FR2635469A1 - Dispersant pour laitiers de ciment petroliers, et laitiers correspondants - Google Patents

Dispersant pour laitiers de ciment petroliers, et laitiers correspondants Download PDF

Info

Publication number
FR2635469A1
FR2635469A1 FR8810761A FR8810761A FR2635469A1 FR 2635469 A1 FR2635469 A1 FR 2635469A1 FR 8810761 A FR8810761 A FR 8810761A FR 8810761 A FR8810761 A FR 8810761A FR 2635469 A1 FR2635469 A1 FR 2635469A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
sep
slags
cement
dispersant
pms
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Granted
Application number
FR8810761A
Other languages
English (en)
Other versions
FR2635469B1 (fr
Inventor
Jean-Francois Baret
Philippe Drecq
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Compagnie des Services Dowell Schlumberger SA
Original Assignee
Compagnie des Services Dowell Schlumberger SA
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 Compagnie des Services Dowell Schlumberger SA filed Critical Compagnie des Services Dowell Schlumberger SA
Priority to FR8810761A priority Critical patent/FR2635469B1/fr
Priority to EP19880202347 priority patent/EP0314242A1/fr
Priority to NO88884877A priority patent/NO884877L/no
Publication of FR2635469A1 publication Critical patent/FR2635469A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of FR2635469B1 publication Critical patent/FR2635469B1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B24/00—Use of organic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. plasticisers
    • C04B24/16—Sulfur-containing compounds
    • C04B24/20—Sulfonated aromatic compounds
    • C04B24/22—Condensation or polymerisation products thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B24/00—Use of organic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. plasticisers
    • C04B24/16—Sulfur-containing compounds
    • C04B24/20—Sulfonated aromatic compounds
    • C04B24/22—Condensation or polymerisation products thereof
    • C04B24/223—Sulfonated melamine-formaldehyde condensation products
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
    • 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
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2103/00—Function or property of ingredients for mortars, concrete or artificial stone
    • C04B2103/0027—Standardised cement types
    • C04B2103/0028—Standardised cement types according to API
    • C04B2103/0035—Type G

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Abstract

L'invention concerne l'utilisation d'un mélange de polymélamine-sulfonate (PMS) et d'hydroxyéthylcellulose comme additif pour ciments pétroliers.

