DE2203446A1

DE2203446A1 - Zementzusammensetzungen und -Verfahren zum Zementieren von Bohrloechern

Info

Publication number: DE2203446A1
Application number: DE19722203446
Authority: DE
Inventors: Faust Jesse Alfred; Haldas Walter Joseph
Original assignee: Lone Star Industries Inc
Current assignee: Lone Star Industries Inc
Priority date: 1971-01-25
Filing date: 1972-01-25
Publication date: 1972-08-10
Also published as: GB1384571A; MX143426A; ES399172A1; FR2131949A1; NL7200978A; FR2131949B1; CA973347A

Description

--—~"" Patentanwälte '■»-...

Dipl. Ing. F. WeickiTi^nn,.¹· '* *-'*~~^r-.-¹

Dipl. ing. H. IVßlssmiir.n, Cipl. Phys. Dr. K. Fincke

Dipl. Ing. F. A. Vteickmann, Dipl. Ghein. B. Huber

8 München 27, Möhlstr. 22

LOKE STAR INDUSTRIES, INC.

1, Greenwich Plaza

Greenwich, Connecticut 06830 / V.St.A.

Zementzusarnmens/ef Zungen und -Verfahren zum Zementieren

von.Bohrlöchern

Die Erfindung betrifft eine Additionszusammsnsteilung zum Verbessern der Eigenschaften von Zementsusaminenstellungen und Zementzusamnenstellungen mit verbesserten Eigenschaften, die sich insbesondere zum Zementieren von Bohrlöchern eignen, sowie Verfahren zum Zementieren von geologischen Formationen, die von Bohrlöchern durchsetzt sind. Die Additionszusammenstellung umfasst ein wasserlösliches Lignosulfonat oder Lignosulfosäure oder deren Mischungen, Weinsäure oder ein Salz derselben und deren llischungen und vorzugsv/eise auch Natriurar.aphthaiinsulfonat.

Die erfindungsgeinässe Zeraentzusammenstellung eignet sich insbesondere aura Zementieren von geologischen Formationen, die von Bohrlöchern, z.B. für die Erdöl- oder Waturgas-Ezploracion, durchsetzt sind und wird auch mit Hinsicht darauf beschrieben, lässt sich aber auch für andere Verwendungszwecke einsetzen.

Eine solche Zeinentzusaramenstellung für Bohrlöcher, die bei der Erdöl- und Gase::ploration bis zu Tiefen von tfoer ^875 π reichen können, wird benötigt, Idealerv/aic-e soll eine solche Zusanmensteilung eine Verdickungszeit von mindestens 3 Stunden bei jeder spezifischen Tiefe, gute Festigkeit, nied-

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drige Anfanb;sviskosität, sowie auch Kompatibilität mit Meerwasser haben, da viele dieser Bohrlöcher in Kifstenwässern zementiert werden und der Einsatz von Meerwasser grosse Vorteile mit sich bringen wiirde (z.B. in der Nordsee oder im Golf von Mexiko). Der Zementschlamm soll auch eine gute Dichte haben, ohne den Zusatz von Gewichtsmaterialien zu benötigen, 3304.I dabei aber auch mit solchen kompatibel sein.

Die erfindungsgemässe Additionszusammenstellung kann als Verzögerungsmittel in Zementschlärnmen benützt werden, die zum Zementieren von geologischen Formationen bis zu einer Tiefe über 6IOO ra dienen, insbesondere im Zusammenhang mit sogenannten "Grund^llZementen. Wie bereits erwähnt, umfasst diese Additionszusammenstellung ein wasserlöslichen Lignosulfonat, vorzugsweise Kalziumlignosulfonat oder Iägnosulfosäure oder deren Mischungen, Weinsäure oder ein Salz der Weinsäure oder deren Mischungen und Natriumnaphthalinsulfonat, und vorzugsweise 3 Teile Kalziuralignosulfonat, 1 Teil Weinsäure und 4 Teile Natriumnaphthalinsulfonat, obwohl gute Resultate mit I-I9 Teilen Lignosulfonat oder Lignosulfosäure und 1-19 Teilen Weinsäure oder einem Saia der Weinsäure und 1-19 Teilen Natriumnaphthalinsulfonat erzielt v/erden können. Dieses Verzögerungsmittel wird dem Zement in einer Menge von 0,30 bis 5»00 Gew.-Jo, und vorzugsweise ungefähr 2,00 Gew.-$o zugesetzt. Erwünschtenfalls kann das Natriumnaphthalinsulfonat auch fortgelassen werden und gute Ergebnisse lassen sich mit den anderen Komponenten im selben Verhältnis erzielen durch Zugabe von ca 0,10 Ctere.-/* bis 3 Gew.-S» oder auch, bei langlebigen Zeraentschlämmen grösseren Mengen« Der bevorzugte Zusatz liegt jedoch bei ungefähr 1-J GeWm-%. Besonders gute !Resultate werden erzielt, wenn der anorganische Zement durch Zugabe von zwischen 0,25 und 5»00 Gee.?o Wasser und Altern für mindestens 30 Minuten vorbehandelt wird, v/ie dies in der glexchlaufenden Anmeldung der Anmelderin beschrieben ist. Eine solche Zementzusainmenstellung hat beim Schlämmen gute Anfangsviskos^tät, ideales Verdickun^rerhalten und Festigkeit und gestattet es, die Menge des Anmachwassers zu reduzieren, derart, dass man ein Schlammgewicht von ca 1200 kg je m erhalt, ohne Wichtematerialien zugeben zu müssen, obwohl der Schlamm mit diesen erwünschtenfalls auch kompatibel ist.

