FR2732009A1 - CEMENT COMPOSITION CONTAINING A DISPERSING AGENT AND ITS APPLICATION TO THE CEMENTATION OF OIL WELLS - Google Patents

CEMENT COMPOSITION CONTAINING A DISPERSING AGENT AND ITS APPLICATION TO THE CEMENTATION OF OIL WELLS Download PDF

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Abstract

L'invention concerne une composition de cimentation de puits pétrolier, à gaz, à eau, géothermiques, ou analogues comportant à titre d'agent dispersant un sel d'acide polyvinylsulfonique, de 0 à 20% des groupes monomères étant remplacés par des monomères acryliques ou méthacryliques. L'invention est appliquée notamment à la cimentation de puits dont la température n'excède pas 85 deg.C.The invention relates to a cementing composition for oil, gas, water, geothermal or similar wells comprising as dispersing agent a salt of polyvinylsulfonic acid, from 0 to 20% of the monomer groups being replaced by acrylic monomers. or methacrylics. The invention is applied in particular to the cementing of wells the temperature of which does not exceed 85 ° C.

Description

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Composition de cimentation comportant un agent dispersant et son application à la cimentation de puits pétroliers La présente invention concerne le domaine technique de la cimentation de puits pétroliers, à gaz, à eau, géothermiques, ou analogues. Plus précisément, l'invention concerne des  The present invention relates to the technical field of cementing oil, gas, water, geothermal or similar wells. More specifically, the invention relates to

compositions de cimentation pour de tels puits.  cementing compositions for such wells.

Apres le forage d'un puits, un tubage est descendu dans le trou et, dans la plupart des cas, un coulis de ciment est injecté dans l'annulaire compris entre le tubage et la paroi souterraine du puits, à la fois pour consolider le puits et pour isoler différentes zones afin de maîtriser  After drilling a well, casing is lowered into the hole and, in most cases, cement grout is injected into the annulus between the casing and the well's underground wall, both to consolidate the wells and isolate different areas in order to master

l'écoulement des fluides présents aux différents niveaux de la formation.  the flow of fluids present at different levels of training.

Le coulis de ciment est injecté dans le tubage et pompé par l'annulaire pour le faire remonter  The cement grout is injected into the casing and pumped by the annular to make it go up

dans celui-ci. Le placement terminé, on laisse prendre le ciment.  In this one. Once the placement is complete, let the cement be taken.

Un coulis de ciment est une solution, très concentrée, de particules solides. La base aqueuse est généralement constituée par de l'eau de mer ou une saumure et comporte en fait toute une série d'espèces ioniques auxquelles s'ajoutent différents additifs organiques ou minéraux destinés à modifier des propriétés telles que le temps de prise, les pertes de fluides dues à la filtration par certains types de formations traversées, la densité du ciment etc. Ces multiples espèces, auxquelles il faut bien sûr ajouter le ciment proprement dit, sont soumises à de très nombreuses interactions de type électrostatique ou Van der Waals. De ce fait, le comportement rhéologique du coulis de ciment est très éloigné de celui d'un fluide Newtonien. En particulier, on observe frequemment un seuil d'écoulement qui nuit au  A cement slurry is a highly concentrated solution of solid particles. The aqueous base is generally constituted by sea water or brine and comprises in fact a whole series of ionic species to which are added various organic or mineral additives intended to modify properties such as setting time, losses. fluids due to filtration by certain types of formations crossed, the density of cement etc. These multiple species, to which we must of course add the cement itself, are subject to very many interactions of the electrostatic or Van der Waals type. As a result, the rheological behavior of the cement slurry is far removed from that of a Newtonian fluid. In particular, a flow threshold is frequently observed which

déplacement à faible vitesse et crée de vives irrégularités d'écoulement.  displacement at low speed and creates sharp irregularities of flow.