Description

Additifs pour laitiers de ciment pétroliers, et laitiers correspondants.
L'invention concerne les laitiers de ciment utilisés pour la cimentation de puits, notamment de puits pétroliers, d'eau, de gaz, géothermiques et analogues.
L'homme de métier sait que par "cimentation" on entend le pompage du laitier dans le tubage du puits ( "tubing") puis la remontée du laitier dans l'annulaire du puits où le ciment doit prendre et ainsi consolider le tubage. Les conditions de pression, de température et de pompage sont bien connues pour rendre une telle opération très délicate. On est donc amené à concevoir des laitiers de ciment très spéciaux contenant des additifs qui leur permettent d'être bien adaptés aux conditions particulières imposées par chaque puits et la nature des formations géologiques traversées.
On utilise ainsi couramment un dispersant consistant en un produit de condensation acide naphtalène-sulfo niquel formaldehyde.
Ce dispersant bien connu (polynaphtalène-sulfonate ou "PNS") et notamment son sel de sodium ("Na PNS") donne entière satisfaction dans de très nombreux cas. On sait par ailleurs que la rhéologie d'un laitier dépend fortement du rapport eau/ciment.Si ce rapport décroît, on est amené à introduire un dispersant pour retrouver une viscosité acceptable, c'est-à-dire correspondant à un laitier qui soit pompable.
On sait encore ajouter de la silice à un laitier de ciment pétrolier pour améliorer la résistance à la compression du ciment, notamment à haute température.
La silice est connue pour augmenter la viscosité du laitier et impose donc un ajout supplémentaire de dispersants(s). Le tout est notamment fonction de la granulométrie de la silice introduite. Plus la silice introduite est fine, et plus la viscosité augmente fortement. Lorsque l'on utilise, soit pour alléger le laitier, soit pour prévenir la migration de gaz dans l'annulaire, ou pour renforcer la résistance à la compression de la micro-silice (dimension moyenne de particule comprise entre environ 0,05 pm et 5 tam), la dispersion correcte des particules de ciment et la viscosité du laitier deviennent un problème qui ne peut pas être résolu avec les dispersants connus comme le PNS.
Par "micro-silice" on désignera dans tout le texte la micro-silice elle-même, ainsi que la silice colloI- dale, la fumée de silice, les terres de diatomées, les cendres volantes et produits particulaires analogues, présentant de manière tout à fait préférée une dimension de particule comprise entre env. 0,1 et 2 pin de préférence 0,1 pm. L'emploi de micro-silice étant techniquement très avantageux, il existe un réel besoin dans l'industrie pétrolière pour un laitier de ciment contenant la proportion requise de micro-silice (Jusqu' environ 30% BWOC, de préférence 15* BWOC
BWOC signifie "en poids de ciment") et qui reste néanmoins utilisable sur le terrain (c'est-à-dire dont les paramètres rhéologiques restent dans les limites bien connues permettant un pompage correct, un bon placement du laitier, un bon placement de la boue de forage, et de bonnes caractéristiques de cimentation telles que résistances mécaniques, liaisons avec le tubage, liaisons avec les roches etc...) De tels laitiers n'ont pas pu être préparés avec les dispersants classiques, comme le PNS.
Par contre il a été constaté qu'un dispersant relativement voisin chimiquement du PNS et obtenu par une synthèse analogue se comportait très différemment du
PNS. Ce dispersant a été décrit dans la demande de brevet français No 87 15038 déposé le 28 Octobre 1987 par la demanderesse et consiste en un produit de con-densation de mélamine sulfonate-formaldehyde (polymélamine-sulfonate que l'on désignera ici par "PMS").
Ce polyaminesulfonate peut être notamment sous forme du sel de sodium ("Na PMS"). Le sel de sodium est préféré, mais d'autres sels métalliques sont accep tables (potassium, calcium) ainsi que le sel d'ammonium. Le vocable ci-dessus recouvrira également l'acide polymélamine sulfonique.
Il a maintenant été découvert, selon l'invention, que
le nouvel additif résultant de la combinaison d'un
agent connu de contrôle du filtrat ( l'hydroxyéthyl-
cellulose ou HEC ) et du PMS présentait de grands
avantages par rapport à l'emploi classique du PNS, notamment comme additif pour laitiers saturés salés et laitiers haute température. On pourra utiliser la
forme solide, liquide, ou une solution notamment à 40% dans l'eau.
