BRPI0621584A2

BRPI0621584A2 - fluido de perfuração sedimentável, e, métodos de cimentação, de conversão de um fluido de perfuração de base aquosa em um fluido de perfuração sedimentável, e de perfuração de um furo de poço e de cimentação de um furo de poço

Info

Publication number: BRPI0621584A2
Application number: BRPI0621584-0A
Authority: BR
Inventors: Craig W Roddy; Jiten Chatterji; Darrell Chad Brenneis; Bobby J King
Original assignee: Halliburton Energy Serv Inc
Priority date: 2006-04-11
Filing date: 2006-10-04
Publication date: 2011-12-13
Also published as: WO2007116196A1; CA2648747C; NO20084281L; EP2004569B1; CA2648747A1; EP2004569A1; DK2004569T3

Abstract

FLUIDO DE PERFURAçãO SEDIMENTáVEL, E, MéTODOS DE CIMENTAçãO, DE CONVERSãO DE UM FLUIDO DE PERFURAçãO DE BASE AQUOSA EM UM FLUIDO DE PERFURAçãO SEDIMENTáVEL, E DE PERFURAçãO DE UM FURO DE POçO E DE CIMENTAçãO DE UM FURO DE POçO. Fluidos de perfuração sedimentáveis que compreendem um fluido de perfuração de base aquosa e poeira de forno de cimento. Métodos de cimentação em uma formação subterrânea que compreendem provisão de um fluido de perfuração sedimentável compreendendo um fluido de perfuração de base aquosa e poeira de forno de cimento, introdução do fluido de perfuração sedimentável dentro de uma formação subterrânea, e permissão de que o fluido de perfuração sedimentável endureça dentro da formação subterrânea. Métodos de conversão de um fluido de perfuração de base aquosa em um fluido de perfuração sedimentável que compreendem provisão do fluido de perfuração de base aquosa, e adição de poeira de forno de cimento no fluido de perfuração de base aquosa para formar o fluido de perfuração sedimentável. Métodos de perfuração de um furo de poço e cimentação de um furo de poço que compreende perfuração de um furo de poço, circulação de um fluido de perfuração de base aquosa dentro do furo de poço durante a etapa de perfuração do furo de poço, adição de poeira de forno de cimento no fluido de perfuração de base aquosa para formar um fluido de perfuração sedimentável, e permissão de que o fluido de perfuração sedimentável endureça dentro do furo de poço.

Description

TLUIDO DE PERFURAÇÃO SEDIMENTÁVEL, Ε, MÉTODOS DE CIMENTAÇÃO, DE CONVERSÃO DE UM FLUIDO DE PERFURAÇÃO DE BASE AQUOSA EM UM FLUIDO DE PERFURAÇÃO SEDIMENTÁVEL, E DE PERFURAÇÃO DE UM FURO DE POÇO E DE CIMENTAÇÃO DE UM FURO DE POÇO" FUNDAMENTOS

A presente invenção refere-se às operações subterrâneas e, mais particularmente, aos fluidos de perfuração sedimentáveis que compreendem um fluido de perfuração de base aquosa e poeira de forno de cimento ("CKD"), e aos associados métodos de uso em operações subterrâneas.

Durante a perfuração de um furo de poço em uma formação subterrânea, um fluido de perfuração pode ser usado para, dentre outras coisas, esfriar a broca de perfuração, lubrificar a coluna de perfuração rotativa para prevenir que ela agarre nas paredes do furo de poço, prevenir erupções ao servir como uma cabeça hidrostática para contra-atacar a entrada súbita dentro do furo de poço de fluidos de formação de pressão alta, e remover os cascalhos de perfuração do furo de poço. Um fluido de perfuração pode ser circulado descendentemente através de um tubo de perfuração e da broca de perfuração e então ascendentemente através do furo de poço para a superfície. Uma variedade de fluidos de perfuração pode ser usada durante a perfuração dos furos de poços para dentro de uma formação subterrânea. Por exemplo, o fluido de perfuração usado pode ser qualquer um de numerosos fluidos (gasosos ou líquidos) e misturas de fluidos e sólidos (tais como suspensões de sólidos, misturas, e emulsões).

Uma vez tendo sido perfurado o furo de poço para uma profundidade desejada, a coluna de perfuração e a broca de perfuração podem ser removidas do furo de poço e o fluido de perfuração pode ser deixado dentro do furo de poço para proporcionar pressão hidrostática sobre a formação penetrada pelo furo de poço, e.g., para prevenir o fluxo de fluidos de formação para dentro do furo de poço. A seguir, uma coluna tubular (e.g., revestimento, revestimentos terminais, etc. pode ser introduzida dentro do furo de poço. Dependendo da profundidade do furo de poço e de quaisquer problemas são ou não encontrados na introdução da coluna tubular dentro do furo de poço, o fluido de perfuração pode permanecer estático dentro do furo de poço por um período de tempo relativamente longo, por exemplo, de até 24 horas ou mais longo. Embora fluidos de perfuração não sejam sedimentáveis (e.g.,eles geralmente não formam uma massa endurecida no decorrer do tempo), fluidos de perfuração podem aumentar em força de gel com o passar do tempo. Como aqui referido, "força de gel" é a medição da capacidade de uma dispersão coloidal para formar um gel e é baseada em sua resistência ao cisalhamento. Conseqüentemente, durante o período de tempo no qual o fluido de perfuração está estático dentro do furo de poço, porções do fluido de perfuração podem aumentar em força de gel de modo que deslocamento do fluido de perfuração de dentro do furo de poço pode ser tornar muito difícil.