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Die Erfindung kann mit allen anorganische Zemente umfassenden Zementoyoteiian vorwendet -..'erden, wobei der Ausdruck "anorganischer Zement" hydraulische Zemente, Kalkzemente, Gipsaenente usw. umfasst. Unter diesen sind die hydraulischen oder V/asserzemente von besonderer Bedeutung und -orden daher als bevorzugte Klasse von Zementen im Sinne der Zriindunr; betrachtet. Diese Klasse umfasst beispielsweise den Portland-.',.iViont, die natürlichen Zemente, Toner de semen te, Wasserballe, Puzzolanzomentc nit Einschluss der aus industrieller Schlacke hergestellten u.r..n. Kit Hinsicht auf seine niedrigen Herstellungskosten wird der Portlandzement aiii meisten verwendet.

Besonders gute Resultate -..'erden mit einer "Grund"Zementzusaiamenstellung erzielt, die mit dem erfindungsgeng.asen Verzögerungsmittel ausgezeichnet vortr'-'glich ist; diese umfasst einen anorganischen Zement, der innig mit einer geringen Wasserraenge von 0,25 bis ca 5»O Gew.-/.?, und vorzugsweise von 0,5 bis 1,0 Gew.-£> gemischt und 30 Hinuten lang gealtert wird. Das zugegebene Vfcsser soll zu keiner nennenswerten Klumpenbildung führen, und bei höherer V/asserzugabe wird mittels dieser Grundzementzusammenstellung vorzugsweise unmittelbar nach dem Altern ein Zementschlanra hergestellt, da grössore V/assermongen die Verdickungszeit des Zements beim -Einlagern verlängern. Diese Nachteile werden durch eine Suga.be von ca 0,5 Gew.-;J V/asser auf ein iiindestmass reduziert und gestatten es, insbesondere mit dem erfindungsgemijssen Verzögerer, ideale Verdickungsseiten zu erhalten.

Ausser dem erfindungsgemässen Verzögerungsmittel können dem Zementschlaram verschiedene Zuschlagstoffe beigegeben v/erden, die beim Zementieren von Bohrlöchern verwendet werden, z.B. Qene, die auf Seiten 18-20 der Novembcr/Dezember-Nummer 19&5 des "Petroleum Equipment" einer Veröffentlichung der Special Associated Publishers, Inc., angeführt sind.

Die wasserlöslichen lignosulfonate umfassen Kalziuralignosulfonat, Ferrolignosulfonat, Kaliuralignosulfonat, Ferrochromlxgnosulfonat, ίiatriumlignosulf onat, liagnesiumlignosulfonat ₅ Ammoniumlignosulfonat i"md

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BAD ORfGINAL

2203U6

Lithiunlignosulfonat. Wie bereits erwähnt, kann auch Lignosulfosäure benutzt v/erden, sowie Mischungen der Salze von Lignosulfonr.ten mit einander und mit Lignosulfosäure.

Die Salze der Weinsäure umfassen Kalziuratartrat, Natriuntartrat, K-?liu.~tartrat, Animoniumtartrat, Hatriumkalsiuntartrat, Lithiumt;\rtr-it und K-liunibitartrat; 'Jeinsäure kann ebenfalls verwendet werden, sowie die Salze von Weinsäure in Mischung miteinander und mit Weinsäure.

Drs Verfallron zum Herstellen des crfindungsgemässen Verzögerungsmittels bostaht im Mischen der Komponenten innerhalb der angegebenen Verhältnisbei'oiche. Diese Zusammenstellung wird dann rat einer.i anorganischen 2er:ient im angegebenen Verhältnis gemischt, v.'obei jede ein inniges Durchmischen der Kcupononten gestattende Mischvorrichtung dazu benutzt v;erden kann. Erv/ünschtenfalls kann der Zement mit dem Verzögerungsmittel und. etvaigen anderen Zusätzen vorgemischt './erden und v:ird dtin einfach c.uf der Baustelle zum Zementschlcxin verarbeitet.

Der Zerientschlamm v/ird durch Mischen des Zements mit der Verzögerer- ■ Zusammenstellung mit Vasssr angefertigt, iis kriin jede gewünschte Vfessernenge benützt './erden, und vorzugsv/eise v/eniger, als bei konventionellen Sementen, liornalerv/eise ist das './asser im Bereich, der in der Norm API Std 1OA angegeben ist. Mit dem Erfindungcgemössen Verzögerer, mit oder ohne Gründzement, lässt sich das Anmachewasser jedoch bei einem Verzögerer ohne Hatriumnaphthalinsulfonat um ca 25'/^ und bei einem Verzögerer mit Natriumnaphthalinsulfonat je nach dem eingesetzten Zement um rund 29-32>ί herabsetzen. Sowohl Frisch- als auch Meerwasser kann verwendet v/erden und andere Zuschläge v/erden erforderlichenfalls zugegeben.

