertical wellbores, and to compositions for use in carrying out these methods.
More particularly, the present invention relates to a completion process and compositions of siliceous cement having the normal qualities of a cement, as well as a high degree of permeability after curing which can be obtained at the temperatures of the layers in. a reasonable time.
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Drilling the well in subterranean beds for the purpose of recovering the fluids contained therein, such as petroleum and gai, often involves the need to obtain oos fluidoa from underground couohoa which are friable. These subterranean layers are often friable due to the lack of natural binding materials for the particles in the layer, such as loose sand particles, which therefore spread into the borehole to such an extent that mining is pocketed due to the flow of these particles.
The problem of controlling the separation and unfavorable movement of unconsolidated particles during mining has harmed the industry for many years, and no complete solution has been found. This problem is quite satisfactory, although many attempts have been made. A general attempt to solve this problem is illustrated, by the number of mechanical devices which have been developed such as screens, filters, liners, chokes, etc., to prevent the generation of these unfavorable particles, but they have been generally satisfactory in pocketing the flow of these particles.
Another general attempt to solve the problem has been to consolidate the layer by placing some type of binding agent or material in the layer by a comparison operation to actually consolidate only the particles.
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oulea furnitureo of the layer adjacent to the borehole. These materials, normally in a liquid state, such as plastics or sodium silicates, are injected into the layer to bind loose particles.
Another attempt is to place a permeable mass or dam in the borehole and in the adjacent layer which includes an aggregate instead of only binding the particles of the layer, such as placing a permeable magnet deposit among the compositions of The permeable cement used include those comprising "Portland" cement, in particular those using an aggregate and a certain type of component having a natural permeability such as "pozzolan", and those containing a component which releases a gas in it. cement to create permeability in otherwise impermeable compositions.
The use of silicate cements and in particular sodium silicate in combination with treatment with an acid or a lavago is well known to form cement compositions, but these silicates normally form an impermeable plug or barrier in reservoirs. underground. Sodium silicate has also been used in conjunction with mechanical waving of gravel particles in combination with acid treatment, or together with the natural constituents of the subterranean layer to form a permeable deposit to obtain. the same type of dam with reduced permeability.
There are also well known to use
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certain plastic compositions in multi-phase systems for obtaining consolidations of subterranean layers of a permeable nature In reality, a generally accepted solution has not been found to the problems of providing a permeable cement for use in finishing a well in an underground reservoir.
The present invention disclosed by the present application relates to a United States Patent Application No. 75,654 du and relating to a permeable siliceous cement. This aforementioned patent application comprises different materials and various proportional conditions for common materials, but it is mainly distinguished by the fact that a complete range of partial dimensions, i.e. between 0.149 and 0.074 mm, must be removed to obtain a composition having the desired characteristics.
The present application indicates the inclusion of such a range of particle sizes, while achieving improved characteristics, in particular an improvement in the permeability of the cured composition. Other advantages and characteristics will emerge from the description which follows.
The present invention aims in particular to provide: a method of forming a consolidation dam in a part of a borehole communicating with a friable subterranean layer in the vicinity of the borehole to prevent
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the flow of sand particles during operating * operations! - a process for establishing a permeable structure in the cracks extending in the subterranean layer surrounding the borehole - a process for applying permeable siliceous cement compositions having tensile strength, stability, permeability. - bility,
the hardening time and pumpability required for use in the petroleum industry in well completion and crack plugging operations: - a composition for forming a consolidation dam in part of a borehole in communication with a friable subterranean layer of a permeable material which can be mixed with the surface in conventional equipment and injected into the layer a view of a single phase reaction without it being necessary to '' carry out an acid wash, etc. ;
- a suspension of a silica cement forms a slurry which hardens as a stable suspension in solid form and exhibits good permeability characteristics when cured, and objects conformed.}) made from the latter. Other advantages and characteristics of the invention will emerge from the description which follows and from the examples of application of the invention.
In general, the present invention
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tion can be defined as a method of completing a subterranean borehole crossing a friable layer by placing a suspension in a stable slurry of a siliceous cement in the forago hole in and in the vicinity of the subterranean layer, the said suspension comprising a silicate, a siliceous aggregate of a range of chosen partial dimensions, a stabilizing agent, and water, with an accelerator in certain cases, the said suspension remaining intact during the reaction after curing and after curing exhibiting the necessary qualities, in particular permeability, for the underground use retort described below,
and objects formed from the cured suspension.
