CN101687705A - 包含季铵材料和索雷尔镁质水泥的组合物以及用其维修井眼的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及说明了一种井眼维修组合物，其包含金属氧化物、可溶盐和增粘剂，其中所述增粘剂包括季酰胺、季酰胺酯或其组合。还涉及一种维修与地下岩层接触的井眼的方法，其包括：使包含金属氧化物和可溶盐的水泥组合物增粘；将所述增粘的水泥组合物置于井眼中；和使该组合物凝固。

Description

包含季铵材料和索雷尔镁质水泥的组合物以及用其维修井眼的方法

技术领域

本发明通常涉及井眼维修流体，更具体而言涉及增粘的索雷尔镁质水泥以及使用其的方法。

背景技术

位于地下岩层或地下区域中的自然资源如气体、油和水通常通过向地下岩层钻井眼同时在井眼中循环钻井液来获得。当终止钻井液的循环后，在井眼中运行一串管道，例如套管。而后通常将钻井液通过管道内部向下和通过环形套管向上循环，所述环形套管位于管道外部和井壁之间。其后，通常进行首次固井，从而将水泥浆置于环形套管中，并使其凝固成硬块(即护套)，从而将所述的一串管道与井壁相连并密封环形套管。首次固井操作的主要目的包括层间分隔以防止环状套管中的流体移动，支撑套管柱或尾管柱，并保护套管柱不受腐蚀性岩层流体影响。随后还可以进行二次固井操作。进行二次固井操作或补救固井操作，以修复首次固井的问题或处理建造井眼后产生的情况。

位于地下岩层中的油或气体可以通过利用例如岩层和井眼间存在的压力梯度、重力将流体送入井中，用泵或注入该井或相邻井中的另一种流体的力量排出所述流体进行回收。岩层中的流体的产量可以通过水力压裂岩层而增加。也就是说，可以用足够形成延伸至岩层内的裂隙的流速和压力将粘性压裂流体沿套管向下泵送到岩层中，这提供了另外的通道，油或气体可以通过其流入井中。不幸的是，通过其中的裂隙最终由岩层产生的可能是水而不是油或气体。为了得到更多的油或气体，可以再次将压裂流体泵送入岩层中，以在其中形成其它的裂隙。然而，之前首次使用的裂隙可能需要被堵住，以防止压裂流体通过这些裂隙漏失到岩层中。

在井眼中循环流体时，除了压裂流体，在维修井眼时使用的其它流体也可能漏失到岩层中。特别是，这些流体可能通过枯竭带、相对低压带、具有天然裂隙的漏失带、具有被钻井液的静水压超过的压裂梯度的漏失层等进入地下岩层。结果，通过所述流体提供的维修更难达到。例如，钻井液可能漏失到岩层中，导致井眼中流体的循环太低而不能进一步钻探井眼。而且，当将二次水泥/密封剂组合物置于井眼中时，其可能漏失在岩层中，从而使二次操作不能有效保持岩层的隔离。

包含各种堵漏材料例如核桃壳、云母和玻璃纸的循环液漏失处理已被用于防止或减轻流体从井眼中漏失。所述处理的劣势包括由于不能从其中去除所述堵漏材料而潜在对地下岩层的破坏，以及堵漏材料离开高渗透带，从而随后又继续流体漏失。一种防止循环液漏失问题的技术是用索雷尔镁质水泥组合物临时堵住空隙或渗透带。索雷尔镁质水泥组合物典型地包含氧化镁以及氯化物或磷酸盐，它们一同形成例如氯氧化镁。索雷尔镁质水泥可以通过溶解在酸中以对地下带或岩层的最小破坏而被去除。使用索雷尔镁质水泥的一个缺陷是，由于水泥浆较低的粘度使得添加剂的掺入是困难的。因此，需要开发具有提高的粘度的索雷尔镁质水泥组合物。