Pour obvier ces difficultés, la composition du coulis de ciment comporte généralement un agent dispersant dont la fonction est de modifier la répartition des charges électriques à la surface des particules de ciment et plus généralement les interactions de surface entre les particules.. Les dispersants les plus couramment utilisés dans cette industrie sont des polyélectrolytes, c'est-à-dire des polymères chargés solubles dans l'eau, et notamment des polyanions comportant des groupes sulfonates fixés sur une squelette constitué par un polymère avec un taux important de ramification. Citons à ce titre le polymélamine sulfonate (PMS), le polynaphtalène sulfonate (PNS), produit de condensation mélamine/formaldehyde à groupe sulfonates, le polystyrène sulfonate ou les lignosulfonates. Une autre grande classe de dispersants ioniques est constituée par des acides polyacryliques de faibles masses moléculaires, dispersants largement utilisés dans le bâtiment, mais peu usité dans les ciments  To overcome these difficulties, the composition of the cement slurry generally comprises a dispersing agent whose function is to modify the distribution of electrical charges on the surface of the cement particles and more generally the surface interactions between the particles. The most dispersants Commonly used in this industry are polyelectrolytes, i.e. water-soluble filled polymers, and especially polyanions having sulfonate groups attached to a backbone consisting of a polymer with a high degree of branching. These include polymelamine sulphonate (PMS), polynaphthalene sulphonate (SNP), melamine / formaldehyde condensation product with sulphonate group, polystyrene sulphonate or lignosulphonates. Another large class of ionic dispersants is polyacrylic acids of low molecular weight dispersants widely used in the building, but not used in cements

pétroliers en raison de leur très grand effet retardateur.  oil tankers because of their very large retarding effect.

D'autres dispersants, non-ioniques, comme des polysaccharides à bas poids moléculaire, des dérivés cellulosiques, alcool polyvinylique etc. sont également connus. Enfin, il existe également des agents dispersants non polymériques, comme par exemple l'acide citrique. De façon générale les dispersant non-ioniques ou non polymériques sont peu utilisés, du moins au titre d'agent dispersant, en raison de leur très grand effet retardateur sur la prise du ciment.  Other non-ionic dispersants, such as low molecular weight polysaccharides, cellulose derivatives, polyvinyl alcohol and the like. are also known. Finally, there are also non-polymeric dispersing agents, such as citric acid. In general, the nonionic or non-polymeric dispersants are little used, at least as a dispersing agent, because of their very great retarding effect on the setting of the cement.

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Très efficaces, les polymères à base de polynaphtalène sulfonate (PNS) ont pour principal inconvénient de présenter une certaine toxicité, gênante plus particulièrement dans le cas de  Polynaphthalene sulfonate (PNS) -based polymers have the main disadvantage of having a certain toxicity, which is particularly troublesome in the case of

forages en mer o il est plus difficile de récupérer les rebuts d'une opération.  offshore drilling where it is more difficult to recover the waste from an operation.

La présente invention a pour but une nouvelle composition de cimentation apte à la cimentation de puits pétroliers, à gaz, à eau, géothermiques ou analogues, essentiellement constituée par une base aqueuse et un ciment de type Portland, comportant un nouveau type d'agent dispersant ne présentant pas les inconvénients des produits selon l'art, notamment en  The present invention aims at a new cementing composition suitable for cementing oil, gas, water, geothermal or similar wells essentially consisting of an aqueous base and a Portland-type cement, comprising a new type of dispersing agent. not having the disadvantages of the products according to the art, particularly in

matière de toxicité, susceptible en particulier d'être rejeté en mer.  toxicity, in particular likely to be discharged at sea.

Les compositions de ciment selon l'invention comportent à titre d'agent dispersant un sel d'acide polyvinylsulfonique, de 0 à 20% des groupes monomères pouvant être remplacés par des monomères acryliques ou méthacryliques. Ce sel est généralement fourni en solution  The cement compositions according to the invention comprise, as dispersing agent, a polyvinylsulphonic acid salt, from 0 to 20% of the monomer groups that can be replaced by acrylic or methacrylic monomers. This salt is usually supplied in solution

aqueuse.aqueous.