The completion process of the present invention relates generally to the completion of wells which pass through the subterranean strata for the purpose of exploiting fluids from the strata, in particular hydrocarbons. The particular finishing operations to which the present invention refers are those in which it is advantageous to place a permeable silica cement in the vicinity and in a triable layer in order to prevent the extraction of the particles. cules of sand concurrently with the fluid.
The process is a suitable process for beech used to form a consolidated permeable structure in and in the vicinity of a subterranean layer which has been completely traversed by an uncased borehole at the bottom of the borehole, during cement operations.
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Tation of casing in which cement is pumped into the borehole and behind the casing to hold the casing and subterranean layer in place, in cases of pressure cementation where a previously cemented casing and a borehole are subjected subsequent deposition of a permeable cement in and near the subterranean layer, in the positioning of liners,
and payment in crack formation operations.
After preparing the borehole and the surrounding subterranean layer for the. implementation of the particular method of completing the well, such as extracting part of the sand in the case of the completion of an uncased borehole or as perforating the casing and cement in the event that this is necessary, the initial stage of the present process is to mix a suspension in a stable slurry of a siliceous cement composition at the surface. This mixing can be carried out in any suitable mixing apparatus, normally conventional equipment used in the petroleum field being satisfactory.
After incorporation of the desired constituents into a suspension in a stable slurry of siliceous cement, the suspension is then pumped through the borehole to the particular proton- ,or and displaced into and adjacent to it. of the subterranean layer, after which the borehole is closed for a suitable period of time, preferably of the order of 24 hours, for
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allow the suspension to harden as a permeable siliceous cement. Then, the well is put back into operation and the fluids are extracted from the layer without concurrently extracting unconsolidated particles.
The method applied to the completion of a non-tube borehole requires the removal of part of the unconsolidated layer by conventional means such as re-drilling, flushing, etc., after which the suspension in the stable slurry siliceous cement is moved through the subterranean layer by pumping or pouring the slurry into the borehole depending on the pressure conditions. After the slurry has hardened to form a permeable cement, mining can be recommenced through the plug, or a hole can be drilled in the permeable plug to facilitate operation.
Application of the present process to a cement casing forming operation requires pumping the slurry in a stable slurry of siliceous cement down into the borehole, and up behind the casing adjacent to the bed. underground.
After sufficient hardening time has elapsed, the casing should be opened by puncturing, notching, etc., to establish communication between the inside of the borehole and the permeable cement. hardened to extract fluids from the subterranean layer, or pre-perforated casing containing plugs can be placed in the borehole, loosely.
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drillings located in the vicinity of the appropriate layer and the perforations being blocked by removable plugs, such as aluminum or magnesium plugs,
which can be easily dissolved from the perforations with an acid or caustic soda to establish the necessary communication between the borehole and the permeable cement in the vicinity of the layer. It is also possible to simply place a limited quantity of this suspension at a chosen depth behind the casing by injecting a reduced quantity after an initial quantity of conventional cement and after the latter by then injecting conventional cement to obtain a setting. in the chosen place of silica cement. permeable in the previously friable operating layer.
Using the present method for a pressure magnetization operation of a hole. Drilling tube, it is necessary that the casing, and any casing cement that would precede put in place, be perforated in a conventional manner before injecting the suspension of the siliceous cement into the stable slurry in the borehole. A packing should be placed in the borehole to isolate the layer of interest so that sufficient pressure can be exerted on the suspension to move it through the perforations and into the subterranean layer without filling the borehole.
It is also possible to incorporate casing liners having a coating or sheath of the permeable silicon cement into the casing string in an easy manner.
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classic lesson, thus avoiding extracting loose wheat.
The method of the present invention applied to a crack forming operation can be carried out by injecting an amount of the suspension in a stable slurry of the silicent cement into the subterranean layer after a crack forming operation. conventional, so that some of the crack-forming fluid is displaced * by the suspension.
The suspension can be pumped into the crack either so that it substantially fills the crack, or so that it fills a lesser part immediately in the vicinity of the borehole, i.e. over a distance of 1.5 to 6. meters, after which the slurry can harden to form a permeable silicic cement and provide a permeable deposit to keep the crack open to remove fluids from the layer without simultaneously removing sand.
In order to fully understand the present invention, the characteristics necessary for a permeable consolidating composition for use in subterranean layers will be described. To be suitable for this application, a composition must have each of the above qualities otherwise it cannot be used in friable subterranean layers.