Após ter sido introduzida a coluna tubular dentro do furo de poço, a coluna tubular pode ser cimentada dentro do furo de poço pelo bombeamento de uma composição de cimento dentro de um espaço anular entre as paredes do furo de poço e a coluna tubular disposta dentro do mesmo, deslocando deste modo o fluido de perfuração dentro do espaço anular. Contudo, se o fluido de perfuração tiver desenvolvido força de gel suficiente devido à permanência estática dentro do furo de poço, porções do fluido de perfuração dentro do espaço anular podem não ser deslocadas. Visto que o fluido de perfuração geralmente não é sedimentável, isto pode ser problemático. Por exemplo, devido ao fato de o fluido de perfuração poder permanecer sobre as superfícies da formação subterrânea e sobre as superfícies da coluna tubular, pode não resultar uma ligação adequada entre a composição de cimento e as superfícies. Isto pode acarretar a perda de isolamento em zonas, que pode resultar em fluidos de formação continuamente entrando e fluindo para dentro do furo de poço.

Com o objetivo de solucionar o problema descrito acima, fluidos de perfuração sedimentáveis têm sido usados antes. Geralmente, um fluido de perfuração sedimentável deve ser formulado de modo que ele seja compatível com o fluido de perfuração (se houver) permanecendo dentro do furo de poço. Em algumas situações, o fluido de perfuração sedimentável pode ser formulado usando pelo menos uma porção do fluido de perfuração que foi usado na perfuração do furo de poço. Devido ao fato de o fluido de perfuração sedimentável dever ser compatível com quaisquer fluidos permanecendo dentro do furo de poço, uso de um fluido de perfuração sedimentável em operações de cimentação subseqüentes (e.g., cimentação primária) pode reduzir os problemas associados com a incompatibilidade entre uma composição de cimento e o fluido de perfuração permanecendo dentro do furo de poço. Adicionalmente, uso de um fluido de perfuração sedimentável pode aliviar os problemas associados com a disposição de fluido de perfuração utilizado.

Durante a manufatura de cimento, um material residual referido como "CKD" é gerado. "CKD," como aquele termo aqui empregado, refere-se a uma alimentação de forno parcialmente calcinada que é tipicamente removida da corrente gasosa e coletada durante a manufatura de cimento. Normalmente, quantidades grandes de CKD são coletadas na produção de cimento, e são comumente dispostas como resíduo. Disposição de CKD residual pode adicionar custos indesejáveis associadas com sua disposição. A análise química de CKD de vários fabricantes de cimento varia dependendo de numerosos fatores, incluindo a alimentação de forno particular, as eficiências da operação de produção de cimento, e os sistemas de coleta de poeira associados. CKD geralmente pode compreender de óxidos, tais como SiO2, Al2O3, Fe203, CaO, MgO, SO3, Na2O, e K2O. SUMÁRIO

A presente invenção refere-se às operações subterrâneas e, mais particularmente, aos fluidos de perfuração sedimentáveis compreendendo um fluido de perfuração de base aquosa e CKD, e aos associados métodos de uso em operações subterrâneas.

De acordo com um aspecto da invenção é proporcionado um fluido de perfuração sedimentável que compreende um fluido de perfuração de base aquosa e poeira de forno de cimento.

De acordo com outro aspecto da invenção é proporcionado um fluido de perfuração sedimentável que compreende um fluido de perfuração de base aquosa, poeira de forno de cimento, vapor de sílica, e hidróxido de cálcio.

De acordo com outro aspecto da invenção é proporcionado um fluido de perfuração sedimentável que compreende um fluido de perfuração de base aquosa, poeira de forno de cimento, um cimento hidráulico, vapor de sílica, xisto vitrificado, e hidróxido de cálcio.

De acordo com outro aspecto da invenção é proporcionado um método de cimentação que compreende provisão de um fluido de perfuração sedimentável compreendendo um fluido de perfuração de base aquosa e poeira de forno de cimento, introdução do fluido de perfuração sedimentável dentro de uma formação subterrânea, e permissão de que o fluido de perfuração sedimentável endureça dentro da formação subterrânea.

De acordo com outro aspecto da invenção é proporcionado um método de conversão de um fluido de perfuração de base aquosa em um fluido de perfuração sedimentável que compreende provisão de fluido de perfuração de base aquosa, e adição de poeira de forno de cimento no fluido de perfuração de base aquosa para formar o fluido de perfuração sedimentável.

De acordo com outro aspecto da invenção é proporcionado um método de perfuração de um furo de poço e de cimentação de um furo de poço que compreende perfuração de um furo de poço, circulação de um fluido de perfuração de base aquosa dentro do furo de poço durante a etapa de perfuração do furo de poço, adição de poeira de forno de cimento no fluido de perfuração de base aquosa para formar um fluido de perfuração sedimentável, e permissão de que o fluido de perfuração sedimentável endureça dentro do furo de poço.

As características e vantagens da presente invenção serão evidentes para aqueles pessoas experientes na arte. Embora numerosas mudanças possam ser feitas por aqueles pessoas experientes na arte, tais mudanças estão dentro do espírito da invenção.

DESCRIÇÃO DE MODALIDADES PREFERIDAS

I. Fluidos de perfuração sedimentáveis exemplares da presente invenção

A presente invenção proporciona um fluido de perfuração sedimentável compreendendo um fluido de perfuração de base aquosa e CKD. Estes fluidos de perfuração sedimentáveis devem ser adequados para uso em uma variedade de operações de cimentação subterrâneas, incluindo, mas não limitadas a, cimentação primária. Geralmente, os fluidos de perfuração sedimentáveis da presente invenção podem ser formulados de modo que sejam compatíveis com o fluido de perfuração, se houver, que permanece dentro do furo de poço das operações de perfuração previamente realizada dentro do furo de poço.