Ce nouvel additif constitue le principal objet de
l'invention. Les laitiers de ciment le contenant
en constituent un autre.
Les exemples suivants illustrent l'invention sans
toutefois en limiter la portée.
Exemple 1
Laitiers salés saturés
Avec les laitiers préparés dans une eau saturée en
NaCl, en particulier si un dérivé cellulosique est utilisé pour réduire le filtrat, la rhéologie peut être réduite de façon significative par l'addition de
PMS.
En effet, on peut voir dans le tableau ci-dessous que le seuil d'écoulement est beaucoup plus bas avec du
PMS qu'avec du PNS.
Laitier salé saturé
Ciment : Dyckerhoff Gulf (class G)
Hydroxyethylcellulose 0,7% (BWOC)
Dispersant : PNS 0.16 gal/sack (14,2 l/t) ou
PMS : 0,32 gal/sack (28,4 l/t)
Fluide de base : Eau salée saturée
Température : 160 F. (71 C)
Densité : 15.8 ppg (1896 g/l)
Norme API : 5G8
Figure img00050001
<tb> TV <SEP> PV <SEP> Gel <SEP> Gel <SEP> dans
<tb> Seuil <SEP> Viscosité <SEP> à <SEP> 10 <SEP> min. <SEP> le <SEP> bol
<tb> d'écoulement <SEP> plastique <SEP> (Norme <SEP> API)
<tb> lbs/100sqft <SEP> cP
<tb> (Pa)
<tb> PNS <SEP> 30 <SEP> 33 <SEP> 18 <SEP> OUI
<tb> (14)
<tb> PMS <SEP> 9 <SEP> 56 <SEP> 35 <SEP> NN
<tb> <SEP> (4)
<tb>
Note: BWOC = en poids de ciment.
Exemple 2
Laitiers pour puits haute température
Quand on cimente des puits très chauds, même peu profonds, comme par exemple des puits d'injection de vapeur, il est nécessaire d'ajouter 35% de silice au laitier de ciment pour prévenir la perte de résistance du ciment pris dûe à la haute température de la vapeur.
L'addition de silice produit une rhéologie élevée qui requiert l'addition de grandes quantités de dispersant pour obtenir des conditions de pompage acceptable. Si le PNS est utilisé, il en résultera un très long temps de prise et un mauvais développement de la premiere résistance à la compression pour des températures inférieures à 600C (140 Fs. Cependant avec du PMS il est possible d'obtenir des temps de prise inférieur à 5 heures et des résistances à la compression à 16 heures supérieures à 3000 psi (210 kg/cm2) qu'on n'obtient pas avec le PNS. Ces résultats sont présentés dans le tableau ci-dessous.
Laitier typique utilisé pour un puits d'injection de vapeur
Ciment : Dyckerhoff G "GULF" (version tropicale)
Fluide de base : Eau du robinet
Hydroxyethylcellulose 0,25% BWOC
Silice : 35% BWOC
Accélérateur de prise : NaCl 6% BWOW
Densité : 15.6 ppg (1872 g/l)
BHCT : 100 F (1) (37,8 C)
BHST : 131 F (2) (55 C)
Norme API : 4G6
Figure img00070001
<tb> PNS <SEP> PMS
<tb> (0.25 <SEP> gal/sk) <SEP> (0.5 <SEP> gal/sk)
<tb> (22,2 <SEP> l/t) <SEP> (4,4 <SEP> l/t)
<tb> Ty <SEP> (lbs/100sqft) <SEP> (Pa) <SEP> 17.7 <SEP> (8) <SEP> 2.3 <SEP> (1)
<tb> Pv <SEP> (cp) <SEP> 62 <SEP> 63
<tb> IGel <SEP> à <SEP> lOmin.<SEP> (lbs/100sqft) <SEP> (Pa)! <SEP> 34 <SEP> (16) <SEP> ! <SEP> 12 <SEP> (6) <SEP> Z <SEP>
<tb> :Sedimentation <SEP> : <SEP> Non <SEP> : <SEP> Non <SEP> :
<tb> Perte <SEP> de <SEP> filtrat <SEP> API(cc/30 <SEP> min)! <SEP> 632 <SEP> ! <SEP> <SEP> 178
<tb> !Temps <SEP> de <SEP> prise <SEP> IPlus <SEP> de420mn! <SEP> 265 <SEP> min. <SEP> !
<tb> :Resistance <SEP> comp.<SEP> API <SEP> à <SEP> 16 <SEP> h <SEP> ! <SEP> <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> : <SEP> 3000 <SEP> psi <SEP> ! <SEP>
<tb> : <SEP> : <SEP> : <SEP> :
<tb> (1) Température de circulation en fond de puits (2) Température statique en fond de puits
Note : BWOC = en poids de ciment
BWOW = en poids d'eau
Exemple 3
Laitier
Ciment : Dyckerhoff "Gulf" (class G) (version tropicale)
Hydroxyéthylcellulose 0.7% (BOWC)
Dispersant : PNS 0.16 gal/sack (14,2 l/t ou
PMS 0.32 gal/sack (28,4 l/t
Fluide de base : Eau déionisée
Température : 160 F (71 C)
Densité : 15.8 ppg (1896 g/l
Norme API : 5G8
BWOC - en poids de ciment.
Figure img00080001
<tb>
Dispersant <SEP> Seuil <SEP> Viscosité <SEP> Gel <SEP> Temps <SEP> Filtrat <SEP> Gel <SEP> dans
<tb> <SEP> d'écoulement <SEP> plastique <SEP> à <SEP> 10 <SEP> min <SEP> de <SEP> prise <SEP> ml/30 <SEP> min. <SEP> le <SEP> bol
<tb> <SEP> :lbs/100sqft <SEP> ! <SEP> cP <SEP> ! <SEP> ! <SEP> minutes <SEP> !
<tb> (Pa)
<tb> <SEP> PNS <SEP> 1 <SEP> 4 <SEP> 1 <SEP> 67,99 <SEP> 1 <SEP> 5 <SEP> ! <SEP> 294 <SEP> ! <SEP> 30 <SEP> : <SEP> NON <SEP>
<tb> (2)
<tb> Z <SEP> PMS <SEP> : <SEP> 2.26 <SEP> 1 <SEP> 72 <SEP> 1 <SEP> 7 <SEP> Z <SEP> 194 <SEP> ! <SEP> 26 <SEP> 1 <SEP> NON
<tb> (1.1)
<tb>