Les polymères selon l'invention - que ce soient l'homopolymère non substitué ou les copolymères avec des motifs acryliques ou méthacryliques - ne posent pas de problèmes spécifiques de toxicité et satisfont, en matière d'environnement, les critères les plus  The polymers according to the invention - whether unsubstituted homopolymer or copolymers with acrylic or methacrylic units - do not pose specific problems of toxicity and satisfy, in environmental matters, the most important criteria.

rigoureux actuellement en vigueur dans certains pays.  currently in force in some countries.

Le cation est avantageusement choisi parmi les métaux alcalins, notamment le sodium.  The cation is advantageously chosen from alkali metals, in particular sodium.

Les chaînes sont de préférence relativement courtes, avec un poids moléculaire n'excédant  The chains are preferably relatively short, with a molecular weight not exceeding

pas de préférence 4000 et de préférence encore, compris entre 1500 et 3000.  preferably not 4000 and more preferably between 1500 and 3000.

Les dispersants selon l'invention sont avantageusement solubles dans l'eau et peuvent ainsi être utilisés comme additif liquide ce qui simplifie leur mise en oeuvre notamment du point de vue des dosages. De bons résultats sont obtenus avec des solutions aqueuses comportant % de matière sèche, pour des concentrations volumiques comprises entre 9 et 13% du volume de ciment D'autre part, ils sont compatibles avec la plupart des additifs couramment usités dans la préparation des compositions de ciments pétroliers, comme par exemple des accélérateurs ou des retardateurs de prise du ciment, des agents alourdissants, des additifs de contrôle du  The dispersants according to the invention are advantageously soluble in water and can thus be used as a liquid additive, which simplifies their implementation, in particular from the point of view of dosages. Good results are obtained with aqueous solutions comprising% dry matter, for volume concentrations of between 9 and 13% of the volume of cement. On the other hand, they are compatible with most of the additives commonly used in the preparation of petroleum cements, such as cement accelerators or retarders, weighting agents,

filtrat, des agents anti-mousse ou autres additifs bien connus de cet art.  filtrate, anti-foam agents or other additives well known in the art.

Il a été vérifié que les sels d'acide polyvinylsulfoniques ont un effet retardant à des tempéra-  It has been verified that the polyvinylsulphonic acid salts have a retarding effect at temperatures of

tures inférieures ou égales à 185 F (85 C). Les mesures n'ont pas été effectuées pour des  less than or equal to 185 F (85 C). Measurements were not made for

températures supérieures.higher temperatures.

Il est à noter que les dispersants selon l'invention different des dispersants couramment usités dans les compositions pour ciments pétroliers notamment par une structure linéaire, non ramifiée. Les interactions électostatiques entre les groupes sulfonates - et éventuellement les groupes acides - des chaînes polymères tendent à rigidifier les chaînes. Dans ces conditions, l'adsorption, à la surface des grains de ciment, des chaînes polyanioniques selon l'invention n'est à priori pas favorisée. L'efficité des sels d'acide polyvinylsulfoniques comme agent dispersant dans des compositions de ciments pétroliers est de ce fait des plus surprenante. Avantageusemet, les dispersants selon l'invention permettent de réduire la quantité d'eau libre. Ceci est d'autant plus surprenant que les dispersants selon l'art sont connus au contraire, pour favoriser le phénomène de formation d'eau libre, de sorte que des additifs de  It should be noted that the dispersants according to the invention differ from the dispersants commonly used in petroleum cement compositions, in particular by a linear, unbranched structure. The electostatic interactions between the sulfonate groups - and possibly the acid groups - of the polymer chains tend to stiffen the chains. Under these conditions, the adsorption, on the surface of the cement grains, of the polyanionic chains according to the invention is a priori not favored. The effectiveness of the polyvinylsulphonic acid salts as a dispersing agent in petroleum cement compositions is therefore most surprising. Advantageously, the dispersants according to the invention make it possible to reduce the amount of free water. This is all the more surprising since the dispersants according to the art are known to the contrary, to promote the phenomenon of formation of free water, so that additives of

maintien en suspension sont le plus souvent associés aux dispersants.  Suspended suspension is most often associated with dispersants.