Failure to meet the inherent conditions for use in a subterranean formation is the reason why no process and no composition is intended to be
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Used ** in the field of exploitation of petrels has not been developed before the present invention.
the initial condition of such a process is to have a pumpable oiaent composition, the duration of pumping of the consolidate composition! one being established in a very precise way by the bubble.,. API RP-10B (1959) which in principle is a combination of the curing time and the viscosity index correlated with the various depths at which consolidation is to be effected.
It is essential that the suspension of a stable slurry has a viscosity lower than the maximum viscosity indicated by said bulletin as being that which allows the suspension to be discharged into the well and into the layer at the desired depths with the poapago equipment currently available. It has been determined that the condition? The maximum viscosity of the cement cannot be satisfied unless the maximum viscosity of the cement is about 70 or less for lifting and at least 100 for pumping.
The cure time of the suspension used in the present process must necessarily be greater than the time required for pumping in order for the suspension to be in place before a cure reaction sufficient to cause a $ increase in viscosity so as to exceed the pumping power.
This allows the slurry to be forced out by the pumping equipment and to be moved into the outlet before the viscosity increases so as to exceed the capacity.
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pumping equipment, thereby ensuring that the suspension can be substantially displaced in or against the subterranean layer to prevent unwanted part of the suspension from remaining in the borehole or in the equipment. *
The cure time is the period of time required to substantially achieve the completion of the binding reaction to a sufficient extent to form a stable siliceous cement which withstands normal operating conditions,
There are other cements that could ultimately undergo a sufficiently complete bonding reaction to satisfy other normal operating conditions, but the period of time is a critical factor. It is obviously important as long as the suspension does not harden too quickly, otherwise the borehole and possibly the pumping equipment will be filled with this water consolidating composition. - hardened condition, necessitating an expensive disposal operation or the abandonment of the equipment above or below the surface. Conversely, it is necessary that the curing time is not too long due to the cost of the temporary suspension of completion or exploitation operations.
Therefore, it is generally accepted that the curing time should not exceed 72 hours, and preferably the curing time should be less than 24 hours in order to be able to resume normal operation without too much expense and expense. delay.
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After placing and hardening of the cement composition, it is mandatory that the cement thus obtained has sufficient strength and stability to withstand the forces exerted by the pressures of the subterranean layer and the erosion characteristics of the fluids. layer during operation. The cement must exhibit sufficient stability to withstand the passage of any fluids, in particular water and brine which may come to its contact for extended periods of time, and must remain chemically stable without breaking down. in an appreciable measure.
The strength of the cured composition should be sufficient to achieve this. ter to any pressure exerted on it during subsequent operating operations, generally a compressive strength of the order of at least 7 kg / cm.
The main requirement of the cement composition of the present invention is permeability, that is, the ability to allow the flow of fluids in its network of interconnected pores. The present invention relates to a permeability. suspension of a stable slurry and subsequent solid suspension of a siliceous cement which can be placed in the vicinity and in the working layers, and failure to achieve sufficient passage of fluids through the cement completely cancels out all previous efforts. It is recommended that the cement composition exhibit a permeability of at least 100 millidarcys and
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EMI14.1
preferably 500 millidaroye or higher.
After describing the characteristics
EMI14.2
As desired or of such a permeable cement composition, the composition of the present invention will be described in detail. The siliceous aggregate unsealed in the cement composition of the present invention may be a substance. any aggregate which is a solid siliceous material having the desired partial-size distribution, preferably at
EMI14.3
at'a, asana that it is necessary for it to present some particular particle forao.
The part.ou.a3rn dimension is critical, insofar as a narrow range, included in the wider Cam Mentioned below, of distribution of di-
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particulate matter increases the permeability of the cement, and conversely a wider range of di-
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particular mentions decreases the. permeability. The range of particle sizes is critical since substantially all of the particles must be within a particle range, but an intermediate range within the general range need not be completely removed or absent from the aggregate to provide the aggregate. permeability
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xn5csaoeis.
Generally speaking, the particle size range of the aggregate is the range of aggregates which have a partial dimension less than 4 mm and have an amount of fanning material. in the range of particle sizes between 0.149 and 0.074 mm to form a suspension
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of a stable slurry in the presence of other conati-
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killing.
