EA026066B1 - Способы и устройство для проектирования цементной композиции - Google Patents

Способы и устройство для проектирования цементной композиции Download PDF

Info

Publication number
EA026066B1
EA026066B1 EA201270516A EA201270516A EA026066B1 EA 026066 B1 EA026066 B1 EA 026066B1 EA 201270516 A EA201270516 A EA 201270516A EA 201270516 A EA201270516 A EA 201270516A EA 026066 B1 EA026066 B1 EA 026066B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
sedimentation
cement composition
cement
vertical height
sample
Prior art date
Application number
EA201270516A
Other languages
English (en)
Other versions
EA201270516A1 (ru
Inventor
Бенджамин Джон Иверсон
Роберт Филлип Дарб
Рик Брэдшоу
Original Assignee
Хэллибертон Энерджи Сервисиз Инк.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Хэллибертон Энерджи Сервисиз Инк. filed Critical Хэллибертон Энерджи Сервисиз Инк.
Publication of EA201270516A1 publication Critical patent/EA201270516A1/ru
Publication of EA026066B1 publication Critical patent/EA026066B1/ru

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/38—Concrete; Lime; Mortar; Gypsum; Bricks; Ceramics; Glass
    • G01N33/383—Concrete or cement
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K8/00—Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
    • C09K8/42—Compositions for cementing, e.g. for cementing casings into boreholes; Compositions for plugging, e.g. for killing wells
    • C09K8/46—Compositions for cementing, e.g. for cementing casings into boreholes; Compositions for plugging, e.g. for killing wells containing inorganic binders, e.g. Portland cement
    • C09K8/467—Compositions for cementing, e.g. for cementing casings into boreholes; Compositions for plugging, e.g. for killing wells containing inorganic binders, e.g. Portland cement containing additives for specific purposes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/02—Analysing fluids
    • G01N29/024—Analysing fluids by measuring propagation velocity or propagation time of acoustic waves
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/02—Indexing codes associated with the analysed material
    • G01N2291/023—Solids
    • G01N2291/0232—Glass, ceramics, concrete or stone
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/02—Indexing codes associated with the analysed material
    • G01N2291/024—Mixtures
    • G01N2291/02416—Solids in liquids
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/02—Indexing codes associated with the analysed material
    • G01N2291/025—Change of phase or condition
    • G01N2291/0251—Solidification, icing, curing composites, polymerisation

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)

Abstract

Способ содержит приготовление исходного цементного раствора, содержащего цемент, воду и одну или несколько добавок, помещение образца исходного цементного раствора в контейнер для образцов, имеющий вертикальную высоту, и измерение времени прохождения энергии через образец в одном или нескольких местоположениях вдоль вертикальной высоты для определения седиментационной способности исходного цементного раствора. Способ содержит обеспечение устройства для седиментационного анализа, содержащего колонку, имеющую вертикальную высоту, и по меньшей мере одну пару преобразователей, расположенных напротив друг друга с колонкой между ними, помещение образца цементного раствора в колонку и измерение времени прохождения ультразвуковой энергии через образец в одном или нескольких местоположениях вдоль вертикальной высоты для определения седиментационной способности цементного раствора.

Description

(401Ν 29/22 (2006.01) (54) СПОСОБЫ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЦЕМЕНТНОЙ КОМПОЗИЦИИ (31) 12/576,893 (32) 2009.10.09 (33) ϋδ (43) 2013.01.30 (86) РСТ/СВ2010/001887 (87) \Υ() 2011/042705 2011.04.14 (71)(73) Заявитель и патентовладелец:
ХЭЛЛИБЕРТОН ЭНЕРДЖИ СЕРВИСИЗ ИНК. (ϋδ) (56) υδ-Α-5412990 νθ-Α2-0250529 ΥΥΟ-Α2-0155047 ΥΥΟ-Α1-2006111559 (72) Изобретатель:
Иверсон Бенджамин Джон, Дарб Роберт Филлип, Брэдшоу Рик (ϋδ) (74) Представитель:
Медведев В.Н. (Κϋ)
026066 В1
026066 ΒΙ