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D'autres détails et caractéristiques avantageuses de l'invention ressortent de la description  Other details and advantageous features of the invention are apparent from the description

faite ci-après en référence aux figures annexées qui représentent: * figure 1: des courbes représentatives de la rhéologie de composition de cimentation sans  Reference is made hereinafter with reference to the appended figures which represent: FIG. 1: curves representative of the rheology of cementation composition without

ou avec un dispersant selon l'invention.  or with a dispersant according to the invention.

* figure 2: des courbes représentatives de la rhéologie de composition de cimentation pour  * Figure 2: representative curves of the rheology of cementing composition for

différentes concentrations du dispersant selon l'invention.  different concentrations of the dispersant according to the invention.

* figure 3: une courbe montrant l'évolution de la viscosité plastique en fonction de la  FIG. 3: a curve showing the evolution of the plastic viscosity as a function of the

concentration en dispersant.dispersant concentration.

* figure 4: une courbe montrant l'évolution du seuil de cisaillement en fonction de la  FIG. 4: a curve showing the evolution of the shear threshold as a function of the

concentration en dispersant.dispersant concentration.

* figure 5: une courbe illustrant l'influence de la concentration en dispersant sur le volume  FIG. 5: a curve illustrating the influence of the dispersant concentration on the volume

d'eau libre dans la composition.of free water in the composition.

* figure 6: des courbes illustrant l'influence de la température sur la rhéologie de  * Figure 6: curves illustrating the influence of temperature on the rheology of

composition de cimentation pour différentes concentrations de dispersants.  cementing composition for different dispersant concentrations.

* figure 7: des courbes représentatives de la rhéologie de composition de cimentation avec  * Figure 7: representative curves of the rheology of cementing composition with

différents dispersants selon l'invention.  different dispersants according to the invention.

Pour tous les essais, on a préparé une base de cimentation en mélangeant avec de l'eau un ciment Portland de marque Cemoil, de classe G. On a obtenu une densité de 1,89 g/cm3 (15.8 PPg). Les mesures rhéologiques ont été effectuées, après 20 minutes de conditionnement à la température de mesure, avec un viscosiomètre rotatif comportant un cylindre extérieur tournant, de modèle Chan 35 conforme aux normes API, Section 10, appendice H. Les unités et symboles utilisés sont les suivants (les unités entre crochets correspondent aux  For all tests, a cement base was prepared by mixing with water a Cemoil Class G Portland cement. A density of 1.89 g / cm 3 (15.8 PPg) was obtained. The rheological measurements were carried out, after 20 minutes of conditioning at the measuring temperature, with a rotary viscometer comprising a rotating outer cylinder, of Chan model conforming to the API standards, Section 10, Appendix H. The units and symbols used are the following: following (the units in square brackets correspond to the

unités recommandées par l'API (American Petroleum Institut).  units recommended by the API (American Petroleum Institute).

Concentration volumique [gps = US gallons per sack] PV: viscosité plastique (mPa.s) [cP] Ty: seuil de cisaillement (Pa) [lb/100sqft] Resistance du gel (kg/100 m2) [lb/lOOsqft]  Concentration volume [gps = US gallons per sack] PV: plastic viscosity (mPa.s) [cP] Ty: shear threshold (Pa) [lb / 100sqft] Frost resistance (kg / 100 m2) [lb / 100sqft]

Exemple 1:Example 1

On a ajouté à la base un sel de sodium d'acide polyvinylsulfonique, de formule -(CH2- H)n SO3  A polyvinylsulphonic acid sodium salt of the formula - (CH 2 -H) n SO 3 was added to the base.

en solution aqueuse, avec une concentration de matière sèche d'environ 35%.  in aqueous solution, with a solids concentration of about 35%.