发明内容

在一方面，本发明涉及包含金属氧化物、可溶盐和增粘剂的井眼维修组合物，其中所述增粘剂包含季酰胺、季酰胺酯或其组合。

在另一方面，本发明涉及包含氧化镁；氯化物或磷酸盐；和季铵材料的井眼维修组合物。

在另一方面，本发明涉及包含氧化镁、氯化镁和季铵材料的井眼维修组合物，其中所述季铵材料包含季酰胺、季酰胺酯或其组合，并且其中所述季铵材料以约0.05wt％-约5wt％的量存在，组合物的塑性粘度作为季铵材料的量的函数图大约是线性的。

在另一方面，本发明涉及一种维修与地下岩层接触的井眼的方法，其包括增粘包含金属氧化物和可溶盐的水泥组合物，将所述增粘的水泥组合物置于井眼中，和使该组合物凝固。

在另一方面，本发明涉及一种固井眼的方法，其包括制备包含氧化镁；氯化物或磷酸盐；和季铵材料的水泥组合物，将所述水泥组合物置于井眼中，和使该水泥组合物凝固。

在另一方面，本发明涉及增粘索雷尔镁质水泥的方法，其包括使季铵材料与水泥组合物接触。

以上概括了本发明的相当宽泛的特征和技术优势，以使随后的发明详述可以得到更好的理解。在下文中说明了本发明的其它特征和优势，其形成本发明的权利要求的主题。本领域内的技术人员需要认识到的是，所公开的概念和特定实施方案可以用作改变或设计其它结构的基础，以实现本发明的相同目的。本领域内的技术人员还应认识到的是，所述等价的结构不背离所附权利要求中所阐述的本发明的精神和范围。

附图说明

为了更全面地理解本发明及其优势，参考下面对附图的简要说明。

图1是实施例1的样品的屈服点和塑性粘度作为季铵材料的量的函数图。

具体实施方式

在此公开的是包含索雷尔镁质水泥和增粘剂的井眼维修流体，以及使用其的方法。在各种实施方案中，索雷尔镁质水泥包含金属氧化物如氧化镁；和可溶盐如氯化物或磷酸盐。在Peter Hewlett的Lea′s Chemistry of Cement and Concrete，第四版，813-820页，1998：Elsevier Publishing中有对各种镁基水泥的讨论，其在此并入作为参考。在一个实施方案中，所述增粘剂包含季铵材料。井眼维修流体的每个组分在此后将进行更详细的描述。可将所述流体置于井眼中，并使其凝固形成具有可观的抗压强度的硬块。在一个实施方案中，将在此公开的类型的季铵材料添加至索雷尔水泥组合物中，与没有所述季铵材料的索雷尔镁质水泥组合物相比，增加了所述水泥组合物的粘度。

在一个实施方案中，索雷尔镁质水泥组合物包含金属氧化物，该金属氧化物或者是碱土金属氧化物，或者是氧化镁。在一个实施方案中，索雷尔镁质水泥包含MgO。MgO可以通过Mg(OH)₂煅烧制备，如反应1所示：

(反应1)

Mg(OH)₂的煅烧得到通常所谓的“烧成”MgO。在暴露于一系列高温后，通常产生三个基本级别的烧成MgO，每个级别之间的差别与保持的反应活性程度有关。起始氢氧化镁颗粒通常是大而松散结合的颗粒。处于由煅烧导致的热降解使得Mg(OH)₂改变其结构，以至于表面孔隙被慢慢填充，而颗粒边缘变得更圆。这产生具有不同结晶度，从而具有不同反应活性程度的MgO。当通过在1500℃-2000℃的温度下的煅烧而产生MgO时，MgO被称为“重烧”MgO，因为大部分反应活性被消除。重烧MgO在三个级别的烧成MgO中具有最高的结晶度。重烧MgO的实例非限制性地包括购自Halliburton Energy Services的THERMATEK^TM HT添加剂。通过在1000℃-1500℃的温度下煅烧产生的第二类MgO被称为“硬烧”MgO，其与其它两个级别的烧成MgO相比，显示出中等的结晶度和反应活性。硬烧MgO的实例非限制性地包括购自Halliburton Energy Services的THERMATEK^TM LT添加剂。通过在700℃-1000℃的温度下煅烧产生的第三类MgO被称为“轻烧”或“苛性”氧化镁。轻烧MgO的特征在于，其与其它级别的烧成MgO相比，具有高表面积、低结晶度和高度的反应活性。在实施方案中，用于索雷尔镁质水泥的MgO包括硬烧MgO、轻烧MgO、重烧MgO或其组合。