Die folgenden Beispiele und Tabellen illustrieren die Erfindung. Hierin wurden die API (American Petroleum Institute) Verschalungs- oder Drucktabellen nach API HP 1OB benützt« Die Prozentsätze sind Gewichtsprozente

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BAD

— 3 ~

und die Menge der dem Zement zugegebenen Verzögerungszusammenstellung beruht auf dem Gewicht des trockenen Zements. Die den Beispielen entsprechenden Tabellen sind am Ende der Beschreibung eingefügt.

BEISPIEL I

Ein Verzögerungsmittel, bestehend aus h Teilen Natriumnaphthalinsulfonat, 3 Teilen Kalziumlignosulfonat und 1 Teil Weinsäure wurde einem Zement nach API Glass H zugegeben und mit Z6yo Wasser zu einem Zementschlatnra gemischt. Die Mengen des zugegebenen Versögerers sind in der beiliegenden Tabelle I angegeben, wobei API-Verschalungs- und API-Drucklisten verwendet wurden.

Aus Tabelle I geht hervor, dass von 0,50/j Verzögerer gute Verdickungszeiten mit verhältnisnässig wenig Anmacheqasser (26/ύ) erhalten wurden, normalerweise \d.rd bei einem Zement der Klasse H 3δ> Anmachewasser verwendet.

BEISPIEL II

Die Versögererzusaramenstellung, der Zement und die Menge von Anmache- · · wasser entsprachen dem Beispiel I. Eim Schlamm v/urde hergestellt, wobei jedoch die Menge an Hatriumnaphthalinsulfonat gegenüber der Mischung aus 3 Teilen Kalziumlignosulfonat und 1 Teil Weinsäure variiert wurde, wie in Tabelle II aufgezeigt ist..

Aus der Tabelle geht hervor, dass gute Resultate erhalten werden, wenn das Verhältnis von 1 bis 19 Teile der Mischung aus 3 Teilen Kalziumlignosulfonat und 1 Teil Weinsäure auf 19 bis 1 Teile Natriumnaphthalinsulfonat variiert wurde.

BEISPIEL III

In diesem Beispiel waren die Verzögererzusaramenstellung, der Zement und die Menge an Anmachewasser dieselben wie in Beispiel I, wobei jedoch Meerwasser anstelle des "frischen" Wasser angesetzt v/urde. Die Menge des Verzögerungsmittels wurde variier-to Das Ergebnis ist in Tabelle III zusammengestellt.

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Tabelle III zeigt die gute Kompatibilität des Versögerungsmittels tut Keerv.-asser und die guten Verdickungszciten.

BEISPIEL IV

In diesem Beispiel wurde das Verzögerungsmittel nach. Beispiel I mit einen Zement nach API .Glass A mit 32$i Anmachewasser und mit einem Zement nach API Class C mit kOfro Anraachewasser angesetzt. Tabelle IV zeigt die Resultate der API Squeeze Schedules.

Aus Tabelle IV folgt, dass sich mit verschiedenen Mengen des erfindungsgenr'ssen Verzögerers bei verschiedenen Tiefen gute Resultate mit Zementen nach APIL Class A und C erzielen lassen. Aus der Wasserverbrauch war geringer, da normalerweise mit Zementen der Klasse A 4b/J Anmachewasser und mit Zementen der Klasse C 56/a Anmachewasser angesetzt werden.

BEISPIEL V

Anstelle des Zements nach Beispiel I wurde ein mit 0,50^ V/asser vorbehandelter und 30 Minuten lang gealterter Zement nach API Class H benütat. Tabelle V zeigt die erhaltenen Resultate.

Es ist hieraus zu ersehen, dass sich selbst bei verhältnismässig grossen Tiefen gute Verdickungszeiten erzielen liessen. Unter gewissen Bedingungen und in gewissen Tiefen genügten Zusätze von nur 0,30$^ des Verzögerungsmittels, um gute Verdickungszeiten zu erhalten.

3SISPIEL VI

In diesem Beispiel wurde aus dem Verzögerungsmittel, dem Zement und 2&,Ό Anmachewasser ein Zementschlamm wie in Beispiel I gebildet, und Natriuralignosulfonat und Ferrochromlignosulfonat ansteiEb des Kalziuralignosulfonates angesetzt. Die Mengen des Verzögerers und die erhaltenen Resultate gehen aus Tabelle VI hervor.

Es zeigt sich, dass gute Resultate mit verschiedenen Lignosulfonaten erzielt v/erden können.

209833/1052 ^u/m

J-

BSISPI3L VII

In don vorangehenden Beispielen wurde die API Normtabellen verwendet. In diesen Beispiel vnirde derselbe Verzögerer und Zement mit 26/ό Anraachew;-.sser benützt, wie in Beispiel I, aber die Temperaturen vjurden erhöht, UH eine grössere Tiefe zu simulieren. Tabelle.VII zeigt die Ergebnisse.

Tabelle VII zeigt, dass grössere Kengen der Verzögerungszusaamenstellung bei verhältnisraässig grossen Tiefen benutzt v/erden können, und zufriedenstellende Resultate liefern· Grössere Kengen an Verzögerungsmitteln eignen sich insbesondere für langlebige Zementschlämme, wo eine längere Aushärtungsseit gefordert v;ird.

In den nun folgenden Beispielen und Tabellen wird ohne Matriumnaphthalinsulfonat gearbeitet.

B5ISPI5L VIII

In diesem Beispiel v;urde ein Verzögerer aus 3 Teilen Kalziumlignosulfonat und 1 Teil Weinsäure mit einem Zement der API Glass II und höi'o V/asser zu einem Zementschlamm verarbeitet. Die beiliegende Tabelle VIII zeigt die Änderungen in der Zugabe des Verzögerers und die erhaltenen Ergebnisse.