Claims (19)

  1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
    1. Способ получения цемента, содержащий следующие стадии:
    приготовление исходного цементного раствора, содержащего цемент, воду и одну или более добавок;
    помещение образца исходного цементного раствора в контейнер для образцов, имеющий вертикальную высоту; и измерение времени прохождения ультразвукового излучения через образец в более чем одном местоположении вдоль вертикальной высоты контейнера для определения седиментационной способности исходного цементного раствора, при этом седиментацию в растворе определяют исходя из разницы между измеренными временами прохождения.
  2. 2. Способ по п.1, в котором при измерении времени прохождения ультразвукового излучения измеряют первое время прохождения в первый момент времени, измеряют второе время прохождения в более поздний второй момент времени и сравнивают их, причем седиментацию в растворе определяют исходя из разницы между ними.
  3. 3. Способ по п.1, в котором время прохождения измеряют одновременно во множестве местоположений, расположенных по вертикали на расстоянии друг от друга вдоль вертикальной высоты контейнера для образцов.
  4. 4. Способ по п.2 или 3, в котором время прохождения измеряют во множество моментов времени и во множестве местоположений, расположенных по вертикали на расстоянии друг от друга вдоль вертикальной высоты контейнера для образцов.
  5. 5. Способ по любому из пп.1-4, дополнительно содержащий сравнение седиментационной способности исходной цементной композиции с эталонным значением седиментации.
  6. 6. Способ по п.5, в котором указанное эталонное значение определяют посредством сопоставления измерений времени прохождения для цементного раствора с дополнительными измерениями седиментации, выполненными в соответствующих местоположениях измерений после затвердевания раствора.
  7. 7. Способ по п.5 или 6, дополнительно включающий для исходной цементной композиции, не соответствующей эталонному значению седиментации, корректировку исходной цементной композиции исходя из ее седиментационной способности для получения скорректированной исходной цементной композиции.
  8. 8. Способ по п.7, в котором корректировка исходной цементной композиции включает изменение плотности композиции, площади поверхности одной или более добавок в композиции, выбора одной или более добавок в композиции, количества одной или более добавок в композиции, реологии композиции или их комбинаций.
  9. 9. Способ по п.7 или 8, дополнительно включающий многократное измерение времени прохождения ультразвукового излучения через образец в более чем одном местоположении вдоль вертикальной высоты для определения седиментационной способности скорректированного цементного раствора, сравнение седиментационной способности скорректированной цементной композиции с эталонным значением седиментации и корректировку цементной композиции исходя из седиментационной способности до ее соответствия эталонному значению седиментации, обеспечивая получение первоначально оптимизированной цементной композиции.
  10. 10. Способ по п.9, дополнительно включающий определение по меньшей мере одного механического свойства первоначально оптимизированной цементной композиции, сравнение механического свойства первоначально оптимизированной цементной композиции с эталонным механическим значением и, если первоначально оптимизированная цементная композиция не соответствует эталонному механическому значению, корректировку первоначально оптимизированной цементной композиции исходя из механического свойства.
  11. 11. Способ по п.10, дополнительно включающий многократное определение по меньшей мере одного механического свойства первоначально оптимизированной цементной композиции, сравнение механического свойства первоначально оптимизированной цементной композиции с эталонным механическим значением и корректировку первоначально оптимизированной цементной композиции исходя из механического свойства до ее соответствия эталонному значению седиментации, обеспечивая получение повторно оптимизированной цементной композиции.
  12. 12. Способ по пп.9, 10 или 11, дополнительно включающий размещение первоначально оптимизированной цементной композиции в стволе скважины.
  13. 13. Способ по п.11 или 12, дополнительно включающий размещение повторно оптимизированной цементной композиции в стволе скважины.
  14. 14. Способ определения седиментации цементной композиции с использованием устройства для седиментационного анализа, содержащего колонку, имеющую вертикальную высоту и по меньшей мере одну пару преобразователей, расположенных напротив друг друга с колонкой, размещенной между ними, содержащий следующие этапы:
    помещение образца цементного раствора в колонку;
    - 15 026066 измерение времени прохождения ультразвукового излучения через образец с помощью пары преобразователей в более чем одном местоположении вдоль вертикальной высоты колонки для определения седиментационной способности цементного раствора;
    сравнение седиментационной способности образца с эталонным значением седиментации, причем эталонное значение определяют посредством сопоставления измерений времени прохождения для цементного раствора с дополнительными измерениям седиментации, выполненными в соответствующих местоположениях измерений после затвердевания раствора.
  15. 15. Способ по п.14, дополнительно включающий перемещение по меньшей мере одной пары преобразователей вдоль вертикальной высоты колонки и измерение времени прохождения во множестве местоположений вдоль вертикальной высоты.
  16. 16. Способ по п.14 или 15, в котором указанное устройство содержит множество пар преобразователей, расположенных напротив друг друга и на расстоянии друг от друга вдоль вертикальной высоты колонки.
  17. 17. Способ по пп.14, 15 или 16, дополнительно включающий измерение температуры, давления образца или и того, и другого в колонке.
  18. 18. Способ по пп.14-16 или 17, дополнительно включающий смешивание образца в колонке перед измерением времени прохождения.
  19. 19. Способ по любому из пп.14-18, в котором преобразователи представляют собой ультразвуковые преобразователи.
    Фиг. 1
    - 16 026066
    Фиг. 2
    Фиг. 3
    - 17 026066
    Фиг. 4
EA201270516A 2009-10-09 2010-10-08 Способы и устройство для проектирования цементной композиции EA026066B1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US12/576,893 US8322198B2 (en) 2009-10-09 2009-10-09 Methods and apparatus for designing a cement composition
PCT/GB2010/001887 WO2011042705A1 (en) 2009-10-09 2010-10-08 Methods and apparatus for designing a cement composition