在一个实施方案中，索雷尔镁质水泥包含可溶盐，该可溶盐是氯化物盐、磷酸盐或其组合。在一个实施方案中，索雷尔镁质水泥包含碱土金属氯化物，例如氯化镁(MgCl₂)，如六水合氯化镁MgCl₂·6H₂O。MgCl₂·6H₂O是公知的，并具有广泛的商业来源。例如，适用于本发明的MgCl₂·6H₂O是购自Halliburton Energy Services的C-TEK。

在一个实施方案中，在其它组分存在下，通过将MgO与MgCl₂·6H₂O接触形成索雷尔镁质水泥，所述其它组分在之后进行更详细的描述。在所述实施方案中，索雷尔镁质水泥可以包含MgO和MgCl₂·6H₂O，MgO∶MgCl₂·6H₂O比例为约2∶1，或者约1.5∶1，或者约1∶1。包含MgO(如THERMATEK^TM HT添加剂、THERMATEK^TM LT添加剂)和MgCl₂·6H₂O(如C-TEK)的索雷尔镁质水泥的实例非限制性地包括购自HalliburtonEnergy Services的THERMATEK^TM硬质凝固流体。

在另一个实施方案中，索雷尔镁质水泥包含磷酸盐。在该实施方案中，索雷尔镁质水泥可以包含MgO和磷酸盐例如磷酸钾、磷酸钠、磷酸铵或其组合。在这样的实施方案中，MgO∶磷酸盐比例可以为约1∶4，或者约1∶3，或者为约1∶2，或者为约1∶1。

在一个实施方案中，索雷尔镁质水泥包含增粘剂。在此之后，包含索雷尔镁质水泥和增粘剂的组合物被称为增粘水泥组合物(VCC)。所述增粘剂可以包含任何与VCC的其它组分相容并能增加VCC粘度的材料。或者，所述增粘剂包括季酰胺、季酰胺酯或其组合。在一个实施方案中，增粘剂包含链长大于约C₁₂，或者大于约C₁₃，或者大于约C₁₄的酰氨基丙基苄基二甲基氯化铵(amidopropalkonium chloride)。适用于本发明的增粘剂的实例非限制性地包括十八烷酰氨基丙基苄基二甲基氯化铵。在一个实施方案中，基于MgO(例如THERMATEK^TM HT、THERMATEK^TM LT)的总重量，增粘剂的量为约0.05wt％-约5wt％，或者约0.05wt％-约0.5wt％，或者约0.05wt％-约0.4wt％。

在一个实施方案中，VCC可以包含缓凝剂或抑制剂。可以使用抑制剂来调节水泥浆凝固需要的时间。所述抑制剂可以使操作者根据使用组合物的地热温度来控制组合物的凝固时间。增加抑制剂的重量百分比将增加组合物经历从泥浆到具有可观的抗压强度的凝固体的相转化所需要的时间。适用于本发明的抑制剂非限制性地包括六偏磷酸钠(工业级颗粒)、六水合磷酸钾镁、六偏磷酸钾镁或其组合。适用于本发明的抑制剂的实例为购自Deepearth Solution，商标名为R-TEK的六偏磷酸钠。