Aus Tabelle VIII ist ersichtlich, dass von einem Verzögerergehalt von O,1O;J die Verdickungszeit anstieg und bis zu 1,3O;i gute Verdickungszeiten erhalten wurden.

BEISPISL IX

Der Verzögerer und Zement nach Beispiel VIII v/urde mit 32?ό Wasser zu einem Zementschlamm angemacht. Die Mengen an Verzögerer und die Ergebnisse der API Verschiungs und API Drucktabellen sind in Tabelle IX angeführt.

Es zeigt sich, dass mit der erfindungsgemässen Verzögerungszusammenstellung bei verschiedenen Tiefen gute Ergebnisse mit einem geringeren Äamachewassergehaj.t erzielt werden können.

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■i'o

BEISPIEL X

Hier wurde derselbe Zement v;ie in den Beispielen VIII und IX benützt mit kCr/j Anmachev.'asser, jedoch wurde das Verhältnis zwischen Kalziumlignosulfonat und V/e insäur e, sowie auch der Ansatz an Verzögerer variiert, wie in Tabelle X dargestellt ist.

Aus dieser Tabelle ist ersichtlich, dass Kalziumlignosulfonat und Weinsäure allein bei verhältnismässig geringen Tiefen zufriedenstellende Verzögerungsmittel bilden, aber bei verh"ltnisnässig grossen Tiefen keine guten Verdickungsseiten liefern, während unervcrteterweise die Kombination der boidon Ver-ögsrungsmittel bei grösseren Tiefen gute Verdickungsaeiten hervorruft.

BEISPIEL XI

In diesem Beispiel wurde die Verzögerungszusamnenstellung und der Zement nach Beispiel I mit kQf,a Meerwasser zu einem Zementschlamm verarbeitet. Die liengon dos Vernögerers wurden variiert und die nich ergebenden Resultate sind in Tabelle XI zusammengefasst.

Es ergibt sich, dass der Verzögerer mit Meerwasser konpatibel ist und gute Verdickungszeiten liefert.

BEISPIEL XII

Die Verzogerungszusammenstellung nach Beispiel VIII wurde mit einem Zement nach API Class A und hG^c/o Anmachewasser und mit einem Zement nach API Class C mit 56/0 Anmachev/asser angesetzt. Die Mengen des Verzögerers vairde Variiert und die Ergebnisse der API Drucktabellen sind in Tabelle XII zusammengefasst.

Es zeigt sich, dass bei Ansatz verschiedener Mengen an Verzögerungsmittel bei verschiedenen Tiefen mit Zementen nach API Class A und API Class C gute Ergebnisse erhalten werden.

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oer-

E3ISP1SL XIII

In diesem Beispiel wurdäidie API Druckteste mit dem Verzögerer, Zement und Annachewasser nach Beispiel VIII durchgeführt, wobei jedoch das Kalziunlignosulfonat durch Natriumlignosulfonat, bzw. durch Ferrochromli^nosulfonat ersetzt wurde. Die Verzögereransätze und Ergebnisse sind in Tabelle XIII zusammengefasst.

Es zeigt sich, dass die verschiedenen Lignosulfonate mit gutem Resultat mit Weinsäure kombinert v/erden können.

SÜL· XIV

Hier wirden die Versuche mit dem Verzögerer, Zement und hOjo Anmachet/asser nach Beispiel VIII durchgeführt, wobei jedoch die Weinsäure durch ihr Hatriura-, Kalium- bzw. Amraoniumsalz ersetzt wurde. Tabelle XIV zeigt die ersielten Ergebnisse.

Es zeigt sich, dass mit verschiedenen Salzen der Weinsäure gute Ergebnisse erreicht v/erden.

BSISPIEL XV

Ein mit Wasser vorbehandeltar Zement nach API Class H (0,5/ό V/asser), der mindestens 30 Minuten lang gealtert wurde, wurde anstelle des Zeuonts in Beispiel VIII verwendet. Tabelle XV asxgt die Ergebnisse der API~Nornteste·

Aus Tabelle XV folgt, dass bei verschiedenen und bei ziemlich grossen Tiefen gute Verdickungszeiten erhalten wurden.

In den vorangehenden Beispielen wurden die genormten API Verschalungsund Druckteste angewendet. In the folgenden Beispielen XVI - XVIII wurden die Temperaturen gesteigert, um gröesere Tiefen zu simulieren·

BEISPIEL XVI

Ein Zement nach Class H wurde mit Zo des Verzogerers nach Beispiel VIII

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und JfOio Anmachewasser angesetzt. Die Temperatur wurde in 90 Minuten · auf .182 C gebracht und der auf 1265,5 kg/cm · Die Verdickungszeit des Zeraentschlammes auf 70 Konsistenzeinheiten (Viskosität) betrug 5 Stunden und 25 Minuten, wobei die Anfangskonsistenz oder -Viskosität 8 Einheiten betrug.

BEISPIEL XVH .

Die Anordnung nach Beispiel XVI wurde wiederholt, jedoch mit 2j % des Verzögerers und bei einem Temperaturanstieg auf 193 C· Die Anfangskonsistenz des Zementschlammes war 5 Einheiten und seine Verdickungszeit auf 70 Einheiten 3 Stunden und 50 Minuten.