Geralmente, qualquer fluido de perfuração de base aquosa adequado para uso em operações de perfuração pode ser usado, desde que o fluido de perfuração, ou quaisquer seus componentes, não interaja(m) adversamente com os outros componentes dos fluidos de perfuração sedimentáveis da presente invenção. Em algumas modalidades, o fluido de perfuração pode incluir pelo menos uma porção do fluido de perfuração que foi usado na perfuração do furo de poço. Fluidos de perfuração de base aquosa adequados incluem qualquer número de fluidos que podem ser usados para perfuração de um furo de poço. Um exemplo de um fluido de perfuração de base aquosa adequado compreende um gel aquoso. Para viscosificação, em algumas modalidades, géis aquosos apropriados podem compreender um agente viscosificante, tal como argilas (e.g, bentonita, atapulgita, sepeolita, etc.) e agentes viscosificantes poliméricos. Em algumas modalidades, géis aquosos adequados podem compreender um material aumentador de peso (e.g., sulfato de bário). Em algumas modalidades, géis aquosos adequados podem compreender óxido de cálcio (e.g., lamas tratadas com cal) e/ou poliacrilamida parcialmente hidrolisada ("PHPA") (e.g., lamas de PHPA). Ainda mais, fluidos de perfuração de base aquosa adequados adicionalmente podem compreender qualquer um de uma variedade de aditivos, incluindo, mas não limitados a, diluentes, agentes de controle de filtração, agentes viscosificantes poliméricos, soda cáustica, sais (e.g., cloreto de sódio), e combinações dos mesmos.

Em algumas modalidades, o fluido de perfuração de base aquosa pode estar presente nos fluidos de perfuração sedimentáveis da presente invenção em uma quantidade dentro da faixa de cerca de 5% a cerca de 80% em peso do fluido de perfuração sedimentável. Em algumas modalidades, o fluido de perfuração pode estar presente nos fluidos de perfuração sedimentáveis da presente invenção em uma quantidade dentro da faixa de cerca de 5% a cerca de 40% em peso do fluido de perfuração sedimentável. Em algumas modalidades, o fluido de perfuração pode estar presente nos fluidos de perfuração sedimentáveis da presente invenção em uma quantidade dentro da faixa de cerca de 10% a cerca de 30% em peso do fluido de perfuração sedimentável. Uma pessoa ordinariamente experiente na arte será capaz de determinar, com o benefício desta descrição, a quantidade apropriada de fluido de perfuração presente nos fluidos de perfuração sedimentáveis da presente invenção baseado em numerosos fatores, incluindo a resistência à compressão desejada, a temperatura de fundo de poço, permeabilidade da formação, porosidade da formação, sedimentação do bolo de filtro de lama, e reologia do fluido.

A CKD deve estar incluída no fluido de perfuração sedimentável da presente invenção em uma quantidade suficiente, dentre outras coisas, para proporcionar a resistência à compressão desejada para uma aplicação particular. Em algumas modalidades, a CKD pode estar presente nos fluidos de perfuração sedimentáveis da presente invenção em uma quantidade dentro da faixa de cerca de 5% a 30% em peso do fluido de perfuração sedimentável. Em algumas modalidades, a CKD pode estar presente nos fluidos de perfuração sedimentáveis da presente invenção em uma quantidade dentro da faixa de cerca de 5% a 20% em peso do fluido de perfuração sedimentável. Em algumas modalidades, a CKD pode estar presente nos fluidos de perfuração sedimentáveis da presente invenção em uma quantidade dentro da faixa de cerca de 5% a 15% em peso do fluido de perfuração sedimentável.

Em algumas modalidades, os fluidos de perfuração sedimentáveis da presente invenção opcionalmente adicionalmente podem compreender água adicional. A água adicional incluída nos fluidos de perfuração sedimentáveis da presente invenção pode incluir água doce, água salgada (e.g., água contendo um ou mais sais dissolvidos), salmoura (e.g., água salgada saturada das formações subterrâneas), água do mar, ou combinações dos mesmos. Geralmente, a água pode ser de qualquer fonte, desde que ela não contenha um excesso de compostos que podem afetar adversamente os outros componentes na composição sedimentável. Em algumas modalidades, a água adicional pode estar incluída nos fluidos de perfuração sedimentáveis da presente invenção em uma quantidade dentro da faixa de cerca de 5% a cerca de 40% em peso do fluido de perfuração sedimentável. Em algumas modalidades, a água adicional pode estar incluída nos fluidos de perfuração sedimentáveis da presente invenção em uma quantidade dentro da faixa de cerca de 15% a cerca de 35% em peso do fluido de perfuração sedimentável.

Opcionalmente, em algumas modalidades, os fluidos de perfuração sedimentáveis da presente invenção adicionalmente podem compreender vapor de sílica. Geralmente, o vapor de sílica pode estar incluído nos fluidos de perfuração sedimentáveis da presente invenção em uma quantidade suficiente para proporcionar a resistência à compressão desejada. Em algumas modalidades, o vapor de sílica pode estar presente nos fluidos de perfuração sedimentáveis da presente invenção em uma quantidade dentro da faixa de cerca de 5% a 20% em peso do fluido de perfuração sedimentável. Em algumas modalidades, o vapor de sílica pode estar presente nos fluidos de perfuração sedimentáveis da presente invenção em uma quantidade dentro da faixa de cerca de 8% a 15% em peso do fluido de perfuração sedimentável.

Opcionalmente, em algumas modalidades, os fluidos de perfuração sedimentáveis da presente invenção adicionalmente podem compreender um cimento hidráulico. Uma variedade de cimentos hidráulicos pode ser utilizada de acordo com a presente invenção, incluindo, mas não limitado a, àqueles compreendendo cálcio, alumínio, silício, oxigênio, ferro, e/ou enxofre, que enrijecem e endurecem pela reação com a água. Cimentos hidráulicos adequados incluem, mas não são limitados a, cimentos Portland, cimentos pozzolana, cimentos de gesso, cimentos de conteúdo de alumina elevado, cimentos de escória, cimentos de sílica, e combinações dos mesmos. Em certas modalidades, o cimento hidráulico pode compreender um cimento Portland. Em algumas modalidades, os cimentos Portland que são adequados para uso na presente invenção são classificados com cimentos de Classes A, C, H, e G de acordo com American Petroleum Institute, API Specification for Materials and Testing for Well Cements, Especificação API 10, Quinta Ed., 1 de Julho, 1990.