在一个实施方案中，VCC的增稠时间可以通过使用抑制剂(例如六偏磷酸钠)调节，使得组合物在井下浇注期间，在快速凝固前保持可泵送的。所述增稠时间指水泥组合物达到70稠度伯登单位(Bc)所需要的时间。在约70Bc下，水泥浆经历从可泵送的流体状态到不可泵送的膏体的转变。在VCC中，抑制剂的量可以为MgO(例如THERMATEK^TM HT、THERMATEK^TM LT)的约0.01重量％-约10.0重量％，或者约0.1％-约8％，或者约0.1％-约6％。

VCC可以包括足够量的水以形成可泵送水泥浆。水可以是淡水或盐水，例如不饱和盐水溶液或饱和盐水溶液，如盐水或海水。水的量可以为水泥的约10重量％-约180重量％(bwoc)，或者水泥的约28重量％-约60重量％，或者约30％-70％，其中所述水泥包含MgO和可溶盐。

在一些实施方案中，VCC中可以包含添加剂以改善或改变其性能。所述添加剂的实例包括但不限于盐、促进剂、降滤失剂、增重剂、分散剂、玻璃化页岩、沸石(或其它Al-Si)、岩层调节剂、或其组合。可以加入其它改变机械性能的添加剂，例如碳纤维、玻璃纤维、金属纤维、矿物纤维等以进一步改变机械性能。可以包括这些添加剂中的单独一种或者其组合。添加所述添加剂的方法及其有效量是本领域内的普通技术人员已知的。

VCC的组分可以用任何本领域内的普通技术人员已知的与组合物兼容的混合装置例如分批混合器或循环混合器来混合。

VCC可以作为单独一股流置于井眼中，并通过井底条件活化以形成凝固的硬块。在所述实施方案中，VCC可以通过钻头置于井底，形成基本上消除循环液漏失的组合物。而在另一个实施方案中，通过将包含一种或多种VCC组分例如MgO和氯化物或磷酸盐的第一股流和包含其它VCC组分的第二股流混合而在井底形成VVC。或者，可以通过将包含MgO的第一股流和包含氯化物或磷酸盐、季铵材料和任选的添加剂的第二股流混合而在井底形成VVC。在美国专利5,913,364、6,167,967和6,258,757中描述了将组合物引入井眼以密封地下带的方法，每个专利在此全部并入作为参考。

作为井眼维修流体，本发明的VCC由于其增强的粘度，可以显示出扩展的和改善的效用。所述流体能够容易地悬浮改性添加剂，导致机械性能如抗压强度、密度和拉伸强度的改善。而且，包含索雷尔镁质水泥(例如THERMATEK^TM硬质凝固流体)和在此公开的类型的增粘剂的VCC可以具有与油质液体如油基泥浆或合成基泥浆的增强的兼容性，进而扩展了这些组合物的潜在效用和应用。

当置于井底时，本发明的VCC可以显示出可观的抗压强度。在此，所述抗压强度定义为材料承受轴向推力的能力。依据1997年12月第二十二版API Recommended Practices 10B确定了材料对轴向力的最大耐受力。超过抗压强度的限度，材料不可逆地变形，不再提供结构支撑和/或层间分隔。水泥岩层得到的抗压强度是水泥成熟度(或固化时间)和凝固时的温度两者的函数。所述水泥成熟度具体指使水泥配方凝固的时间。

在一个实施方案中，VCC可以显示的抗压强度为约50psi-约20,000psi的，或者约100psi-约10,000psi，或者约1000psi-约10,000psi。VCC的抗压强度可以在约15分钟-大于等于约24小时，或者约20分钟-约10小时，或者约30分钟-约8小时内显现。

在一些情况下，VCC还可以包含油质液体。在一个实施方案中，在VCC中油质液体的量可以为水泥的约5重量％-约100重量％(bwoc)，或者约5％-约80％bwoc，或者约5％-约50％bwoc，或者小于约50％bwoc，其中所述水泥包含MgO和可溶盐(例如THERMATEK^TM硬质凝固流体)。本领域内的普通技术人员将理解的是，所述组合物显示的耐压强度与存在于VCC中的油质液体的量成正比。例如，增加存在于VCC中的油质液体的量将减小凝固的组合物的最终抗压强度。因此，还包含油质液体的VCC的抗压强度可以通过改变油质液体对VCC的比例进行调节。所述调节可以由本领域内的普通技术人员完成。