BEISPIEL XVIII

Die Anordnung nach Beispiel XVI und XVII wurde wiederholt, jedoch mit 3 % des Verzögerers und bei einem Temperaturanstieg auf 204 C in 90 Minuten. Der Zementschlamm hatte eine Anfangsviskosität von 5 Einheiten und eine Verdickungszeit auf 70 Einheiten von 2 Stunden und 50 Minuten.

Beispiele XVI, XVII und XVIII zeigen, dass bis zu Jjo des Verzögerers mit zufriedenstellendem Ergebnis verwendet v/erden kann. Wie bereits erwähnt wurde, können auch grössere Kengen von Verzögerungsmittel angesetzt v/erden, insbesondere wenn längere Abbindezeiten bei langlebigen Schlämmen geschaffen v/erden sollen·

Andere wasserlösliche Lignosulfonate oder Lignosulfosäure und deren Mischungen und andrere Tartrate oder Weinsaure oder deren Mischungen können in dan vorangehenden Beispielen und in den folgenden Tabellen mit guten Ergebnissen substituiert werden. Ihre Mengen können von 1-19 Teilen, bzw. 19-1 Teilen variiert werden. Auch lasst sich Frisch- oder Meerwasser zusammen mit jedem bekannten anorganischen Zement ansetzen. Die jeweils optimalen Mengen der Komponenten der Verzögerungszusammenstellung und die optimalen Zusatzmengen einer bestimmten Zusammenstellung mit Frisch- oder Meerwasser lasst sich mit Hinsicht auf die besonderen

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des Bohrloches und der gewünschten Resultate leicht durch einfache Versuche feststellen.

Zum erfindungsgamässen Zementieren von Bohrlöchern wird die Verzögerungszuss-mnonstellung im angegebenen Verhältnis mit dem betreffenden anorganischon Zement gemischt und diese Mischung wird dann mit dem Anmachevo.ssor gemischt; dor Verzögerer kann jedoch au£h der Zement-V/asser- ^lischung zugegeben werden oder kann erst mit dem Anrnachewasser gemischt und diesos mit dem Zement gemischt i.-srdon. Dia \/?.3Germ3nge hängt vom 2)cnenttyp ab. Der Zemontschlnmm v/ird in das Bohrloch eingepumpt und gehalten, bis er abbindet. Der Verzögerer kann auf der Baustelle vorbereitet v/erden, oder er kann erwünschtenfalls auch vorher zubereitet und dem Zement, der Zenient-Vfasser-Iiischung oder dem Wasser auf der Baustelle zugegeben worden, oder der Zement und Verzögerer v/erden auf der Baustelle gemischt und zum Schlamm verarbeitet. Vorzugsweise wird der Verzögerer jedoch mit dam anorganischen Zement in Vorhinein ver~ mischt und denn mit den anderen Zuschlägen und dem Anmachewasser aura Zwientschlamm verarbeitet. ·· . ·

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0? A B E L L E N

Änporkunr;: In allen Tabellen ist die Verdickungszeit auf 70 Konsistens-(Vickositnts-) Einheiten angegeben

Die eingeklarmerton Ziffern zeigen die anfängliche Konsistens.

TABSLLS I

Verdickungszeit eines Zements nach API Class II mit einem Verzögerer aus 4 Teilen ifatriunnaphthalinsulfonnt, 3 Teilen Kalziunlignosulfonat und 1 Teil /einsäure.

(26,0/J Anrao.chev/assor)

Vcrr,. API Verschalungstsst

^c/= 2440 η 3050 η 3660 πι 4270 m 4875 m 5485 m 6100 in

o,4o	(15)	1:05	2:00 (12)	API	1:15 ( 5)	0:50	(12) 2:15	(20)	1:4θ	( 8)	3:10
ο,45	(22)	1:35	(16)		1:30 (12)	3:25	( 7) 4:20	( 9)	2:4θ	(14)	3:15
0,50	(17)	4:10 (18)	2:50 (12)		3:35 (12)	3:45	(11) 4:20	(9)	3:15	(16)	3:45
0,55			3:30
0,6ο		(22)
0,65		(14)
0,70)
ο,8ο
0,85
I ,bU 1 8ο			Drucktest
2,00

0,50 (15) 0:40 510) 2:35 ( 7) 2:20 (12) 1:30 (17) 1:05 Ο,βΟ (10) 1:50 (13) 5:10 ( 6) 4:30 ( 8) Zi^

0,70 ( 8) 3:50 ( 9) 5:00

0,80 , (16) 4:10 (20) 2:00

0,90 · (19) 5:40

1,10 (16) 9:40

1,20 (16) 4:20

1,60 (16) 6:45

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TABELLE II

Verdickungszeit eines Zements nach API Class H mit Verzögerer aus verschiedenen Teilen Natriuranaphthalinsulfonat mit einer Mischung von 3 Teilen ICalziumlignosulf onat und 1 Teil Weinsäure.

i'o Anmachewasser)