Claims (2)

  1. PMS) ou de son sel de sodium (Na PMS) avec ii) l'hydroxyethylcellulose.
    Revendications 1) Additif pour laitiers de ciment pétroliers et analogues , caractérisé en ce qu'il consiste en un mélange i) du produit de condensation de mélamine sulfonate et de formaldéhyde (polymelamine sulfonate ou
  2. 2) Laitiers pour cimentation de puits pétroliers, de gaz, d'eau ou geothermique, caractérisés en ce qu'ils contiennent un additif selon la revendication 1.
FR8810761A 1987-10-28 1988-08-09 Dispersant pour laitiers de ciment petroliers, et laitiers correspondants Expired - Fee Related FR2635469B1 (fr)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR8810761A FR2635469B1 (fr) 1988-08-09 1988-08-09 Dispersant pour laitiers de ciment petroliers, et laitiers correspondants
EP19880202347 EP0314242A1 (fr) 1987-10-28 1988-10-20 Additifs pour laitiers de ciments pétroliers et laitiers correspondants
NO88884877A NO884877L (no) 1988-08-09 1988-11-02 Additiv for sementering av oljebroenner.

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR8810761A FR2635469B1 (fr) 1988-08-09 1988-08-09 Dispersant pour laitiers de ciment petroliers, et laitiers correspondants

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FR2635469A1 true FR2635469A1 (fr) 1990-02-23
FR2635469B1 FR2635469B1 (fr) 1991-12-13

Family

ID=9369246

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR8810761A Expired - Fee Related FR2635469B1 (fr) 1987-10-28 1988-08-09 Dispersant pour laitiers de ciment petroliers, et laitiers correspondants

Country Status (2)

Country Link
FR (1) FR2635469B1 (fr)
NO (1) NO884877L (fr)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2154035A5 (fr) * 1971-09-18 1973-05-04 Sueddeutsche Kalkstickstoff
EP0091377A1 (fr) * 1982-04-06 1983-10-12 Pumptech N.V. Compositions de ciments pour cimentation de puits permettant de lutter contre le cheminement de gaz sous pression dans l'annulaire cimenté
FR2525585A1 (fr) * 1982-04-27 1983-10-28 Precontrainte Ste Fse Coulis de ciment avec adjuvant pour injection, notamment dans la gaine d'un cable de precontrainte
US4462837A (en) * 1983-02-15 1984-07-31 Gulf Oil Corporation Cement composition and method of cement casing in a well
EP0208535A1 (fr) * 1985-07-12 1987-01-14 SHIMIZU CONSTRUCTION Co. LTD. Procédé pour la productiond'un béton fludifié