本发明的VCC的密度可以为约4磅/加仑(ppg)-约25ppg，或者约12ppg-约17ppg，或者约6ppg-约14ppg。密度降低的添加剂如玻璃珠或泡沫，以及膨胀剂如气体、悬浮助剂、消泡剂等可以包括在VCC中，以产生轻质水泥浆。所述密度降低的添加剂的量和包含其的方法是本领域内的普通技术人员已知的。

在最初制备后的一段时间内，以及当将其置于井眼中的指定位置时，即在水泥浆处于移动状态时，本发明的VCC显示出较稳定的粘度。最终，水泥组合物迅速凝固，以至于粘度在小于等于约60分钟内，或者在小于等于约50分钟内，或者在小于等于约40分钟内，或者在小于等于约30分钟内，或者在小于等于约20分钟内，或者在小于等于约10分钟内，或者在小于等于约1分钟内，由约35Bc增加至大于等于70Bc。这种粘度的突增在防止有害事件如气体或水迁移到泥浆中的发生时是非常期望的，因为其表明在浇注后，从凝胶状态很快形成不可渗透块体。参考粘度作为时间的函数图中显示的接近直角的增加，该行为通常被称为“直角凝固”，所述水泥组合物被称为“直角凝固水泥组合物”。

在VCC还包含油质液体的实施方案中，油质液体的存在可能导致直角凝固的丧失。

与没有增粘剂的类似组合物相比，本发明的VCC可能显示出不同的流变能力。流变能力指在施加的应力影响下，物质的形变和流动。在一个实施方案中，VCC是粘弹性的。粘弹性是指一种依赖时间的性能，其中在应力下的材料产生粘性响应和弹性响应。粘弹性材料在恒定应力下显示粘性流，但是在应力消除后，部分机械能被储存和恢复。VCC的粘弹性质部分表现为搅动时VCC蠕变的能力，这通常被称为Weissenberg效应。具体而言，Weissenberg效应是一些粘弹性流体在剪切方向的法向上流动的趋势。该效应通过诸如流体沿旋转杆向上攀爬的行为得到证明。

在一个实施方案中，当与没有增粘剂的索雷尔镁质水泥相比时，包含索雷尔镁质水泥(例如THERMATEK^TM硬质凝固流体)和增粘剂的VCC具有增加的塑性粘度(PV)和屈服点(YP)。所述塑性粘度是显示特定类型的流体的流动阻力的绝对流动性能，并且是剪切应力的量度，而所述屈服点指钻井液对初始流动的抵抗力，或代表引起流体运动所需要的应力。在一个实施方案中，在此公开的VCC具有的PV大于约20，或者大于约80，或者大于约100，而YP大于约1，或者大于约20，或者大于约40。在一个实施方案中，VCC中包含的增粘剂的量与PV、YP或两者之间的关系约成线性。

在此公开的VCC可以用作井眼维修流体。在此所用的“维修流体”是指用于钻探、完井、检查、压裂、修复或以任何方式造井眼以回收位于被井眼穿透的地下岩层中的物质的流体。需要理解的是，“地下岩层”包括暴露的陆地下面的区域和被水如海洋水或淡水覆盖的陆地下面的区域。维修流体的实例包括，但不限于，水泥浆、钻井液或泥浆、隔离液、压裂液或完井液，这些都是本领域内已知的。不受限制，维修井眼包括在井眼中放置VCC以将地下岩层与一部分井眼隔离；支撑井眼中的管道；堵住管道中的空隙或裂缝；堵住置于井眼的环形套管中的水泥环的空隙或裂缝；堵住水泥环和管道间的开口；防止水性或非水性钻井液漏失到诸如空隙、空穴带或裂缝的漏失带中；用作固井操作中的水泥浆前面的流体；密封井眼和可扩展的管道或管柱间的环形套管；或其组合。