Ce sel est commercialisé par la société Rhone Poulenc, France, sous la dénomination  This salt is marketed by the company Rhone Poulenc, France, under the name

Bevaloid XB16/20. Le fabricant indique un poids moléculaire compris entre 3500 et 4000.  Bevaloid XB16 / 20. The manufacturer indicates a molecular weight between 3500 and 4000.

Les tests rhéologiques ont été réalisés à 100 F (37,78 C). Les résultats sont les suivants:  The rheological tests were performed at 100 F (37.78 C). The results are as follows:

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Essai n % en volume Viscosité Seuil de Resistance du gel de dispersant plastique cisaillement après 10 secondes  Test n% by volume Viscosity Resistance Threshold of plastic dispersant gel shear after 10 seconds

1 0 39,5 2384 [49,8] 87,8 [18]1 0 39.5 2384 [49.8] 87.8 [18]

2 5,57 [0,2] 24,3 531 [11.1] 63,4 [13]  2 5.57 [0.2] 24.3 531 [11.1] 63.4 [13]

3 13,93 [0,5] 18,5 101 [2.1] 63,4 [13]  3 13.93 [0.5] 18.5 101 [2.1] 63.4 [13]

Les pourcentages de dispersant correspondent à la solution concentrée à 35%. Une concentration de 5.57% correspond donc en fait à un volume de "matière active" d'environ 1,95%. Les courbes rhéologiques correspondantes sont reportées figure 1, o on en représenté le couple à exercer (en fonction de la déviation de l'appareil) selon en la vitesse  The percentages of dispersant correspond to the solution concentrated to 35%. A concentration of 5.57% therefore corresponds in fact to a volume of "active ingredient" of about 1.95%. The corresponding rheological curves are shown in FIG. 1, where the torque to be exerted (as a function of the deflection of the apparatus) is represented according to the speed

communiquée au bol (en tours par minutes).  communicated to the bowl (in turns per minute).

Exemple 2:Example 2

L'exemple 1 a été répété pour différentes concentrations de dispersant (en solution à 35%).  Example 1 was repeated for different dispersant concentrations (in 35% solution).

La figure 2 montre les courbes rhéologiques alors obtenues. On constate une amélioration très nette de la rhéologie quand la concentration passe de 0,2 gps (5,57% en volume, soit une concentration de 0,27% rapportée au poids de ciment) à 0,25 gps (6,96 % en volume) puis 0,35 gps (9,75% en volume). Par contre la rhéologie du coulis n'est pas sensiblement  Figure 2 shows the rheological curves then obtained. There is a marked improvement in the rheology when the concentration goes from 0.2 gps (5.57% by volume, a concentration of 0.27% based on the weight of cement) to 0.25 gps (6.96% in volume) then 0.35 gps (9.75% by volume). On the other hand, the rheology of the grout is not appreciably

améliorée quand la concentration est aussi grande que 0,5 gps (13,93% en volume).  improved when the concentration is as large as 0.5 gps (13.93% by volume).

Pour les tests à 85 C, un retardateur de prise de ciment, de type lignosulfate raffiné, a été  For the 85 C tests, a lignosulphate-refined cement setting retarder was

ajouté à raison de 0,3% par rapport au poids du ciment.  added at a rate of 0.3% based on the weight of the cement.

Sur la figure 3, on a représenté les courbes donnant l'évolution de la viscosité plastique (en centiPoises) selon la concentration de dispersant (en solution), et pour des températures égales à 100 F (37, 78 C) triangles ou de 185 F (85 C). La figure 4 donne les seuils de  FIG. 3 shows the curves giving the evolution of the plastic viscosity (in centipoises) according to the concentration of dispersant (in solution), and for temperatures equal to 100 F (37, 78 C) triangles or 185 F (85 C). Figure 4 gives the thresholds of

cisaillement pour ces mêmes compositions.  shear for these same compositions.