Onde presente, o cimento hidráulico geralmente pode estar incluído nos fluidos de perfuração sedimentáveis em uma quantidade suficiente para proporcionar a resistência à compressão, densidade, e/ou custo desejados. Em algumas modalidades, o cimento hidráulico pode estar presente nos fluidos de perfuração sedimentáveis da presente invenção em uma quantidade de até cerca de 10% em peso do fluido de perfuração sedimentável. Em algumas modalidades, o cimento hidráulico pode estar presente nos fluidos de perfuração sedimentáveis da presente invenção em uma quantidade dentro da faixa de 3% a cerca de 7% em peso do fluido de perfuração sedimentável.

Opcionalmente, em algumas modalidades, os fluidos de perfuração sedimentáveis da presente invenção adicionalmente podem compreender xisto vitrificado. Dentre outras coisas, o xisto vitrificado incluído nas composições sedimentáveis pode reagir com excesso de cal para formar um material de cimentação adequado, por exemplo, silicato de cálcio hidratado. Uma variedade de xistos vitrificados é adequada, incluindo aqueles compreendendo silício, alumínio, cálcio, e/ou magnésio. Exemplos apropriados de xisto vitrificado incluem, mas não limitados a, material PRESSUR-SEAL® FINE LCM e material PRESSUR-SEAL® COARSE LCM, que estão comercialmente disponíveis na TXI Energy Services, Inc., Houston, Texas. Geralmente, o xisto vitrificado pode possuir qualquer distribuição de tamanhos de partícula como desejado para uma aplicação particular. Em certas modalidades, o xisto vitrificado pode possuir uma distribuição de tamanhos de partícula dentro da faixa de cerca de 37 micrômetros a cerca de 4.750 micrômetros.

Onde presente, o xisto vitrificado geralmente pode estar incluído nos fluidos de perfuração sedimentáveis em uma quantidade suficiente para proporcionar a resistência à compressão, densidade, e/ou custo desejados. Em algumas modalidades, o xisto vitrificado pode estar presente nos fluidos de perfuração sedimentáveis da presente invenção em uma quantidade de até cerca de 12% em peso do fluido de perfuração sedimentável. Em algumas modalidades, o xisto vitrificado pode estar presente nos fluidos de perfuração sedimentáveis da presente invenção em uma quantidade dentro da faixa de 1% a cerca de 10% em peso do fluido de perfuração sedimentável.

Opcionalmente, em algumas modalidades, os fluidos de perfuração sedimentáveis da presente invenção adicionalmente podem compreender hidróxido de cálcio (comumente referido como "cal hidratada"). Em algumas modalidades, o hidróxido de cálcio pode estar presente nos fluidos de perfuração sedimentáveis da presente invenção em uma quantidade dentro da faixa de cerca de 10% a cerca de 30% em peso do fluido de perfuração sedimentável.

Opcionalmente, em algumas modalidades, os fluidos de perfuração sedimentáveis da presente invenção adicionalmente podem compreender um dispersante. Embora uma variedade de dispersantes conhecidos por aqueles pessoas experientes na arte possa ser usada de acordo com a presente invenção, um dispersante adequado compreende um polímero solúvel em água preparado pela condensação de formaldeído com acetona e bissulfito de sódio. Um tal dispersante está comercialmente disponível como dispersante CFR™-3 da Halliburton Energy Services, Inc., Duncan, Oklahoma. Outro dispersante adequado compreende um sal de sódio de condensado de ácido naftaleno-sulfônico com formaldeído, cujo um exemplo está comercialmente disponível como dispersante CFR™-2 também da Halliburton Energy Services, Inc., Duncan, Oklahoma. Outro dispersante adequado compreende ácido glicônico, cujo um exemplo está comercialmente disponível como dispersante CFRtm-I também da Halliburton Energy Services, Inc., Duncan, Oklahoma. Em algumas modalidades, o dispersante pode estar presente nos fluidos de perfuração sedimentáveis da presente invenção em uma quantidade dentro da faixa de cerca de 0,1% a cerca de 5% em peso do fluido de perfuração sedimentável.

Opcionalmente, em algumas modalidades, as composições sedimentáveis da presente invenção adicionalmente podem compreender um retardante de endurecimento. Como aqui usado, o termo "retardante de endurecimento" refere-se a um aditivo que retarda o endurecimento dos fluidos de perfuração sedimentáveis da presente invenção. Exemplos de aditivos retardantes de endurecimento incluem, mas não limitados a, sais de amônio, de metais alcalinos, de metais alcalino-terrosos de ligninas sulfo- alquiladas, hidróxi-carbóxi-ácidos, copolímeros de sal de ácido 2-acrilamido- 2-metil-propano-sulfônico e ácido acrílico ou ácido maleico, e combinações dos mesmos. Um exemplo de uma lignina sulfo-alquilada adequada compreende uma lignina sulfo-metilada. Aditivos retardantes de endurecimento apropriados são descritos com mais detalhe em Patente dos Estados Unidos de No. Re. 31.190, cuja descrição inteira é aqui incorporada como referência. Aditivos retardantes de endurecimento adequados estão comercialmente disponíveis na Halliburton Energy Services, Inc. sob os nomes comerciais HR® 4, HR® 5, HR® 7, HR® 12, HR® 15, Re 25, SCR™ 100, e SCR™ 500. Geralmente, onde usado, o aditivo retardante de endurecimento pode ser incluído nas composições sedimentáveis da presente invenção em uma quantidade suficiente para proporcionar a retardação de endurecimento desejada. Em algumas modalidades, o aditivo retardante de endurecimento pode estar presente em uma quantidade dentro da faixa de cerca de 0,1% a cerca de 2% em peso do fluido de perfuração sedimentável. Adicionalmente, aquelas pessoas experientes na arte reconhecerão uma variedade de aditivos adicionais adequados para inclusão nos fluidos de perfuração sedimentáveis da presente invenção para uma aplicação particular. Tais aditivos podem incluir, mas não são limitados a, aceleradores, materiais de circulação perdidos, aditivos de controle de perda de fluido, e combinações dos mesmos. II. Métodos exemplares da presente invenção