Preferably, the range of particle sizes of the aggregates is between 4 and
0.074 mm and while the amount between
0.149 and 0.074 mm can vary over a wide range, it generally constitutes at least
About 10% by weight of the aggregate, and preferably 20 to 50% by weight of the aggregate, although a corresponding amount of 4,100 of the aggregate between 0.149 and 0.074 mm gives a satisfactory permeable cement. A particularly effective range of particle sizes is that in which the aggregate material has a particle size of less than 0.297 mm, or greater.
0.088 mm, at least 10% by weight and preferably 20 to 60% by weight of the aggregate having a particle size of less than C, 149 mm. An aggregate having a particle size within a narrow range within the above general range including smaller particles, such as those in the preferred range, gives a less viscous slurry than an aggregate which is open in such a way. general the whole range of partial or- lar dimension, that is to say comprising larger particles,
Whereas the presence of the larger particles necessitates the incorporation of a greater amount of the smaller sized particles to obtain the suspension which provides substantially reduced permeability.
The invention describes the use of an aggregate having a dimension distribution. particles which avoids the need to eliminate sensitive-
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The particles of the aggregate fall within a particle size range intermediate the wider range, the only condition being that the aggregate is capable of forming a stable slurry suspension in the presence of the remaining constituents. This eliminates the need to selectively adjust the particle size distribution by sieving operations or to choose several grades of sand to eliminate specific particle size ranges, for example those between 0.149 and 0.074 mm.
Conversely, it is obvious that one can remove a narrow range of particles and keep the aggregate in a usable form, but this simply decreases the permeability of the cured composition as a result and is not outside the scope of the present invention. . In particular, the incorporation of an aggregate having particle sizes less than h 0.149 mm should include the normal distribution of particles in the range of 0.149 to 0.074 mm, at least to the extent that a normal distribution of the particular dimensions occurs. produced at less than 0.149 mm, by not eliminating this narrow size range in favor of particles smaller than 0.074 mm.
The amount of the aggregate to be incorporated is the amount between 45 and 75% by weight approximately of the suspension, preferably between 50 and 70% by weight of the latter.
The vehicle or suspension vehicle for the other constituents of the slurry suspension
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stable is water, which can be substantially any water provided that it does not contain foreign matter of a nature or in an amount which will adversely affect the binding reaction or the desired cure time of the composition. The amount of water to be incorporated is between 15 and 30% by weight approximately of the total suspension, preferably between 20 and 25% by weight.
The binding agent of the cement composition of the process of the present invention is sodium silicate or potassium silicate, which is treated to give it water-solubility characteristics. Sodium silicates (Na2O: SiO2) are the preferred silicates from an economic and operational standpoint.
The silicate can be obtained commercially in the form of powder in the hydrated state, or in the form of a liquid in which water has been incorporated beforehand to form a solution of various concentrations. The preferred volume is the hydratdo form, since the sodium silicate solution can then be mixed on site with any available water, thus avoiding the inconvenience of handling, transport, etc., of water and in addition the use of the powder form making it possible to pack all the constituent parts beforehand.
This combination of the water and sodium silicate of the cough cement composition creates an aqueous solution of sodium silicate which is the final vehicle for aggregate and other constituents.
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killing solids. The sodium silicate is incorporated into the composition in an amount between
About 5 and 25% by weight, preferably between 8 and 15% by weight, these weights being measured on the basis of the powdered sodium silicate and on the basis of the total suspension.
Any use of the silicate in a pre-mixed solution or in liquid form requires that the solute or solvent for this solution exist in amounts included in the ranges indicated separately in the present application for the sodium silicate and water respectively to allow to use it.
Increasing the ratio of sodium oxide to silicon dioxide in the silicate increases alkalinity, which decreases the rate of the bond reaction, thereby increasing the cure time. Consequently, the reverse makes it possible, by varying these ratios, to adjust the pumping time. This is particularly advantageous in cases where a prolonged pumping time is required, such as placing more of the composition in the Units of a single cavity or in a subterranean layer located at a greater depth. . The degree of alkalinity of the silicate is inversely proportional to the ratio of Na2O to SiO2, the ratio 1: 1 being extremely alkaline.
Silicates with lower alkalinity have a shorter cure time due to the rapidity with which colloidal silicone acid precipitates. The reverse applies to silicates with higher alkalinity. The
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More alkaline silicates are more soluble, less viscous, and therefore require a longer cure time due to the need for precipitation to form the final bond. An increase in the alkalinity of the system increases the pumping time of the system.