Le dispersant selon l'invention est parfaitement compatible avec des additifs usuels et n'entraîne pas de restrictions quant au choix des autres additifs inclus dans la formulation du  The dispersant according to the invention is perfectly compatible with usual additives and does not entail restrictions as to the choice of the other additives included in the formulation of the

coulis de ciment.cement grout.

On observe une légère décroissance de la viscosité plastique par contre, le seuil de cisaillement décroit de façon très importante - et d'une manière pratiquement linéaire - pour des concentrations comprises entre 0 et environ 0,35 gps. Pour des concentrations encore plus élévées, le seuil de cisaillement est peu modifié, et pour le test à 85 C, tend même à  There is a slight decrease in the plastic viscosity, however, the shear threshold decreases very significantly - and in a virtually linear manner - for concentrations between 0 and about 0.35 gps. For even higher concentrations, the shear threshold is little modified, and for the test at 85 C, even tends to

remonter légèrement pour des concentrations de 0,5 gps.  rise slightly for concentrations of 0.5 gps.

Ces différentes courbes indiquent qu'une concentration d'une solution de dispersant voisine de 0,35 gps (9,75% en volume soit environ 0,5% en poids de ciment3,41%) constitue le  These different curves indicate that a concentration of a dispersant solution of about 0.35 gps (9.75% by volume or about 0.5% by weight of cement3.41%) constitutes the

meilleur compromis et est de ce fait préférée selon l'invention.  better compromise and is therefore preferred according to the invention.

Un effet secondaire souvent observé avec les dispersants selon l'art est une tendance à  A side effect often observed with dispersants according to art is a tendency to

favoriser la formation de gradients de densité du sommet à la base d'une colonne de ciment.  promote the formation of density gradients from the top to the base of a column of cement.

Selon les cas, ces gradients se traduisent par des phénomènes de sédimentation plus ou moins prononcés, avec à l'extrême une véritable ségrégation selon la densité des particules de la composition ou par la formation d'une couche dite d'eau libre qui surnage au sommet  Depending on the case, these gradients result in sedimentation phenomena more or less pronounced, with the extreme true segregation according to the density of the particles of the composition or by the formation of a so-called layer of free water that floats on Mountain peak

de la colonne.of the column.

- s -2732009 De façon très surpemrnante et unique à la connaissance des inventeurs, et comme le montre la figure 5, loin de favoriser ce phénomène, le dispersant selon l'invention contribue en fait à diminuer la quantité d'eau libre. La courbe reportée à la figure 5 indique le volume d'eau  In a manner very surpémrnante and unique to the knowledge of the inventors, and as shown in Figure 5, far from promoting this phenomenon, the dispersant according to the invention actually contributes to reducing the amount of free water. The curve shown in Figure 5 indicates the volume of water

libre (en millilitres) observé sur une colonne de ciment de 250 ml en fonction de la concen-  (in milliliters) observed on a column of cement of 250 ml depending on the concentration

tration en dispersant. Le test est effectué selon la procédure API Spec 10 (Section 6, appen-  dispersing. The test is carried out according to the API Spec 10 procedure (Section 6,

dice M), à une température de 85 C. Le dispersant selon l'invention peut avantageusement être utilisé seul, sans nécessité d'ajouter un agent un agent de maintien en suspension tel que de la bentonite, des polysaccharides compatibles avec le ciment comme les wallanes ou des  dice M), at a temperature of 85 C. The dispersant according to the invention can advantageously be used alone, without the need to add an agent a suspending agent such as bentonite, polysaccharides compatible with the cement as the wallanes or

sels métalliques notamment des sels de magnésium.  metal salts including magnesium salts.

D'autre part, il peut être noté que l'effet retardateur sur la prise de ciment, constaté avec tous les dispersants, est du même ordre de grandeur que celui obtenu avec les polymères de type  On the other hand, it can be noted that the retarding effect on the setting of cement, observed with all the dispersants, is of the same order of magnitude as that obtained with the polymers of the type

PNS ou PMS couramment usités.PNS or PMS commonly used.