Natriumnaphthalinsulf.	Mischung	Verzögerer	API Drucktest	5435	El
Teile	Teile	%	366O m
19	1	i,4o	(12) 2:05
		1,60	( 7) 2:20
		2,00	(16) 2:40
3	1	0,90	(14) 2:55
		1,00	( 9) 7:30+	(14)	1:30
		1,20		(16)	1:55
		2,20	-	( 8)	3:20
		3,00
1	1	0,50	(17) 3:10	( 9)	2:15
		0,80		(15)	4:30
		1,00		(12)	5:35
		1,20
1	3	0,30	(12) 1:40
		0,40	(13) 4:30
		0,50	(13) 6:15	(12)	2:15
		0,70		(16)	3:05
		0,8o
1	19	0,25	(18) 0:45
		0,30	(16) 1:45
		0,35	( 9) 3:10	(12)	2:10
		0,70		(20)	2:50
		0,80		(12)	3:20
		0,90
	TABELLE III

Verdickungszeit eines Zements nach API Class H mit Verzögerer aus 4 Teilen Natriuranaphthalinsulfonat, 3 Teilen Kalziumlignosulfonat und 1 Teil Weinsäure

(26/ά Anmache v/asser - Meerwasser)

Verzögerer API Drucktest

% 4270 m 4875 m 5^5 m

0,60 (18) 0:45 ( 8) 1:03

0,70 ( 8) 3:00

0,80 (10) 6:00+ (11) 4:18 (13) 1:23

1,00 ( 8) 5:30+ (12) 1:27

1,20 (14) 3:27

2Q9B^1/inr. ?

*» W W W ># M f IUsItCi

4η

TABELLE IV

Verdickungsseiten für Zemente nach API Class A und Class C mit Verzögerer aus 4 Teilen Katriunnaphthalin, 3 Teilen Kalziumlignosulfonat und 1 Teil Weinsäure

API Class A (32,0;« Anmachev/asser API Druckteste

% Verzögerer	4270 m 4875 m 5485 m	TABELLE V
1,10 1,40 1,80 2,00	( 5) 3:29 ( 5) 4:26 (10) 2:00 (12) 4:10
	API Class C (40,0>ό Anmachewasssr API Druckteste
1,00 1,20 1,30 1,50 1,60 1,70 1,80	0:18 ( 5) 1:14 ( 5) ^:05 ( 5) 3:30 ( 5) 5:00+ ( 5) 1:58 ( 5) 2:52

Verdickungszeiten für Zemente nach API Class H vorbehandelt mit 0,50>ό Wasser und Verzögerer aus 4 Teilen IJatriumnaphthalinsulfonat, 3 Teilen Kalziumlignosulfonat und 1 Teil Weinsäure. (26/0 Anmache wasser)

Verzog. API Verschalungsteste

% 2440 m 3050 m 366Ο m 4270 m 48?5 m 5485 m 61OO ta

0,25 : . (15) 0:55

0,30 (23) 1:40 (18) 2:35 (19) 2:45 (15) 3:40 (14) 1:40 0,35 (15) 3:20 (14) 6:20 (14) 3:35

0,40 (17) 4:00 (15) 6:00 (14) 4:15

0,60 (16) 1:40

0,80 (16) 2:30

1,00 . (25) 4:40

1,40 (13) 2:40

1,60 (17) 2:50

1,80 ( 5) 3:20

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Ver;;.

^c/o 2440 in

3O5O m

TABELLE V Forts.

API Druckteste 566O m 4275 m

4875

5^85 m 6100

0,35 0,40 0,50 Ο,οΟ 0,80 0,90 1,00

(23) 1:00(10) 1:00 (T9) 0,45 (ίό) 1:25 Ou) 2:'i5 06) 1:10 (15) 1:20 (15) 3:10(7) 4:20 (14) 4:15 (16) 2:45

(14) 3:45

( 5) 2:30
(10) 3:10
(12) 4:10

(17) 1:55 (12) 3:10 (20) 4:10

aLLE VI

Verdickun^csoiten für Zemente nach API Class II mit Vor^c^esEr aus 4 Teilen Natriumnaphthalinsulfonit, 3 l'eilon Li^nosulfonats"uresalze und 1 Teil V/Gin.3."ur3.

(26>J i'aine.che\.'."\sser)

Lxgnosulio-	Vorso^ercr	3ό6θ	η	5485	in
säure i>"lz	%	( 7)	2:20
Kr.lniurn	0,50	(6)	4:30
	Ο,οΟ			(20)	2:00
	0,30			(16)	4:20
	1,20			(16)	6:4$
	1,60	(13)	1:05
IJptrim:i	0,50	( 6)	2:40
	Ο,όΟ	( 6)	4:15
	0,70			(20)	1:45
	1,30			(19)	2:30
	1,60			(10)	4:50
	2,00		0,25
!•'errochrom	0,50	( 6)	2:05
	Ο,όΟ	(10)	3:15
	0,70			( 8)	1:20
	1,50			(13)	2:10
	2,00			(14)	3:20
	2,40

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BAD ORIGINAL

Jt-

TABKTiLB VII

Verdickungszeiten eines Zements nach API Class II mit Verzögerer umfassend 4 Teile Natriumnaphthalinsulfonat, 3 Teile Kalsiumlignosulfonat und 1 Teil Weinsäure .

(2δ/ΰ Annachewasser)

Verzögerer 2,50

3,00 3,30

Test bei 182°C und 1265 kg/cm² (Temperatur und Pruck binnen 90 Hinuten erreicht)

(18) 3:§5

Test bei 193°C und 1205 kg/cn² (Temperatur und Druck binnen 90 Minuten erreicht)

(16) 3:4-5

(17) 3:00

Test bei 204°C und 1265 kg/cm² (Temperatur und Druck binnen 90 Minuten erreicht)

2:47

TABELLE VIII

Verdickungssoiten eines Zements nach API Class II mit Verzögerer aus 3 Teilen Kalzxumlignosulfonat und 1 Teil Weinsäure.