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA201270516A1 EA201270516A1 (ru) 2013-01-30
EA026066B1 true EA026066B1 (ru) 2017-02-28

Family

ID=43385758

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA201270516A EA026066B1 (ru) 2009-10-09 2010-10-08 Способы и устройство для проектирования цементной композиции

Country Status (6)

Country Link
US (1) US8322198B2 (ru)
EP (1) EP2486401B1 (ru)
CN (1) CN102648411B (ru)
CA (1) CA2775651C (ru)
EA (1) EA026066B1 (ru)
WO (1) WO2011042705A1 (ru)

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8387442B2 (en) * 2010-01-11 2013-03-05 Halliburton Energy Services, Inc. Methods to characterize sag in fluids
US8887806B2 (en) * 2011-05-26 2014-11-18 Halliburton Energy Services, Inc. Method for quantifying cement blend components
US9341556B2 (en) * 2012-05-23 2016-05-17 Halliburton Energy Systems, Inc. Method and apparatus for automatically testing high pressure and high temperature sedimentation of slurries
US9151154B2 (en) 2013-05-31 2015-10-06 Halliburton Energy Services, Inc. Flow through test cell
US9885223B2 (en) * 2014-05-30 2018-02-06 Halliburton Energy Services, Inc. Methods for formulating a cement slurry for use in a subterranean salt formation
CA2967271A1 (en) * 2014-12-19 2016-06-23 Halliburton Energy Services, Inc. Methods and apparatuses for deriving wellbore fluid sag from thermal conductivity measurements
US9719965B2 (en) 2015-03-16 2017-08-01 Halliburton Energy Services, Inc. Mud settlement detection technique by non-destructive ultrasonic measurements
RU2737254C1 (ru) * 2017-02-22 2020-11-26 Хэллибертон Энерджи Сервисиз, Инк. Утилизация отходов производства путем анализа компонентного состава
US10458831B2 (en) * 2017-07-05 2019-10-29 Saudi Arabian Oil Company System and method for acoustic container volume calibration
AU2017432180B2 (en) * 2017-09-18 2023-07-27 Halliburton Energy Services, Inc. Methods and systems for characterizing multiple properties of cement using p-waves of multiple frequencies
CN107748248A (zh) * 2017-11-21 2018-03-02 淄博职业学院 抗压型玻璃纤维蛭石制备油井防渗水固井试块性能测试
AU2018408531A1 (en) 2018-02-12 2020-06-11 Halliburton Energy Services, Inc. Designing a cement slurry with a young's modulus requirement
WO2020027834A1 (en) * 2018-08-01 2020-02-06 Halliburton Energy Services, Inc. Designing a wellbore cement sheath in compacting or subsiding formations
CN109142149B (zh) * 2018-09-04 2022-04-19 陕西煤业化工技术研究院有限责任公司 一种检测电池用浆料分散稳定性的方法
US10556829B1 (en) * 2019-05-30 2020-02-11 Saudi Arabian Oil Company Cement slurries, cured cement and methods of making and use of these