Exemple 3:Example 3

La formulation de l'exemple 1 a été reprise, en ajoutant à nouveau un retardateur de prise de  The formulation of Example 1 was repeated, again adding a retarding

ciment du type lignosulfate raffiné, à une concentration de 0,3% par rapport au poids de ci-  lignosulphate-type cement, at a concentration of 0.3%, based on the weight of

ment. Les courbes de rhéologie de la figure 6 illustrent l'influence de la température et de la concentration en dispersant (en solution). On note que les courbes à 100 F (37,781 C) et F (62,78 C) sont pratiquement confondues ce qui constitue un avantage important dans la mesure o la température au fond du puits n'est pas toujours connue de façon très précise et o, de plus, même lorsque le puits n'est pas considéré comme particulièrement profond, et donc comme particulièrement chaud, il existe toujours une différence de température assez grande entre la surface et le fond du puits et qu'il est toujours plus simple de procéder à l'opération de cimentation du puits avec un coulis dont les propriétes rhéologiques restent  is lying. The rheology curves in Figure 6 illustrate the influence of temperature and dispersant concentration (in solution). It is noted that the curves at 100 F (37.781 C) and F (62.78 C) are practically merged, which is an important advantage in that the temperature at the bottom of the well is not always known very accurately and o, moreover, even when the well is not considered particularly deep, and therefore particularly hot, there is always a fairly large temperature difference between the surface and the bottom of the well and it is always easier to proceed with the cementing operation of the well with a grout whose rheological properties remain

constantes tout le long du cycle de déplacement du ciment.  constant throughout the cement movement cycle.

A 185 F (85 C), le dispersant selon l'invention ne permet plus de conserver cette même rhéologie mais il reste très efficace si on le compare avec la composition de référence sans dispersant. Pour ce test, on a fait varier la concentration de dispersant entre 0,35 gps (0,47% par rapport au poids de ciment) et 0,8 gps (1,06% par rapport au poids de ciment). On note une nouvelle fois que le gain obtenu en augmentant la concentration de dispersant est, pour cette gamme de concentration, relativement faible, avec même une inversion des résultats pour les fortes contraintes. De fait, à cette température, les meilleurs resultats sont obtenus pour une concentration de solution de dispersant égale à 0,45 gps (0,60% par rapport au poids de ciment).  At 185 ° F (85 ° C.), the dispersant according to the invention no longer makes it possible to preserve this same rheology, but it remains very effective when compared with the reference composition without dispersant. For this test, the dispersant concentration was varied between 0.35 gps (0.47% based on cement weight) and 0.8 gps (1.06% based on cement weight). It is noted once again that the gain obtained by increasing the concentration of dispersant is, for this concentration range, relatively low, with even a reversal of the results for the high stresses. In fact, at this temperature, the best results are obtained for a concentration of dispersant solution equal to 0.45 gps (0.60% relative to the weight of cement).

Exemple 4:Example 4

Comme indiqué plus haut, de 0 à 20% des monomères vinylsulfoniques peuvent être substi-  As indicated above, from 0 to 20% of the vinylsulfonic monomers may be substituted

tués par des monomères acryliques ou méthacryliques.  killed by acrylic or methacrylic monomers.

Le test a ainsi été repris en comparant les rhéologies obtenues avec le polymère non substitué A utilisé pour les exemples précédents et des copolymères B et C comportant respectivement ou 20% de monomères acryliques. Ces produits sont commercialisés par la société Rhone Poulenc, France, sous la dénomination Bevaloid XB16/31D et Bevaloid XB1631C. Leur  The test was thus resumed by comparing the rheologies obtained with the unsubstituted polymer A used for the preceding examples and copolymers B and C respectively comprising or 20% of acrylic monomers. These products are marketed by the company Rhone Poulenc, France, under the name Bevaloid XB16 / 31D and Bevaloid XB1631C. Their

- 6- 2732009- 6- 2732009

poids moléculaire est compris entre 1500 et 2000. Comme précedemment, ils se présentent  molecular weight is between 1500 and 2000. As before, they present themselves

sous forme de solution aqueuse concentrée à 35%; toutes les concentrations indiquées ci-  in the form of an aqueous solution concentrated to 35%; all the concentrations listed below

après correspondant à la concentration en solution et non en matière active.  after corresponding to the concentration in solution and not in active material.