(4θ>ό Anmachewaseer) API Verschalungsteste

C' /ο	244ο	π	:20	3050	m	:45	3660 ε	ι 4270	m	40	4875	m	10	5485	m	45	6100 ra	2:45
O	(13)	2	:4θ	(13')	1	:00				10			30			10		4:00
0,1	(20)	2	:30	(16)	2	:10)	(13) 1	:50		12			35			50		5:20
0,2	(16)	5		(16)	5		(19)	4:10(19)	2:		(23)	1:
0,3							( 8)11	:30 ( 5)	3:		( 5)	2:
0,4								( 5)	7:		( 5)	4:		( 5)	1:
0,5														(19)	2:
0,6														(5)	2:
0,7														( 5)	3:
0,8														(5)
1,0														(5)
1,3												(5)

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TABELLE VIII Forts

Vor:'... - API Druckteste

πι 3050 π 5οδΟ m 4-270 im ' 4-875 m 5*&5 m 61OO m

O -(ΙΌ 1:5 (12) 1:00

0,1 (20) 1:55 (19) 2:05

0,2 (20) 5:00 (13) 4-:2O 0,25. . 0:25

0,5 (12) 3:55 (13) 2:50 (11) 2:10

0/h (12) 8:15 (11) 5:30 (13).2:50

0,5 ' ( 9) 5:25 ( 5) 2:10

O,υ ( 5) 3:00

0,7 . ( 5) ^: 35

TAB3LL3 IX

Verdickunssseit eines 2onients nach API Class H . mit Versö^Gror· r-xis 3 Teilen itilziumlignosulfonat und 1 Teil './ei

(32,ί Anrieche v/asser)

Vers. API Verschalungsteste

^c/o 2440 α 3050 ra 3o50 η 4-2?O m 4875 ra 5^5 rn ^tOO α

0,20	(13)	1:35	( 3)	2:4-0	(	8)	1:30	(	7)	1:15	0:20	_.	-—-*	0:30	(	5)	2:10	(	7)	2:00	( 5) 2:30	1:4-0
0,25	( 6)	2:50	(13)	5:05	(	5)	2:20	(	5)	4·:3Ο	0:55	(	5)	2:10	(	5)	2:4-0	(	8)	2:50	( 5) 3:30	2:10"
0,30	(12)	3:05	(12)	7:10	(	3)	4-: 05	(	5)	8:05	3:30	(	7)	5ί35	(	5)	4-; 05	(	5)	3:30	( 5) 5:10	3:00
0,35
ο,4·ο
0,50							•
0,6ο
0,70
0,30
1,00										API Druckteste
1,30			MM· WM	0:35
			( 5)	0:4-0	■Μ·		8)
0,20		0:22	( 5)	3:50	(	7)				(	5)
0,25	(10)	1:20			(					(	5)
0,30	( 5)	3:15					(	7)	2:20	(	5)
0,35							(	5)	3:55
0,^0							(	7)	7:05
0,50
0,ί>0
0,70

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■fr

TABELLE X

Verdickungszeit eines Zements nach API Class H mit einen Verzögerer mit verschiedenem Verhältnis zwischen Kalsiumlignosulfonc.t und Weinsäure

(4O/j Anr:iachewasser)

Kalsiunlignosulfonat Weinsäure Verzögerer API Drucktest Teile ' Teile % 366O in 5485 in

100

0	0,50 2,00	(14)	3:05	( 7) ( 5)	1:50 7:55
1	0,50 0,55 1,00	(16) (12)	1:15 7:30+	(a)	3:50
1	0,30 Ο,οΟ 0,65	( 5)	2:50	( 6) (11)	2:30 3:05
1	0,20 0,25 0,30 0,50	(11) ( 5) ( 8)	1:20 3:30 5:10	( 8)	3:5
3	0,20 0,25 0,50	( 8) (10)	2:10 3:45	(16)	3:25
19	0,20 0,25 0,50 0,60 0,70	(7) (10)	2:10 3:15	( 9) ( 5) (13)	2:20 4:20 7:4θ
00	0,25 0,60	( 8)	3:30	( 8)	5:20

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■-fr

.TABELLE XI

Verdickungsaeit eines Zements nach API Class H mit Verzögerer aus 3 Teilen und 1 Teil Ucins"ure.

(40;o Anmachev/asser - Meerwasser)

Vers. . API Druckteste Vo 4270 π 48?5 πι 5485 m

0,40 (5) 1:50

0,50 (5) 4:45

0,60 (5) 3:05

0,70 (5) 2:05

Ο,δΟ (5) 3:20

TABELLE XII

Vordickun^sKeit eines Zemonts nach API Class A und API Cl-SS C nit einem Versö ;erer aus 3 Teilen iialsiuiulignosulfonat und 1 Teil Weinsäure

Zement nach API Class A (46'^ Anmp-.chev/eisser)