EP3822631B1 (en) 2019-11-13 2023-06-28 ABB Schweiz AG System and method for measuring an inhomogeneity of a medium using ultrasound
EP3822613B1 (en) * 2019-11-13 2023-09-06 ABB Schweiz AG Measurement system for determining liquid properties in a vessel
US20230243781A1 (en) * 2020-07-02 2023-08-03 Purdue Research Foundation Methods for determining the young's modulus of a cementitious material
CN112461721A (zh) * 2020-11-20 2021-03-09 嘉华特种水泥股份有限公司 一种超声波测定油井水泥稳定性的检测方法
CN113107467B (zh) * 2021-05-11 2022-03-25 西南石油大学 煤矿重叠区天然气井射孔压裂后二次固井水泥环完整性的测试系统及方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5412990A (en) * 1992-03-20 1995-05-09 Schlumberger Technology Corporation Method for measuring cement thickening times
WO2001055047A2 (en) * 2000-01-31 2001-08-02 W.R. Grace & Co.-Conn. Assay methods for hydratable cementitious compositions
WO2002050529A2 (en) * 2000-12-20 2002-06-27 Services Petroliers Schlumberger Acoustic method for estimating mechanical properties of a material and apparatus therefor
WO2006111559A1 (en) * 2005-04-20 2006-10-26 Sika Technology Ag Device and method for ultrasonically determining the dynamic elastic modulus of a material

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA1164083A (fr) * 1979-10-11 1984-03-20 Francois Rodot Dispositif de controle acoustique de la prise et du durcissement des ciments
US5049288A (en) * 1989-06-27 1991-09-17 Halliburton Company Set retarded cement compositions and methods for well cementing
US5159980A (en) * 1991-06-27 1992-11-03 Halliburton Company Well completion and remedial methods utilizing rubber latex compositions
US5346012A (en) * 1993-02-01 1994-09-13 Halliburton Company Fine particle size cement compositions and methods
US5339902A (en) * 1993-04-02 1994-08-23 Halliburton Company Well cementing using permeable cement
US5588488A (en) * 1995-08-22 1996-12-31 Halliburton Company Cementing multi-lateral wells
US5688844A (en) * 1996-07-01 1997-11-18 Halliburton Company Resilient well cement compositions and methods
US6454004B2 (en) * 1999-07-15 2002-09-24 Halliburton Energy Services, Inc. Cementing casing strings in deep water offshore wells
US6715553B2 (en) * 2002-05-31 2004-04-06 Halliburton Energy Services, Inc. Methods of generating gas in well fluids
US6722434B2 (en) * 2002-05-31 2004-04-20 Halliburton Energy Services, Inc. Methods of generating gas in well treating fluids
US6858566B1 (en) * 2002-05-31 2005-02-22 Halliburton Energy Services, Inc. Methods of generating gas in and foaming well cement compositions
US7913757B2 (en) * 2005-09-16 2011-03-29 Halliburton Energy Services. Inc. Methods of formulating a cement composition