Os fluidos de perfuração sedimentáveis da presente invenção podem ser usados em uma variedade de operações de cimentação subterrâneas. Por exemplo, uma composição sedimentável da presente invenção que compreende uma porção do fluido de perfuração usado na perfuração de um furo de poço pode ser utilizada em operações de cimentação dentro do furo de poço. Embora as composições da presente invenção possam ser usadas em uma variedade de operações de cimentação, elas podem ser particularmente adequadas para operações de cimentação primária porque os fluidos de perfuração sedimentáveis da presente invenção geralmente devem ser compatíveis com o fluido de perfuração, se houver, permanecendo dentro do furo de poço.

Um exemplo de uma tal operação de cimentação usando os fluidos de perfuração sedimentáveis da presente invenção pode compreender provisão de um fluido de perfuração de base aquosa, adição de CKD no fluido de perfuração de base aquosa para formar um fluido de perfuração sedimentável, introdução do fluido de perfuração sedimentável dentro de uma formação subterrânea, e permissão de que o fluido de perfuração sedimentável endureça dentro da formação subterrânea. Como será entendido por aquelas pessoas experientes na arte, com o benefício desta descrição, aditivos adicionais, tais como aqueles descritos acima, podem ser adicionados no fluido de perfuração sedimentável para conferir propriedades desejadas aos mesmos. Em algumas modalidades, os fluidos de perfuração sedimentáveis da presente invenção podem ser usados em cimentação primária, pelo fato de que, as modalidades de cimentação adicionalmente podem compreender introdução de um revestimento dentro de um furo de poço penetrado pelo furo de poço, no qual o fluido de perfuração sedimentável endurece dentro de um espaço anular formado entre o revestimento e uma parede do furo de poço.

Em algumas modalidades, os métodos da presente invenção adicionalmente podem compreender perfuração de um furo de poço enquanto o fluido de perfuração de base aquosa é circulado dentro do furo de poço. Em um momento desejado durante a operação de perfuração (por exemplo, quando o furo de poço, ou aquela porção do furo de poço, tem sido perfurado(a) para a profundidade desejada), o fluido de perfuração de base aquosa pode ser convertido em um fluido de perfuração sedimentável da presente invenção. Conversão do fluido de perfuração de base aquosa em um fluido de perfuração sedimentável da presente invenção geralmente compreende CKD adicionada no fluido de perfuração. Em algumas modalidades, uma CKD pode ser misturada com água para formar uma composição sedimentável, antes de sua adição no fluido de perfuração de base aquosa. Como será entendido por aquelas pessoas experientes na arte, com o benefício desta descrição, aditivos adicionais, tais como aqueles descritos acima, podem ser adicionados no fluido de perfuração de base aquosa para conferir propriedades desejadas aos mesmos. Este fluido de perfuração sedimentável pode ser então usado em qualquer operação de cimentação adequada.

Para facilitar um melhor entendimento da presente invenção, os seguintes exemplos de certos aspectos de algumas modalidades são dados. Em nenhuma maneira os seguintes exemplos devem ser lidos para limitar, ou definir, o escopo da invenção.

EXEMPLO 1

Três fluidos de perfuração de base aquosa possuindo uma densidade de 1.198,3 gramas por litro foram preparados. O primeiro fluido de perfuração foi uma lama de bentonita. O segundo fluido de perfuração foi uma lama de PHPA. O terceiro fluido de perfuração foi uma lama de cal. A formulação de cada fluido de perfuração é proporcionada em Tabela 1 abaixo.

Após preparação, cada fluido de perfuração foi agitado em um dispersador por pelo menos 60 minutos. Cada um destes fluidos de perfuração foi misturado com a CKD e testado como proporcionado em Exemplos 2-4. Tabela 1:

Formulações de fluido de perfuração

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1 Bentonita Moída disponível como AQUAGEL® Viscosifier da Halliburton Energy Services, Inc., Duncan, Oklahoma.

2 Um lignossulfonato de ferro-cromo disponível como QUIK-THIN® Thinner da Halliburton Energy Services, Inc., Duncan, Oklahoma.

3 Um polímero sintético granular contendo copolímero de PHPA disponível como EZ MUD DP® Borehole Stabilizer da Halliburton Energy Services, Inc., Duncan, Oklahoma.

4 PAC-L® Modifier Natural Cellulosic Polymer disponível da Halliburton Energy Services, Inc., Duncan, Oklahoma.

5 BARAZAN D PLUS® Viscosifier disponível da Halliburton Energy Services, Inc., Duncan, Oklahoma. 6 Um sulfato de bário moído disponível como Bariod® Weighting Material da Halliburton Energy Services, Inc., Duncan, Oklahoma.

EXEMPLO 2

Composições sedimentáveis amostra (Fluido Nos. 1-2) foram preparadas. As composições sedimentáveis amostra compreenderam água, CKD, vapor de sílica, um dispersante, um retardante de endurecimento, e hidróxido de cálcio como mostrado abaixo em Tabela 2.

Tabela 2:

Composição sedimentável amostra compreendendo CKD

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1 CFR™-3L Dispersant da Halliburton Energy Services, Inc. 2 HR™-4L Retarder da Halliburton Energy Services, Inc.