API Druckteste % Vorsöserer 4270 ra 4375 m 5485 m

o,6o 0,70 Ο,δΟ 1,20 1,30	(5) (5)	2:10 5:05	3:20	(8) 1:10 (5) 3:10	(5) (5)	2:55 3:^5	4:50
	Sternent nach API API	Class C (5οϊά Druckteste	Anmachewasse r)
Ο,οΟ 1,00 ^/ 1,40	(5)	(5) 3:40	(5)

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BAD ORiGtNAL

TABBLLB XIII

Verdic!:un£Gzoit für einen Zement nach API Class H mit Verzögerer mit Lignosulfonatsalsen und Weinsäure im Verhältnis von 3:1·

^c/o Anraachev/asser)

Lignosulfonat >J Verzögerer 366O ra 5485 m

Kalsium	0,30 0,60 0,S5	(5)	2:50	( 6) (11)	2:30 3:05
iJntriun	0,30 0,50 0,65 1,00	( 5) (7.)	2:30 5:20	(10) ( 8)	1:50 5:30
!•"srrochroni	0,50 1,00	(17)	5:15	(5)	4:40
	!TABELLE	XIV

Verdickunrjeseit für einen Zement nach API Glass H mit Ver-öj-rirc-r c.uc 3 'feilen Kalziumlignosulfonat und 1 ^rieil './einsr'uresalz.

(40,J Anmache\;asser)

_m . . _f- ,-. , API Drucktest

Tatrat ',o higchung -?·/-/■«

3ooO m

Kalzium	0,40 0,50	(18) ( 8)	2:10 5:10+
Natrium	0,30	( 6)	3:10
Kalium	0,30	( 9)	3:40
Ammonium	0,30 0,35	( 5) (10)	2:40 4:50

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TABELLE XV

Verdickun^saeit eines Zements nach API Class H vorbehandelt nit 0,5/- V/asser, mit einem Verzögoror :.iit 3 feilen Kalziumlignosulfonat und 1 i'oil './eins".ure

API Verschalungsteste Vers. 2440 m 3050 m 36OO m 4-270 ra 48?5 ia 5485 m 6100 in

O	(12)	3:50	( 5)	2:35	(10)	1:20	API	5)	2:15	( 5)	1:00	(5)	1:05	( 5·)	1:30	(5) 1:45	1:30
Ü,C)>			( 9)		(12)	2:20		5)	4:50	( 3)	1:40	( 5)	1:40	( 5)	2:20	( 5) 2:30	1:55
0,10			(6) '	5:15	( 5)	3:50 (	1:10			(5)	3:25	(5)	3:05	( 8)	2:55	( 5) 3:30	3:00
0,15						(	2:05 (			(8)			5:00+	( 6)	3:10
0,20							3:55 (
0,50							(
o,4o
Ο,υΟ
0,70
0,75
0,6ο
1,10										Druckteste
1,40

0,03	(12)	1:55	( 6)	1:05		6)
0,05	(10)	2:20	(11)	2:05	(14)	5)
0,10	(13)	4:50-	( 7)	4:05	( 5)	5)		(16)
0,15					( 7)		2:30	(13)
0,20							3:25	( 5)
0,30							4:40
0,35
0,40
Ο,οΟ
0,70
0,80

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Claims

PATE N T Λ IJSPRUCHS

' Ί. jAdditionssusamraenstellung sum Verbessern der Eigenschaf ton von Zenientzusammenstellungen, insbesondere sum Zementieren von Bohrlöchern, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusammenstellung umfasst von ungefähr 1 Toil bis ungefähr 19 Teile einer Komponente aus der Gruppe umfassend ein v/e.sser-Ib'sliches lignosulfonat, Lignosulfosäure und deren Mischungen und von 1 Teil bis ungefähr 19 Teile einer Konponente, umfassend Sie Gruppo 'weinsäure, V/einsäuresalse und deren Mischungen.
2. Additionszusanraenstellung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Lignosulfonat Kalziun4ignosulfonat und der andere Bestandteil Weinsäure ist.
3· Zusammenstellung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie ungefähr 3 Teile Kalziumlignosulfonat und 1 Teil Weinsäure umfasst.
km Zusammenstellung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass diese mit ungefähr 19 Teilen bis ungefähr 1 Teil Ifetriumnaphthalinsulfonat versetzt wird.
5· Zusammenstellung nach Anspruch k, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestandteile im Verhältnis von ungefähr 3 Teilen Kalziumsulfonat, 1 Teil Weinsäure und k Teilen Natriuranaphthalinsulfonat vorhanden sind.
6· Eine Zeraentzusammenstellung umfassend einen anorganischen Zement, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusammenstellung nach einem der vorangehenden Ansprüche zu ungefähr 0,1Ο/ό bis 3ιΟΟ*> darin vorhanden ist.

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7· Zement :$us:\rjmenstellung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der anorganische Zement im wesentlichen klurapenfrei mit einer feeringen Ifecsernienge gemischt und mindestens 30 Minuten lang gealterb wird und von ungefähr 0,10,v bis zu 3,00 yä der Zusammenstellung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 enthält.
8. 13in Zemcntschlann aus einem Zement nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusammenstellung ne.ch Anspruch 1 bis k in derartigen Lengen darin vorhanden ist, dass eine Vordickungsseit von mindestens 3 Stunden in der Zementiertiefe ersielt wird.

9· Verfahren zum Zementieren von Bohrlöchern, dadurch gekennzeichnet, dass der Zementschlanm nach Anspruch 8 in das Bohrloch eingebrr.cht wird und in diesem erstarrt.

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