The range of ratios from sodium oxide to silicon dioxide to the silicate of this composition. The sition is between 1: 1.6 and 1: 3.6 parts, preferably between 1: 2.0 and 1: 2.6 parts.
This cement composition includes a stabilizing agent so that the cured slurry resists decomposition caused by the passage of fluids from the subterranean layer, in particular water. The stabilizers act on the sodium silicates to form a less soluble bond, the silicate is slightly soluble in water, so that the stabilizers transform the silicates into a more complex insoluble silicate. Any number of these agents can be used, but oxides of heavy metals such as zinc, lead, iron, etc. are preferred, with the preferred agent being zinc oxide.
These stabilizing agents based on metal oxides should have a particle size generally within the range indicated for the aggregate, but preferably in a finer or powder form in order to maintain the suspension and to be sufficiently reactive. to perform the binding reaction.
The stabilizing agent is incorporated in an amount of between about 1.0 and 6.0%, whereby
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preferably between 2.0 and 4.0%, by weight of the suspension, except that the amount of the stabilizing agent must be controlled in case it is incorporated together with a combination of a stabilizer and a stabilizer. an accelerator, as described below. Larger amounts can be incorporated without appreciable advantage being obtained, since the suspension can contain only a limited amount of the agent, and any excess is economically unattractive and useful. tendency to decrease the permeability of the cured composition due to the determined particle size and the relative insolubility of the suspension.
Optionally, an accelerating agent can be incorporated into this cement composition in order to increase the rate of the binding reaction and thereby shorten and control the time of cure necessary to achieve the permeable mass at particular depths. Accelerators for the cement composition of the present invention are those which release carbon dioxide at a low rate, such as ammonium bicarbonate, sodium bicarbonate, and other bicarbonate salts to avoid instant curing while causing the composition to react at lower temperatures and thus at shallower depths.
This agent should have a particle size analogous to the glue of the stabilizing agent, and should incorporate in an amount between about 0 and 1.0% by weight of the suspension depending on the particular conditions of a suspension.
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given composition, preferably between 0.05 and 0.9 by weight.
In addition to the upstream stabilizer and the accelerator described above, there is a group of materials which function as a combined stabilizer and accelerator. These combined agents are silicofluorides, such as sodium silicofluoride, which have a particle size analogous to that of the stabilizing agent, the amount to be used being between 0 and 3.0% by weight approximately of the following suspension. The individual characteristics of the soil layer, in particular 0.4 to 2.5 by weight.
These stabilizing, accelerating and combined agents can be used individually or in any combination in order to obtain a composition which has sufficient stability and a hardening time allowing it to be used under the particular conditions of the subterranean layer to be consolidated. The amount of material required to achieve a stable suspension upon curing and the amount of material required to achieve the desired cure time can be readily determined for a particular application by trial and error by a skilled person using the information and data. of the present description.
The total amount of the accelerating agent present in the soil layer, either as such, or as a combined stabilizing and accelerating agent, must be sufficient to provide
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Not only does the suspension cure not only over a desired period of time, but also provides a suspension which exhibits the desired pumpability characteristics.
As an indication of the amount of accelerator material to be incorporated into a composition, a factor, hereinafter referred to as a depth index (PI) has been developed to provide a means of determining the amount that a suspension will provide. slurry in a slurry which exhibits the desired pumping and hardening characteristics for a particular depth.
In general, the factor IP can be given by the above equation:: IP 3000 (Metal oxide a8an 'aacdldrateur 3000 (Metal oxide x accelerating agent
Na2O + combined accelerator and stabilizer)
Therefore, it is possible to incorporate the known factors into the above equation in order to determine the amount of the accelerator for the composition necessary to obtain a usable composition having the desired characteristics for the indicated depth, for cases where an accelerating agent is required.
The ranges of amounts and particle sizes of the various constituents of the siliceous cement of the present invention have been given in the present application; however, it is necessary to tailor composition 4 to a number of particular subterranean layers.
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The application of the composition to an undercoat. individual requires that the composition be considered in light of the characteristics of the layer, in particular the depth and the. duration and temperature of pumping, however, this can easily be determined from conventional data available in the field. It is evident that all of the reaction variables caused by the many constituents of the cement composition are substantially dependent on each other, and that an arbitrary choice of a desired volume of a particular constituent restricts the limits of the ranges of the compounds. other materials to be incorporated into the composition.