Após preparação das composições sedimentáveis amostra, para preparar fluidos de perfuração sedimentáveis amostra, as composições sedimentáveis amostra foram misturadas com os fluidos de perfuração amostra de Exemplo 1 em uma razão em volume de composição sedimentável amostra para fluido de perfuração de cerca de 80:20, como mostrado abaixo em Tabela 3. Depois, as composições sedimentáveis amostra foram submetidas aos testes de resistência à compressão de 72 horas na temperatura indicada de acordo com Especificação API 10. Os resultados dos testes de resistência à compressão são mostrados na tabela abaixo. Tabela 3:

Resistência à compressão de fluidos de perfuração sedimentáveis amostra

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EXEMPLO 3

Uma composição sedimentável amostra (Fluido No. 3) foi preparada. Fluido No. 3 compreendeu água, CKD, vapor de sílica, cimento Portland classe H, um dispersante, um retardante de endurecimento, e hidróxido de cálcio como mostrado abaixo em Tabela 4.

Tabela 4:

Composição sedimentável amostra compreendendo CKD e cimento Portland

<table>table see original document page 17</column></row><table>

1 CFR™ 3L Dispersant da Halliburton Energy Services, Inc. 2 HR™-4L Retarder da Halliburton Energy Services, Inc.

Após preparação, para preparar fluidos de perfuração sedimentáveis amostra, Fluido No. 3 foi misturado com os fluidos de perfuração amostra de Exemplo 1 em uma razão em volume de Fluido No. 3 para fluido de perfuração de cerca de 80:20. Depois, os fluidos de perfuração sedimentáveis resultantes foram submetidos aos testes de resistência à compressão de 72 h e tempo de espessamento na temperatura indicada de acordo com API Specification 10. Os resultados dos testes de resistência à compressão são mostrados na tabela abaixo.

Tabela 5:

Resistência à compressão/tempo de expessamento de fluidos de perfuração sedimentáveis amostra

<table>table see original document page 18</column></row><table>

EXEMPLO 4

Uma composição sedimentável amostra (Fluido No. 4) foi preparada. Fluido No. 4 compreendeu água, CKD, vapor de sílica, xisto vitrificado, cimento Portland classe H, um dispersante, um retardante de endurecimento, e hidróxido de cálcio como mostrado abaixo em Tabela 6.

Tabela 6:

Composição sedimentável amostra compreendendo CKD, cimento Portland, e xisto vitrificado

<table>table see original document page 18</column></row><table>

1 CFR™-3L Dispersant de Halliburton Energy Services, Inc. 2 HR™-4L Retarder de Halliburton Energy Services, Inc. Após preparação, para preparar fluidos de perfuração sedimentáveis amostra, Fluido No. 4 foi misturado com os fluidos de perfuração amostra de Exemplo 1 em uma razão em volume de Fluido No. 4 to fluido de perfuração de cerca de 80:20. Depois, os fluidos de perfuração sedimentáveis resultantes foram submetidos aos testes de resistência à compressão de 72 h na temperatura indicada de acordo com API Specification 10. Os resultados dos testes de resistência à compressão são mostrados na tabela abaixo.

Tabela 7:

Resistências à compressão de fluido de perfuração sedimentável amostra

<table>table see original document page 19</column></row><table>

Estes exemplos deste modo indicam que fluidos de perfuração sedimentáveis compreendendo uma fluido de perfuração e CKD podem possuir tempos de expessamento e/ou resistências à compressão adequados para uma aplicação particular.

Portanto, a presente invenção está bem adaptada para alcançar os fins e as vantagens mencionados bem como aqueles que são inerentes à mesma. As modalidades particulares acima descritas são apenas ilustrativas, visto que a presente invenção pode ser modificada e praticada em maneiras diferentes mas equivalentes evidentes para aqueles pessoas experientes na arte possuindo o beneficio dos ensinamentos aqui. Ademais, nenhumas limitações são intencionadas para os detalhes de construção ou de projeto aqui mostrados, a não ser como descrito nas reivindicações abaixo. Portanto é evidente que as modalidades ilustrativas particulares descritas acima podem ser alteradas ou modificadas e todas tais variações são consideradas dentro do escopo e do espírito da presente invenção. Em particular, cada faixa de valores (de , "de cerca de a a cerca de c," ou, equivalentemente, "de aproximadamente a-c," ou, equivalentemente, "de aproximadamente a-c") aqui descrita é para ser entendida como se referindo ao conjunto potência (o conjunto de todos os subconjuntos) da respectiva faixa de valores, e mostra cada faixa incluída dentro de faixa mais ampla de valores. Também, os termos nas reivindicações possuem seu significado ordinário, claro a não ser que seja explícita e claramente definidos de outra maneira pelo detentor da patente.

Claims

1. Fluido de perfuração sedimentável, caracterizado pelo fato de compreender: um fluido de perfuração de base aquosa; e poeira de forno de cimento.

2. Fluido de perfuração sedimentável de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o fluido de perfuração de base aquosa compreende água e o fluido de perfuração sedimentável compreende água adicional.

3. Fluido de perfuração sedimentável de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a poeira de forno de cimento está presente no fluido de perfuração sedimentável em uma quantidade dentro da faixa de cerca de 1% a cerca de 25% em peso do fluido de perfuração sedimentável.

4. Fluido de perfuração sedimentável de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o fluido de perfuração de base aquosa é uma lama de bentonita, uma lama de cal, uma lama de poliacrilamida parcialmente hidrolisada, ou combinações dos mesmos

5. Fluido de perfuração sedimentável de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o fluido de perfuração de base aquosa é um gel aquoso compreendendo um agente viscosificante selecionado do grupo consistindo de uma argila, um agente viscosificante polimérico, e combinações dos mesmos.

6. Fluido de perfuração sedimentável de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o fluido de perfuração de base aquosa está presente no fluido de perfuração sedimentável em uma quantidade dentro da faixa de cerca de 5% a cerca de 40% em peso do fluido de perfuração sedimentável.