在一个实施方案中，可以将VCC加入井眼中以防止钻井时水性或非水性钻井液漏失到诸如空隙、空穴带和天然或诱导裂缝的漏失带中。VCC可以在漏失带内形成不流动的、完整的块体，堵住该带并抑制随后泵入的钻井液的漏失，这使得可以进一步钻井。例如，VCC可以用作塞子将其置入井眼的环形套管中，预备岩层用于第二种(例如水泥性)组合物的浇注。

或者，当将VCC置入井眼中时，可以使VCC凝固，从而将地下岩层与不同部分的井眼隔离，例如在首次固井期间。这样VCC形成屏障，防止该地下岩层中的流体迁移到其它地下岩层中。在一个实施方案中，置入组合物的井眼属于多分支井眼结构。需要理解的是，多分支井眼结构包括至少两个由一个或多个副井眼连接的主井眼。

在一个实施方案中，VCC可以在砾石充填操作中用作砾石充填液。在此，砾石充填指一种通常用于防止砂侵入井中并保持地下岩层完整性的方法。在砾石充填中，顶着地下岩层的面放置可渗透筛，而后在该筛的外侧充填砾石。用于此目的的砾石颗粒的粒径大于砂粒，但还要足够小以确保砂不能穿过颗粒间的空隙。通常通过将砾石悬浮在所谓的砾石充填液中并将该液体泵入岩层中而将砾石带入地下岩层。所述筛阻止了砾石的通过，但不阻止液体进入地下岩层，因而该筛防止砾石被循环出井孔，而使其留在原位。液体流过筛时砾石与液体分离，而沉积在筛外侧。

在一个实施方案中，VCC可以用于井的堵塞和废弃，即，将井关闭并永久隔离。一系列包含VCC的塞子可以在井眼中凝固，并测试各阶段的水力隔离。

实施例

尽管本发明已经被概述，还要给出下列实施例作为本发明的特定实施方案，以示范其实施和优势。需要理解的是，这些实施例是用于解释说明，而不欲以任何方式限制说明书和权利要求。

实施例1

研究了季铵材料对索雷尔镁质水泥的粘度的影响。具体而言，索雷尔镁质水泥是THERMATEK^TM硬质凝固流体，其是购自Halliburton EnergyServices的MgO和MgCl₂·6H₂O的混合物。THERMATEK^TM硬质凝固流体浆料制备如下：在韦林氏搅拌器中，将450g C-TEK溶解在300g水中；向C-TEK溶液中添加450g THERMATEK^TM LT以制备所述浆料。用AMMONXY SDBC储备溶液向THERMATEK^TM硬质凝固流体浆料中添加指定量的季铵材料，所述AMMONXY SDBC储备溶液为购自Stepan的季酰氨基丙基苄基二甲基氯化铵。所述储备溶液的浓度为60％。在室温下，用FANN 35粘度计在3、6、100、200、300和600RPM下测量流体的流变性能。依据API Recommended Practices 10B，Bingham Plastic Model测量得到的浆料在每个搅拌速度下的粘度、塑性粘度(厘泊)和屈服点(lbs/100ft²)，结果见表1。

表1

Quat*＝季铵材料

屈服点和塑性粘度作为季铵材料的量的函数图见图1。结果证明，将季铵材料添加至THERMATEK^TM硬质凝固流体中导致塑性粘度和屈服点的上升。而且，在研究的浓度范围内，季铵材料添加量的增加导致塑性粘度和屈服点线性上升。