Les courbes correspondent correspondent à la figure 7. L'effet dispersant de ces copolymères  The corresponding curves correspond to FIG. 7. The dispersing effect of these copolymers

est vérifié même si, à concentration identique, l'homopolymère a des performances sensiblement supérieures.  is verified even if, at identical concentration, the homopolymer has substantially better performances.

Il a ainsi été vérifié que le dispersant selon l'invention peut se substituer aux dispersants connus de l'art, en raison à la fois d'une bonne efficacité en tant qu'agent dispersant, d'un effet retardateur comparable à celui des produits de l'art et d'une effet réducteur sur la formation d'eau libre. D'autre part, il doit être souligné que le produit selon l'invention ne 0 présente pas de toxicté particulière et satisfait les normes les plus rigoureuses en matière d'environnement.  It has thus been verified that the dispersant according to the invention can be substituted for the dispersants known in the art, because of both a good effectiveness as dispersing agent, a retarding effect comparable to that of the products of art and a reducing effect on the formation of free water. On the other hand, it should be emphasized that the product according to the invention does not exhibit any particular toxicity and satisfies the most stringent environmental standards.

7 27320097 2732009

Claims (8)

Revendicationsclaims 1. Composition de cimentation de puits pétrolier, à gaz, à eau, géothermiques, ou analogues  1. Cementation composition of oil, gas, water, geothermal or similar wells comportant une base aqueuse, un ciment de type Portland, un dispersant et éventuelle-  comprising an aqueous base, a Portland cement, a dispersant and optionally ment d'autres additifs, caractérisée en ce que le dispersant est un sel d'acide polyvinyl-  other additives, characterized in that the dispersant is a polyvinyl sulfonique, de 0 à 20% des groupes monomères étant remplacés par des monomères ac-  sulphonic acid, from 0 to 20% of the monomer groups being replaced by monomers ac- ryliques ou méthacryliques.rylic or methacrylic. 2. Composition selon la revendication 1, caractérisée en ce que le sel est un sel de sodium.  2. Composition according to claim 1, characterized in that the salt is a sodium salt. 3. Composition selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le  3. Composition according to one of the preceding claims, characterized in that the polymère a un poids moléculaire compris ente 1500 et 4000.  The polymer has a molecular weight of 1500 to 4000. 4. Composition selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle com-  4. Composition according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises porte en outre au moins un additif du type accélérateur ou retardateur de prise du ciment, agent alourdissant, agent de contrôle du filtrat, agent anti-mousse etc.  additionally carries at least one additive of accelerator or set retarder type of cement, weighting agent, filtrate control agent, antifoam agent, etc. 5. Composition selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le  5. Composition according to one of the preceding claims, characterized in that the polymère est utilisé en solution aqueuse, concentrée à 35% de matière sèche.  polymer is used in aqueous solution, concentrated to 35% dry matter. 6. Composition selon la revendication 5, caractérisée en ce que la solution de dispersant est  6. Composition according to claim 5, characterized in that the dispersant solution is ajoutée à une concentration volumique comprise entre 9 et 13% du volume de ciment.  added to a volume concentration of between 9 and 13% of the volume of cement. 7. Application de la composition selon l'une des revendications précédentes à la  7. Application of the composition according to one of the preceding claims to the cimentation dans des puits dont la température n'excède pas 85 C.  cementing in wells whose temperature does not exceed 85 C. 8. Application selon la revendication 6 au contrôle de l'eau libre lors de la cimentation dans  8. Application according to claim 6 to the control of free water during cementation in des puits pétroliers.oil wells.
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