MX2007000258A - Composiciones de cemento que comprenden materiales de relacion de aspecto alta y metodos de uso en formaciones subterraneas. - Google Patents
Composiciones de cemento que comprenden materiales de relacion de aspecto alta y metodos de uso en formaciones subterraneas.Info
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Abstract
La presente invencion concierne a operaciones de cementacion de pozos subterraneos, y mas particularmente, a composiciones de cemento que incluyen materiales de alto factor de forma, y a metodos para usar dichas composiciones de cemento en formaciones subterraneas. Un ejemplo de un metodo de la presente invencion es un metodo de cementacion en una formacion subterranea. Un ejemplo de una composicion de la presente invencion es una composicion para uso en una formacion subterranea.
Description
COMPOSICIONES DE CEMENTO QUE COMPRENDEN MATERIALES DE RELACIÓN DE ASPECTO ALTA Y MÉTODOS DE USO EN FORMACIONES SUBTERRÁNEAS
CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención concierne a operaciones de cementación de pozos subterráneos, y más particularmente, a composiciones de cemento que comprenden materiales de relación de aspecto alta y a métodos para usar dichas composiciones de cemento en formaciones subterráneas.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Las composiciones de cemento hidráulico comúnmente son utilizadas en operaciones subterráneas, particularmente operaciones correctoras y de terminación de pozos subterráneos. Por ejemplo, las composiciones de cemento hidráulico son usadas en operaciones de cementación primaria con las cuales columnas de entubamiento, tales como entubados y tubos conductores, son cementados en perforaciones. Al efectuar la cementación primaria, una composición de cemento hidráulico es bombeada en un espacio anular entre las paredes de una perforación y la superficie exterior de la columna de entubamiento dispuesta en ésta. La composición de cemento fragua en el espacio anular, formando así en él una envolvente anular de cemento endurecido, substancialmente impermeable que soporta y posiciona la columna de entubamiento en la perforación y se adhiere la superficie exterior de la columna de entubamiento a las paredes de la perforación. Las composiciones de cemento hidráulico también son usadas en operaciones de cementación correctivas, tales como la obstrucción de zonas o fracturas muy permeables en perforaciones, obstrucción de fisuras y agujeros en columnas de entubamiento, y las similares. Una vez fraguado el revestimiento de cemento puede ser sometida a una variedad de esfuerzos cortantes, de tracción, de impacto, a la flexión, y de compresión que pueden conducir a fallas de la envolvente de cemento, dando como resultado, inter alia, fracturas, fisuras, y/o desprendimiento de la envolvente de cemento de la columna de entubamiento y/o de la formación. Esto puede conducir a consecuencias indeseables que incluyen, inter alia, producción perdida, contaminación ambiental, operaciones con equipo peligrosas que resultan del flujo de fluido inesperado a partir de la formación causado por la pérdida del aislamiento zonal, y/o operaciones de producción peligrosas. Las fallas de cemento pueden ser particularmente problemáticas en pozos de alta temperatura, donde fluidos inyectados en los pozos o producidos desde los pozos hacia la perforación puede causar que la temperatura de cualquiera de los fluidos atrapado en la sección anular aumente. Además, altas temperaturas y/o presiones de fluido en el interior de la columna de entubamiento pueden causar problemas adicionales durante las pruebas, perforación, inyección de fluido, y/o producción de fluido. Si la presión y/o la temperatura interior de la columna de entubamiento aumentan, la tubería se puede expandir y someter a esfuerzo a la envolvente circundante. Esto puede causar que la envolvente de cemento se fisure, o la adherencia entre la superficie exterior de la columna de entubamiento y la envolvente de cemento falle, rompiendo así el sello hidráulico entre los dos. Además, diferenciales de temperatura altos creados durante la producción o la inyección de fluidos de alta temperatura a través de la perforación puede causar que fluidos atrapados en la envolvente e cemento expandan térmicamente, causando altas presiones en la envolvente misma. Adicionalmente, la falla de la envolvente de cemento puede también ser causada por, inter alia, fuerzas ejercidas por deslizamientos en formaciones subterráneas que circundan la perforación, erosión de cemento, e impactos repetidos de la barrena y de la tubería de perforación.