实施例2

研究了添加季铵材料对THERMATEK^TM硬质凝固流体和油基泥浆的兼容性的影响。THERMATEK^TM硬质凝固流体浆料制备如下：在韦林氏搅拌器中，将450g C-TEK溶解在300g水中；向C-TEK溶液中添加450gTHERMATEK^TM LT以制备所述浆料。向THERMATEK^TM硬质凝固流体浆料中添加5ml ARQUAD 83E的83％溶液，其为购自Stepan的季胺。向THERMATEK^TM硬质凝固流体和季铵材料的混合物中添加指定量的PETROFREE LV，所述PETROFREE LV为购自Halliburton Energy Services的合成泥浆。在室温下，用FANN 35粘度计在3、6、100、200、300和600RPM下测量流体的流变性能，并使其在室温下凝固24小时，测定凝固组合物的抗压强度。依据API Recommended Practices 10B，Bingham Plastic Model测量得到的浆料在每个搅拌速度下的粘度、塑性粘度(厘泊)和屈服点(lbs/100ft²)，结果见表2。

表2

Qua*＝季铵材料

结果证明，随着将季铵材料添加至THERMATEK^TM硬质凝固流体中，粘度、塑性粘度和屈服点上升。而且，当浆料与50％或更少的油基泥浆混合时，THERMATEK^TM硬质凝固流体和季铵材料形成具有可观的抗压强度的凝固块体。当浆料与50％或更低的泥浆混合时，用PETROFREE LV有机载体流体、ACCOLADE、或作为泥浆具有广泛商业来源的柴油实施的类似试验也形成具有可观的抗压强度的凝固块体，所述PETROFREE LV有机载体流体为有机酯基流体，ACCOLADE为烯烃/酯混合物，二者皆购自Halliburton Energy Services。

尽管本发明的优选实施方案已经被显示和说明，本领域技术人员在不背离本发明的精神和教导的情况下可以对其进行修改。在此描述的实施方案仅是示例性的，不用于限制。在此公开的本发明的许多变化和修改都是可能的，并且在本发明的范围内。在很清楚地描述数字范围和限制的地方，这些范围和限制应被理解为包括落在该范围或限制内的相等量级的迭代范围或限制(例如，约1-约10包括2、3、4等；大于0.10包括0.11、0.12、0.13等)。关于权利要求的任何元素，使用术语“任选”用于指目标元素是需要的，或者是不需要的。两个选择都在权利要求的范围内。更宽的术语的使用，例如包含、包括、具有等，应当理解为提供对较窄术语如由...构成、基本上由...构成、基本上包含等的支持。

因此，保护的范围不是由上述说明书限制，而仅受限于所附权利要求，所述范围包括权利要求的主题的全部等价物。每个权利要求作为本发明的一个实施方案结合在说明书中。因此，权利要求是进一步说明，并是本发明的优选实施方案的添加。在此对参考文献的讨论并不是承认其是本发明的现有技术，尤其是公开日在本申请的优选权日之后的参考文献。在此引用的所有专利、专利申请和出版物的公开在此以提供对在此所陈述的那些的示例补充、程序补充或其它细节补充的程度并入作为参考。

Claims (44)