These volumes and ranges can be readily determined by one skilled in the art with knowledge of the characteristics of the subterranean layer, and applying the data of this specification, although the estimates of the current laboratory processes can be used. to choose the composition. The data given below given in Table 1 give formulations of particular compositions for compositions of the present invention *
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s "ua tC s cV ut t t t 1 t N 4! t1 t! tr 't!' 4 N 1! ttl tl! V! 1J tV iW N 1,11! ' 10 ÇÎKB 3 tî> h 8 "± * l" î. * T t # w t- # vo, C co i> S 3> | 9+ l W * "ca a s ci .. c ci c i a a
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S fi Yr, '00, 0 11 N t M h t 6 w 11 cY Cd G' Ô 4 ,? VS) ? O t O O O Ct Q 9t'-t- <ttt <to (jû!.) TfQ {t) '43, V1 w "" w eM w:
IJ w QIa w lt w CT! w '^ w O w rs w C "' wrw C1 ww M wwr ^ w 4S7 {- <OjDir'0 (00? QCtJ? 0 {OOOOt- ai la u1 ux ua sr 1-4 'sV n.OtécVÔlplnJ cVplNtr1 NL -VN "NppN jjl 6 J t'V L11 N cY NNNN cV N iN N ç N ri4l i't ''! Otn'tt'Mu3t <'ot - (\; t r4 r4 C% j CY r4 Cu C, 4 Cm cm 0 ry IN 0 (y rq ao r4 MN, cVt G? NN SV N t1t NNNN 11 cV C1 G1l NNN tV r catz iti * -'- * - <, '[t ^ ww 1 w Cf1 w 00 w .w .. w qp w O wiw O w Q w N w pn wtw â w C? ww tV I G4 0 t71 CQ (i G 71 fD D S71 C "ai CO t" 01 ti 07 QO 'lh if1 m Lf1 Lil ,,.
I11 lf1 p TD lf1 t'1 Co t- Ob t- 4b t- IN t- b MN m 1 MN M% K% b * t4l K% t (,% t4N tm t #% nnnnt (N õ 't, a zon! 4 'r' "r-" 'er, r,, w
<Desc / Clms Page number 25>
TABLE I (Continued)
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Sample Na 20 Si02 Ratio Silicate Water Aggregate Accelerator-Stabilizer Agent Stator J- ,, 1: a20: Si02 1- "rator, 9G and accelerator," bi1iR & nt, "0? ' a2o ¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯ ¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯ ¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯
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<tb> 19 <SEP> 3.99 <SEP> 8.77 <SEP> 1: 2.2 <SEP> 12.76 <SEP> 23.26 <SEP> 60.76 <SEP> 0.18 <SEP > 0.87 <SEP> 2.17
<tb> 20 <SEP> 3.72 <SEP> 8.91 <SEP> 1: 2.4 <SEP> 12.63 <SEP> 24.14 <SEP> 60.14 <SEP> 0.09 <SEP > 0.86 <SEP> 2.15
<tb> 21 <SEP> 3.93 <SEP> 9.43 <SEP> 1: 2.4 <SEP> 13.36 <SEP> 24.36 <SEP> 63.64 <SEP> 0.18 <SEP > 0.72 <SEP> 2.27
<tb> 22 <SEP> 3.76 <SEP> 9.02 <SEP> 1:
2.4 <SEP> 12.78 <SEP> 23.30 <SEP> 60.87 <SEP> 0.44 <SEP> 0.44 <SEP> 2.17
<tb> 23 <SEP> 3.76 <SEP> 9.02 <SEP> 1: 2.4 <SEP> 12.78 <SEP> 23.30 <SEP> 60.87 <SEP> 0.87 <SEP > - <SEP> 2.17
<tb> 24 <SEP> 3.71 <SEP> 8.91 <SEP> 1: 2.4 <SEP> 12.62 <SEP> 23.00 <SEP> 60.09 <SEP> 0.86 <SEP > - <SEP> 3.43
<tb> 25 <SEP> 3.71 <SEP> 8.91 <SEP> 1: 2.4 <SEP> 12.62 <SEP> 23.00 <SEP> 60.08 <SEP> - <SEP> 0 , 85 <SEP> 3.43
<tb>
EMI25.3
26 3.76 9.03 1: 2.4 12.79 23.32 60.92 0.09 or70 2.18
EMI25.4
<tb> 27 <SEP> 3.76 <SEP> 9.03 <SEP> 1: 2.4 <SEP> 12.79 <SEP> 23.32 <SEP> 60.92 <SEP> 0.26 <SEP > 0.43 <SEP> 2.16
<tb> 28 <SEP> 3.72 <SEP> 8.92 <SEP> 1: 2.4 <SEP> 12.64 <SEP> 23.04 <SEP> 60.19 <SEP> - <SEP> 0 , 69 <SEP> 3.44
<tb> 29 <SEP> 3.94 <SEP> 8.68 <SEP> 1: 2.2 <SEP> 12.62 <SEP> 23.00 <SEP> 60.08 <SEP> - <SEP> 0 , 86 <SEP> 3.43
<tb> 30 <SEP> 3.77 <SEP> 9.03 <SEP> 1:
2.4 <SEP> 12.80 <SEP> 23.34 <SEP> 60.98 <SEP> - <SEP> 0.70 <SEP> 2.18
<tb>
EMI25.5
31 3e72 8.92 lz2.4 12.64 23.04 60.19 0.69 - 3.44