7. Fluido de perfuração sedimentável de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o fluido de perfuração sedimentável compreende pelo menos um aditivo selecionado do grupo consistindo de um acelerador, um material de circulação perdido, um aditivo de controle de perda de fluido, um dispersante, um retardante de endurecimento, hidróxido de cálcio, vapor de sílica, um cimento hidráulico, xisto vitrificado, e combinações dos mesmos.

8. Fluido de perfuração sedimentável de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o fluido de perfuração sedimentável compreende vapor de sílica em uma quantidade dentro da faixa de cerca de 5% a cerca de 20% em peso do fluido de perfuração sedimentável.

9. Fluido de perfuração sedimentável de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o fluido de perfuração sedimentável compreende um cimento hidráulico em uma quantidade de até cerca de 10% em peso do fluido de perfuração sedimentável.

10. Fluido de perfuração sedimentável de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o fluido de perfuração sedimentável compreende xisto vitrificado em uma quantidade de até cerca de 10% em peso do fluido de perfuração sedimentável.

11. Fluido de perfuração sedimentável de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o fluido de perfuração sedimentável compreende hidróxido de cálcio em uma quantidade dentro da faixa de cerca de 10% a cerca de 30% em peso do fluido de perfuração sedimentável.

12. Fluido de perfuração sedimentável, caracterizado pelo fato de compreender: um fluido de perfuração de base aquosa; poeira de forno de cimento; vapor de sílica; e hidróxido de cálcio.

13. Fluido de perfuração sedimentável de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que a poeira de forno de cimento está presente no fluido de perfuração sedimentável em uma quantidade dentro da faixa de cerca de 1% a cerca de 25% em peso do fluido de perfuração sedimentável.

14. Fluido de perfuração sedimentável de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o fluido de perfuração de base aquosa é uma lama de bentonita, uma lama de cal, uma lama de poliacrilamida parcialmente hidrolisada, ou combinações dos mesmos.

15. Fluido de perfuração sedimentável de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o fluido de perfuração de base aquosa está presente no fluido de perfuração sedimentável em uma quantidade dentro da faixa de cerca de 5% a cerca de 40% em peso do fluido de perfuração sedimentável.

16. Fluido de perfuração sedimentável de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o fluido de perfuração sedimentável compreende pelo menos um aditivo selecionado do grupo consistindo de um acelerador, um material de circulação perdido, um aditivo de controle de perda de fluido, um dispersante, um retardante de endurecimento, um cimento hidráulico, xisto vitrificado, e combinações dos mesmos.

17. Fluido de perfuração sedimentável de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que: o vapor de sílica está presente em uma quantidade dentro da faixa de cerca de 5% a cerca de 20% em peso do fluido de perfuração sedimentável; e o hidróxido de cálcio está presente em uma quantidade dentro da faixa de cerca de 10% a cerca de 30% em peso do fluido de perfuração sedimentável.

18. Fluido de perfuração sedimentável, caracterizado pelo fato de compreender: um fluido de perfuração de base aquosa; poeira de forno de cimento; um cimento hidráulico; vapor de sílica; xisto vitrificado; e hidróxido de cálcio.

19. Fluido de perfuração sedimentável de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que a poeira de forno de cimento está presente no fluido de perfuração sedimentável em uma quantidade dentro da faixa de cerca de 1% a cerca de 25% em peso do fluido de perfuração sedimentável.

20. Fluido de perfuração sedimentável de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que o fluido de perfuração de base aquosa é uma lama de bentonita, uma lama de cal, uma lama de poliacrilamida parcialmente hidrolisada, ou combinações dos mesmos.

21. Fluido de perfuração sedimentável de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que o fluido de perfuração de base aquosa está presente no fluido de perfuração sedimentável em uma quantidade dentro da faixa de cerca de 5% a cerca de 40% em peso do fluido de perfuração sedimentável.

22. Fluido de perfuração sedimentável de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que o fluido de perfuração sedimentável compreende pelo menos um aditivo selecionado do grupo consistindo de um acelerador, um material de circulação perdido, um aditivo de controle de perda de fluido, um dispersante, um retardante de endurecimento, e combinações dos mesmos.

23. Fluido de perfuração sedimentável de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que: o vapor de sílica está presente em uma quantidade dentro da faixa de cerca de 5% a cerca de 20% em peso do fluido de perfuração sedimentável; o cimento hidráulico está presente em uma quantidade de até cerca de 10% em peso do fluido de perfuração sedimentável; o xisto vitrificado está presente em uma quantidade de até cerca de 10% em peso do fluido de perfuração sedimentável; e o hidróxido de cálcio está presente em uma quantidade dentro da faixa de cerca de 10% a cerca de 30% em peso do fluido de perfuração sedimentável.

24. Método de cimentação, caracterizado pelo fato de compreender: provisão de um fluido de perfuração sedimentável compreendendo um fluido de perfuração de base aquosa e poeira de forno de cimento; introdução do fluido de perfuração sedimentável dentro de uma formação subterrânea; e permissão de que o fluido de perfuração sedimentável endureça dentro da formação subterrânea.

25. Método de acordo com a reivindicação 24, caracterizado pelo fato de que o fluido de perfuração de base aquosa compreende água e o fluido de perfuração sedimentável compreende água adicional.

26. Método de acordo com a reivindicação 24, caracterizado pelo fato de que a poeira de forno de cimento é adicionada no fluido de perfuração sedimentável em uma quantidade dentro da faixa de cerca de 1% a cerca de 25% em peso do fluido de perfuração sedimentável.

27. Método de acordo com a reivindicação 24, caracterizado pelo fato de que o fluido de perfuração de base aquosa é uma lama de bentonita, uma lama de cal, uma lama de poliacrilamida parcialmente hidrolisada, ou combinações dos mesmos.