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2154035A5 (fr) * 1971-09-18 1973-05-04 Sueddeutsche Kalkstickstoff
EP0091377A1 (fr) * 1982-04-06 1983-10-12 Pumptech N.V. Compositions de ciments pour cimentation de puits permettant de lutter contre le cheminement de gaz sous pression dans l'annulaire cimenté
FR2525585A1 (fr) * 1982-04-27 1983-10-28 Precontrainte Ste Fse Coulis de ciment avec adjuvant pour injection, notamment dans la gaine d'un cable de precontrainte
US4462837A (en) * 1983-02-15 1984-07-31 Gulf Oil Corporation Cement composition and method of cement casing in a well
EP0208535A1 (fr) * 1985-07-12 1987-01-14 SHIMIZU CONSTRUCTION Co. LTD. Procédé pour la productiond'un béton fludifié

Also Published As

Publication number Publication date
NO884877L (no) 1990-02-12
FR2635469B1 (fr) 1991-12-13
NO884877D0 (no) 1988-11-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4110225A (en) Sealing wells
EP0091377B1 (fr) Compositions de ciments pour cimentation de puits permettant de lutter contre le cheminement de gaz sous pression dans l&#39;annulaire cimenté
FR2749844A1 (fr) Compositions de cimentation et application de ces compositions pour la cimentation des puits petroliers ou analogues
CA1127074A (fr) Traitement des puits pour attenuer l&#39;ecoulement-post-cimentation
USRE31190E (en) Oil well cementing process
US6797054B2 (en) Foamed well cement slurries, additives and methods
US6681856B1 (en) Methods of cementing in subterranean zones penetrated by well bores using biodegradable dispersants
FR2702472A1 (fr) Retardateurs haute température pour ciments pétroliers, laitiers de ciments et procédés de cimentation correspondants.
US7285165B2 (en) Cement compositions comprising set retarder compositions and associated methods
US5149370A (en) Well cement compositions having improved properties and methods
US4047567A (en) Oil well cementing process
CA1223014A (fr) Ciment hydraulique avec adjuvant de controle matriciel
US3131075A (en) Low density cementing composition
FR2796935A1 (fr) Coulis de cimentation des puits petroliers ou analogues a basse densite et basse porosite
FR2735465A1 (fr) Compositions de cimentation et application de ces compositions pour la cimentation des puits petroliers ou analogues
FR2808794A1 (fr) Ciment permeable, son procede d&#39;obtention et application dudit ciment dans des puits petroliers ou analogues
CA2407365A1 (fr) Suspensions stockables de microspheres dans l&#39;eau pouvant etre utilisees dans les ciments pour puits et methodes connexes
FR2804953A1 (fr) Laitiers de ciment comportant des polymeres hydrophobes
US3036633A (en) Oil and gas well cementing composition
WO2006066725A1 (fr) Agents de contention de la perte de fluides et compositions pour la cimentation des puits de petrole et de gaz comprenant ledit agent de contention de la perte de fluides
FR2759364A1 (fr) Agents de controle du filtrat et compositions pour la cimentation de puits petrolier comportant ledit agent de controle du filtrat
CA2276714C (fr) Laitier de cimentation d&#39;un puits, notamment d&#39;un puits petrolier
CA1243481A (fr) Lartier de ciment etudie pour limiter la quantite d&#39;eau libre, et procede de cimentation de puits de petrole connexe
FR2875802A1 (fr) Materiau de cimentation d&#39;un puits
FR2643068A1 (fr) Coulis de ciment allege utilisable pour la cimentation des puits de production d&#39;hydrocarbures

Legal Events

Date Code Title Description
ST Notification of lapse