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<tb> 32 <SEP> 3.77 <SEP> 9.03 <SEP> 1: 2.4 <SEP> 12.80 <SEP> 23.34 <SEP> 60.98 <SEP> 0.70 <SEP > - <SEP> 2.14
<tb> 33 <SEP> 3.73 <SEP> 8.96 <SEP> 1: 2.4 <SEP> 12.69 <SEP> 24.01 <SEP> 60.45 <SEP> 0.26 <SEP > 0.43 <SEP> 2.16
<tb> 34 <SEP> 3.72 <SEP> 8.93 <SEP> 1: 2.4 <SEP> 12.65 <SEP> 23.06 <SEP> 60.24 <SEP> 0.17 <SEP > 0.43 <SEP> 3.44
<tb> 35 <SEP> 3.75 <SEP> 8.99 <SEP> 1: 2.4 <SEP> 12.75 <SEP> 23.83 <SEP> 60.66 <SEP> 0.17 <SEP > 0.43 <SEP> 2.17
<tb> 36 <SEP> 3.77 <SEP> 9.06 <SEP> 1: 2.4 <SEP> 12.83 <SEP> 23.39 <SEP> 61.08 <SEP> 0.09 <SEP > 0.44 <SEP> 2.18
<tb> 37 <SEP> 3.71 <SEP> 8.91 <SEP> 1:
2.4 <SEP> 12.62 <SEP> 23.00 <SEP> 60.09 <SEP> - <SEP> - <SEP> 4.29
<tb>
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The above information in Table 1 indicates the large number of compositions within the scope of the present description. These compositions are obtained by weighing the desired amounts of the components in the wet and dry liver, after which the wet component is placed in a conventional mechanical mixer, and the dry materials are placed in the mixer in any order, although the aggregate is preferably poured into the mixer last.
The materials are kept in the mixer until a homogeneous mixture is obtained in order to obtain a stable suspension of the composition of the silicate cement. The composition is then placed in the necessary laboratory equipment, i.e. a part is placed in a slurry cuvette of a consistometer to evaluate the properties of the slurry by measuring the pumping viscosity. and the duration of pumping under simulated subterranean conditions, and another portion of this material is placed in a mold to obtain a cured composition.
The mold containing the composition is placed in conventional baking equipment where the temperature and pressure are controlled so that the material can bake for the desired time period.
At the end of the necessary baking, the mold is removed from the baking equipment, and the cured composition is then subjected to a series of tests such as strength, permeability and stability by means of processes and equipment. conventional laboratory facilities.
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Information as to the physical properties as described above of the compositions shown in Table 1 are given by Ta-
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bleau Il hereafter
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TABLE II
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Exchan- Depth of gon- Viscosity of Hardening Characteristic SfcalA lity Permeability tillon page saxisust (meters) pumping (poises) 270C 38 C 6000 820C N.-.... ######. ### ¯¯¯¯¯ ¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯ - ¯¯¯¯¯ ¯¯¯¯¯ ¯¯¯¯¯ ¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯
EMI28.2
<tb> 1 <SEP> 600 <SEP> 9 <SEP> hardened <SEP> hardened <SEP> hard:
!. <SEP> hardened <SEP> passable <SEP> 2480
<tb>
EMI28.3
2,600 11 x "1590
EMI28.4
<tb> 3 <SEP> 600+ <SEP> 26 <SEP> "<SEP>" <SEP> good <SEP> 4750
<tb> 4 <SEP> 600 <SEP> 17 <SEP> hardened <SEP> "<SEP>" <SEP> 1550
<tb> 5 <SEP> 600 <SEP> 17 <SEP> hardened <SEP> "<SEP> 3440
<tb> 6 <SEP> 600 <SEP> 20 <SEP> "<SEP>" <SEP> "<SEP>" <SEP> 2105
<tb>
EMI28.5
7 900 14 hardened "11 tt # 2560 8 600 15" "11" ..