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5412990A (en) * 1992-03-20 1995-05-09 Schlumberger Technology Corporation Method for measuring cement thickening times
WO2001055047A2 (en) * 2000-01-31 2001-08-02 W.R. Grace & Co.-Conn. Assay methods for hydratable cementitious compositions
WO2002050529A2 (en) * 2000-12-20 2002-06-27 Services Petroliers Schlumberger Acoustic method for estimating mechanical properties of a material and apparatus therefor
WO2006111559A1 (en) * 2005-04-20 2006-10-26 Sika Technology Ag Device and method for ultrasonically determining the dynamic elastic modulus of a material

Also Published As

Publication number Publication date
CN102648411A (zh) 2012-08-22
US20110083503A1 (en) 2011-04-14
EP2486401B1 (en) 2013-06-05
CA2775651C (en) 2013-12-24
CN102648411B (zh) 2015-10-21
EA201270516A1 (ru) 2013-01-30
EP2486401A1 (en) 2012-08-15
WO2011042705A1 (en) 2011-04-14
CA2775651A1 (en) 2011-04-14
US8322198B2 (en) 2012-12-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EA026066B1 (ru) Способы и устройство для проектирования цементной композиции
CN206223596U (zh) 一种测试水泥砂浆的塑性粘度和屈服应力的装置
Du et al. Comparison between empirical estimation by JRC-JCS model and direct shear test for joint shear strength
CN103424348A (zh) 地震作用下透水性混凝土桩堵塞试验装置及方法
CN103439237A (zh) 管涌土地基中透水性混凝桩堵塞试验装置与方法
CN107102066A (zh) 一种室内超声检测气泡混合轻质土强度的装置及方法
CN109085103A (zh) 一种大空隙沥青混凝土渗透系数的测试装置及测试方法
CN107808049B (zh) 基于多孔介质三维微观结构模型的dnapl迁移数值模拟方法
Kittu et al. Effects of surface roughness on contact angle measurements on a limestone aggregate
CN110646590A (zh) 一种基于水土流失测量的水土保持方案确定方法及系统
Chandrappa et al. Investigations on pervious concrete properties using ultrasonic wave applications
CN107589045B (zh) 水泥混凝土离析程度的计算方法
Askarinejad et al. Unsaturated hydraulic conductivity of a silty sand with the instantaneous profile method
CN104048899A (zh) 一种堆石混凝土密实度测定装置及其方法
Rusin et al. Effect of microstructure on frost durability of rock in the context of diagnostic needs
CN110132792A (zh) 一种测量路面用沥青贯入流动速率的装置及方法
CN104089817B (zh) 基准基床系数测试仪及其室内通用测试方法
Charalampidou Experimental study of localised deformation in porous sandstones
CN209372718U (zh) 一种钢壳-混凝土脱空检测装置
CN108196038B (zh) 一种实际养护条件下混凝土现场力学参数的测试设备与方法
Srivastava et al. Effective utilization of dynamic penetrometer in determining the soil resistance of the reconstituted sand bed
Schroeder et al. Faults and matrix deformations in chalk: contribution of porosity and sonic wave velocity measurements
CN207457017U (zh) 一种用于测试多孔工程材料孔隙分布特征的试验装置
Wang et al. Micro-nano pore throat structure and occurrence characteristics of tight sandstone gas: a case study in the Ordos Basin, China
CN215180203U (zh) 一种混凝土坍落度测量尺

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM AZ BY KZ KG MD TJ TM

MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): RU