1.一种井眼维修组合物，其包含金属氧化物、可溶盐和增粘剂，其中所述增粘剂包括季酰胺、季酰胺酯或其组合。

2.权利要求1的组合物，其中所述增粘剂包含链长大于约C₁₂的酰氨基丙基苄基二甲基氯化铵。

3.权利要求1的组合物，其中基于所述组合物的总重量，所述增粘剂的量为约0.05％-约5％。

4.权利要求1的组合物，其中所述金属氧化物包括碱土金属氧化物。

5.权利要求4的组合物，其中所述碱土金属氧化物包括氧化镁。

6.权利要求1的组合物，其中所述可溶盐包括氯化镁、磷酸钠、磷酸钾、磷酸铵或其组合。

7.权利要求1的组合物，其中所述组合物具有大于约20的塑性粘度。

8.权利要求1的组合物，其中所述组合物具有大于约1的屈服点。

9.权利要求1的组合物，其中塑性粘度作为所述增粘剂的量的函数图约为线性。

10.权利要求1的组合物，其中屈服点作为所述增粘剂的量的函数图约为线性。

11.权利要求1的组合物，其具有约50psi-约20,000psi的抗压强度。

12.权利要求1的组合物，其具有约4ppg-约25ppg的密度。

13.权利要求1的组合物，其还包含油质液体。

14.权利要求13的组合物，其中所述油质液体的量为水泥的约5重量％-100重量％。

15.权利要求1的组合物，其还包含缓凝剂。

16.权利要求1的组合物，其中所述组合物显示出直角凝固。

17.权利要求1的组合物，其中所述组合物显示出粘弹性行为。

18.一种井眼维修组合物，其包含氧化镁；氯化物或磷酸盐；和季铵材料。

19.权利要求18的组合物，其中所述季铵材料包括季酰胺、季酰胺酯或其组合。

20.权利要求18的组合物，其中所述季铵材料的量为约0.05重量％-约5重量％。

21.一种井眼维修组合物，其包含氧化镁、氯化镁和季铵材料，其中所述季铵材料包括季酰胺、季酰胺酯或其组合，并且其中该季铵材料的量为约0.05重量％-约5重量％，而且所述组合物的塑性粘度作为季铵材料的量的函数图约为线性。

22.权利要求21的组合物，其还包含油质液体。

23.一种维修与地下岩层接触的井眼的方法，其包括：

使包含金属氧化物和可溶盐的水泥组合物增粘；

将所述增粘的水泥组合物置于井眼中；和

使该组合物凝固。

24.权利要求23的方法，其中所述水泥组合物的增粘包括使季铵材料与所述水泥组合物接触。

25.权利要求24的方法，其中所述季铵材料包括季酰胺、季酰胺酯或其组合。

26.权利要求24的方法，其中所述季铵材料包括具有大于约C₁₂的链长的酰氨基丙基苄基二甲基氯化铵。

27.权利要求24的方法，其中基于所述组合物的总重量，所述季铵材料的量为0.05％-约5％。

28.权利要求23的方法，其中所述增粘的水泥组合物具有大于约20的塑性粘度。

29.权利要求23的方法，其中所述增粘的水泥组合物具有大于约1的屈服点。

30.权利要求23的方法，其中所述增粘的水泥组合物的屈服点作为季铵材料的量的函数图约为线性。

31.权利要求23的方法，其中所述增粘的水泥组合物的塑性粘度作为季铵材料的量的函数图约为线性。

32.权利要求23的方法，其中所述增粘的水泥组合物显示出直角凝固。

33.权利要求23的方法，其中所述凝固的增粘水泥组合物具有约50psi-约20,000psi的抗压强度。

34.权利要求23的方法，其中所述增粘的水泥组合物具有约4ppg-约25ppg的密度。

35.权利要求23的方法，其还包括使油质液体与所述水泥组合物接触。

36.权利要求35的方法，其中所述油质液体的量为水泥的约5重量％-约100重量％。

37.权利要求23的方法，其中所述金属氧化物包括碱土金属氧化物。

38.权利要求37的方法，其中所述碱土金属氧化物包括氧化镁。

39.权利要求23的方法，其中所述可溶盐包括氯化镁、磷酸钠、磷酸钾、磷酸铵或其组合。

40.权利要求23的方法，其中所述水泥组合物还包含缓凝剂。

41.权利要求23的方法，其中所述维修井眼的方法包括处理循环液漏失、隔离砾石充填、支撑管道、堵塞管道中的空隙或裂缝、堵塞水泥环与管道间的开口、在水泥浆前隔开流体、密封环形套管或其组合。

42.权利要求23的方法，其中所述增粘的水泥组合物显示出粘弹性行为。

43.一种固井眼的方法，其包括：

制备包含氧化镁；氯化物或磷酸盐；和季铵材料的水泥组合物；

将所述水泥组合物置于井眼中；和

使该水泥组合物凝固。

44.一种增粘索雷尔镁质水泥的方法，其包括使季铵材料与水泥组合物接触。