2870
EMI28.6
<tb> 9 <SEP> 1200 <SEP> 17 <SEP> "<SEP>" <SEP> "<SEP>" <SEP> 2110
<tb> 10 <SEP> 1500 <SEP> 16 <SEP> "<SEP>" <SEP> 2110
<tb> 11 <SEP> 1200+ <SEP> 22 <SEP> durai <SEP> '<SEP> "<SEP>" <SEP> 1750
<tb>
EMI28.7
12 1800+ 19 - # puanable 4-140
EMI28.8
<tb> 13 <SEP> 1200 <SEP> 27 <SEP> good <SEP> 2090
<tb>
EMI28.9
14 1200+ 16 hardened "'' 2010 15 1800 13" w p & 888b1 3860
EMI28.10
<tb> 16 <SEP> 1800+ <SEP> 11 <SEP> hardened <SEP> "<SEP> bonus <SEP> 2610
<tb> 17 <SEP> 3000+ <SEP> 15 <SEP> 1145
<tb> 18 <SEP> 3000+ <SEP> 18 <SEP> "<SEP>" <SEP> 3694
<tb> 19 <SEP> 3000+ <SEP> 11 <SEP> hardened <SEP> "<SEP> 1790
<tb>
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TABLE II (Continued)
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<tb> Bchan- <SEP> Depth <SEP> of <SEP> pumpa- <SEP> Viscosity <SEP> of <SEP> Hardening <SEP> Characteristics <SEP> Stability <SEP> Permeability
<tb> tillon <SEP> ge <SEP> maximum <SEP> (meters} <SEP> pumping <SEP> (poises)
<tb>
EMI29.2
U3 ¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯ ¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯ 27 C 38 oç 600C 82 C ¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯ 20 5000 + 20 hard! hardened. good 2660 21 1800 19 # # 2050
EMI29.3
<tb> 22 <SEP> 1200+ <SEP> 33 <SEP> "<SEP>" <SEP> "<SEP> 1545
<tb> 23 <SEP> 1800 <SEP> 23 <SEP> "<SEP>" <SEP> "<SEP> 3850
<tb> 24 <SEP> 1200 <SEP> 22 <SEP> "<SEP>" <SEP> thinkable <SEP> 2300
<tb> 25 <SEP> 1800 <SEP> 15 <SEP> "<SEP>" <SEP> "<SEP> 2660
<tb> 26.
<SEP> 3000+ <SEP> 15 <SEP> "<SEP>" <SEP> good <SEP> 3100
<tb> 27 <SEP> 1800+ <SEP> 6 <SEP> hardened <SEP> <SEP> <SEP> <SEP> 2560
<tb> 28 <SEP> 3000 <SEP> 15 <SEP> "<SEP>" <SEP> "<SEP> 2700
<tb> 29 <SEP> 3000+ <SEP> 6 <SEP> passable <SEP> 3350
<tb> 30 <SEP> 3000+ <SEP> 5 <SEP> hardened <SEP> "<SEP> good <SEP> 3150
<tb>
EMI29.4
3t 3000 14 3P2Y -32 3000+ 26 # # 3250 33 3000+ 25 "pltssa'b1.c 1560 34 3009 11 mm good 2920 35 3000+ 13 # # # 4420
EMI29.5
<tb>
<tb>
EMI29.6
36 3000+ 1 - "ffleable 1880
EMI29.7
<tb> 37 <SEP> 3000+ <SEP> 18 <SEP> "<SEP> 2320
<tb>
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From the above results, it can be seen that the cement compositions of the present invention provide a permeable cement capable of being used in subterranean layers,
and more particularly, the present invention discloses a permeable cement having much improved permeability characteristics over the prior art.
Naturally, the invention is not limited to the embodiments described and shown, and is capable of receiving various variants falling within the scope and spirit of the invention.