28. Método de acordo com a reivindicação 24, caracterizado pelo fato de que o fluido de perfuração de base aquosa é um gel aquoso compreendendo um agente viscosificante selecionado do grupo consistindo de uma argila, um agente viscosificante polimérico, e combinações dos mesmos

29. Método de acordo com a reivindicação 24, caracterizado pelo fato de que o fluido de perfuração de base aquosa está presente no fluido de perfuração sedimentável em uma quantidade dentro da faixa de cerca de 5% a cerca de 40% em peso do fluido de perfuração sedimentável.

30. Método de acordo com a reivindicação 24, caracterizado pelo fato de que o fluido de perfuração sedimentável compreende pelo menos um aditivo selecionado do grupo consistindo de um acelerador, um material de circulação perdido, um aditivo de controle de perda de fluido, um dispersante, um retardante de endurecimento, hidróxido de cálcio, vapor de sílica, um cimento hidráulico, xisto vitrificado, e combinações dos mesmos.

31. Método de acordo com a reivindicação 24, caracterizado pelo fato de que o fluido de perfuração sedimentável compreende vapor de sílica em uma quantidade dentro da faixa de cerca de 5% a cerca de 20% em peso do fluido de perfuração sedimentável.

32. Método de acordo com a reivindicação 24, caracterizado pelo fato de que o fluido de perfuração sedimentável compreende um cimento hidráulico em uma quantidade de até cerca de 10% em peso do fluido de perfuração sedimentável.

33. Método de acordo com a reivindicação 24, caracterizado pelo fato de que o fluido de perfuração sedimentável compreende xisto vitrificado em uma quantidade de até cerca de 10% em peso do fluido de perfuração sedimentável.

34. Método de acordo com a reivindicação 24, caracterizado pelo fato de que o fluido de perfuração sedimentável compreende hidróxido de cálcio em uma quantidade dentro da faixa de cerca de 10% a cerca de 30% em peso do fluido de perfuração sedimentável.

35. Método de acordo com a reivindicação 24, caracterizado pelo fato de que o fluido de perfuração sedimentável é permitido endurecer dentro do espaço anular entre a formação subterrânea e uma coluna tubular localizada na formação subterrânea.

36. Método de conversão de um fluido de perfuração de base aquosa em um fluido de perfuração sedimentável, caracterizado pelo fato de compreender: provisão de um fluido de perfuração de base aquosa; e adição de poeira de forno de cimento no fluido de perfuração de base aquosa para formar o fluido de perfuração sedimentável.

37. Método de acordo com a reivindicação 36, caracterizado pelo fato de adicionalmente compreender a etapa de adição água adicional no fluido de perfuração de base aquosa.

38. Método de acordo com a reivindicação 36, caracterizado pelo fato de que o fluido de perfuração de base aquosa é uma lama de bentonita, uma lama de cal, uma lama de poliacrilamida parcialmente hidrolisada, ou combinações dos mesmos.

39. Método de acordo com a reivindicação 36, caracterizado pelo fato de que a poeira de forno de cimento é adicionada no fluido de perfuração de base aquosa em uma quantidade dentro da faixa de cerca de 1% a cerca de 25% em peso do fluido de perfuração sedimentável.

40. Método de acordo com a reivindicação 36, caracterizado pelo fato de que o fluido de perfuração de base aquosa está presente no fluido de perfuração sedimentável em uma quantidade dentro da faixa de cerca de -5% a cerca de 40% em peso do fluido de perfuração sedimentável.

41. Método de acordo com a reivindicação 36, caracterizado pelo fato de adicionalmente compreender a etapa de adição de pelo menos um aditivo no fluido de perfuração de base aquosa, o pelo menos um aditivo selecionado do grupo consistindo de um acelerador, um material de circulação perdido, um aditivo de controle de perda de fluido, um dispersante, um retardante de endurecimento, hidróxido de cálcio, vapor de sílica, um cimento hidráulico, xisto vitrificado, e combinações dos mesmos.

42. Método de perfuração de um furo de poço e de cimentação de um furo de poço, caracterizado pelo fato de compreender: perfuração de um furo de poço; circulação de um fluido de perfuração de base aquosa dentro do furo de poço durante a etapa de perfuração do furo de poço; adição de poeira de forno de cimento no fluido de perfuração de base aquosa para formar um fluido de perfuração sedimentável; e permissão de que o fluido de perfuração sedimentável endureça dentro do furo de poço.

43. Método de acordo com a reivindicação 42, caracterizado pelo fato de adicionalmente compreender a etapa de adição de água adicional no fluido de perfuração de base aquosa.

44. Método de acordo com a reivindicação 42, caracterizado pelo fato de que o fluido de perfuração de base aquosa é uma lama de bentonita, uma lama de cal, uma lama de poliacrilamida parcialmente hidrolisada, ou combinações dos mesmos.

45. Método de acordo com a reivindicação 42, caracterizado pelo fato de que a poeira de forno de cimento é adicionada no fluido de perfuração de base aquosa em uma quantidade dentro da faixa de cerca de 1% a cerca de 25% em peso do fluido de perfuração sedimentável.

46. Método de acordo com a reivindicação 42, caracterizado pelo fato de que o fluido de perfuração de base aquosa está presente no fluido de perfuração sedimentável em uma quantidade dentro da faixa de cerca de -5% a cerca de 40% em peso do fluido de perfuração sedimentável.

47. Método de acordo com a reivindicação 42, caracterizado pelo fato de adicionalmente compreender a etapa de adição de pelo menos um aditivo no fluido de perfuração de base aquosa, o pelo menos um aditivo selecionado do grupo consistindo de um acelerador, um material de circulação perdido, um aditivo de controle de perda de fluido, um dispersante, um retardante de endurecimento, hidróxido de cálcio, vapor de sílica, um cimento hidráulico, xisto vitrificado, e combinações dos mesmos.