SUMARIO DE LA INVENCIÓN La presente invención concierne a operaciones de cementación de pozos subterráneos, y más particularmente a composiciones de cemento que comprenden materiales de relación de aspecto alta y a métodos para usar dichas composiciones de cemento en formaciones subterráneas. Un ejemplo de un método de la presente invención es un método de cementar en una formación subterránea, que comprende: proporcionar una composición de cemento que comprenda agua, cemento, y fibras metálicas no amorfas que tengan una relación de aspecto media en el intervalo desde aproximadamente 1.25 a aproximadamente 400; introducir la composición de cemento en una formación subterránea; y permitir a la composición de cemento fraguar ahí. Otro ejemplo de un método de la presente invención es un método de cementación en una formación subterránea, que comprende: proporcionar una composición de cemento que comprenda agua, cemento, y fibra de vidrio que tenga una relación de aspecto media en el intervalo desde aproximadamente 1.25 a aproximadamente 5,000, introducir la composición de cemento en una formación subterránea; y permitir a la composición de cemento fraguar ahí. Otro ejemplo de un método de la presente invención es un método de cementación en una formación subterránea, que comprende: proporcionar una composición de cemento que comprenda agua, cemento, y un mineral no fibroso que tenga una relación de aspecto media de al menos aproximadamente 50; introducir la composición de cemento en una formación subterránea; y permitir a la composición de cemento f aguar ahí . Un ejemplo de una composición de cemento de la presente invención es una composición de cemento para uso en una formación subterránea, . que comprenda cemento, agua, y fibras metálicas no amorfas que tengan una relación de aspecto en el intervalo desde aproximadamente 1.25 a aproximadamente 400. Otro ejemplo de una composición de la presente invención es una composición de cemento para uso en una formación subterránea, que comprenda cemento, agua, y fibra de vidrio que tenga una relación de aspecto media en el intervalo desde aproximadamente 1.25 a aproximadamente 5,000. Otro ejemplo de una composición de la presente invención es una composición de cemento para uso en una formación subterránea, que comprenda cemento, agua, y un mineral no fibroso que tenga una relación de aspecto media de al menos aproximadamente 50. Las características y ventajas de la presente invención serán fácilmente obvias para los expertos en el arte a partir de una lectura de la descripción de las modalidades preferidas que siguen.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN La presente invención concierne a operaciones de cementación de pozos subterráneos, y más particularmente, a composiciones de cemento que comprenden materiales de relación de aspecto alta, y a métodos para usar dichas composiciones de cemento en formaciones subterráneas . Ciertas modalidades de las composiciones de cemento de la presente invención comprenden cemento, agua, y un material de relación de aspecto alta que comprenda fibras metálicas no amorfas, fibras de vidrio resistentes al álcali, minerales no fibrosos, o una mezcla de los mismos. Como se mencionó en la presente, el término "relación de aspecto" se comprenderá que quiere decir la relación de la longitud del cuerpo sólido a su anchura. Cualquier cemento adecuado para uso en operaciones de cementación subterráneas puede ser usado de acuerdo con la presente invención. En una modalidad, composiciones de cemento mejoradas de la presente invención comprenden un cemento hidráulico. Una variedad de cementos hidráulicos son adecuados para uso, incluyendo aquellos que comprenden calcio, aluminio, silicio, oxígeno, y/o azufre, los cuales fraguan y endurecen por reacción con agua. Dichos cementos hidráulicos incluyen, pero no se limitan a, cementos Portland, cementos pozolánicos, cementos de yeso, arena-cemento, cementos de fosfato de calcio, cementos de alto contenido de alúmina, cementos de sílice, cementos de alta alcalinidad, y mezclas de los mismos. En ciertas modalidades, las composiciones de cemento de la presente invención pueden comprender un cemento Portland. En ciertas modalidades, el cemento Portland puede ser seleccionado de los clasificados como cementos de Clase A, C, G, y H de acuerdo al API Specification for Materials and Testing for Well Cements, API Specification 10, Fifth Ed. Julio 1, 1990. Otro cemento que puede ser útil en ciertas modalidades de la presente invención está comercialmente disponible bajo la marca comercial "THERMALOCK™" de Halliburton Energy Services, Inc., of Duncan, OK. Otros cementos que pueden ser adecuados para uso de conformidad con la presente invención incluyen, inter alia, cementos de baja densidad. Dichos cementos de baja densidad pueden ser, inter alia, cementos espumados o cementos que comprendan otros medios para reducir su densidad, tales como microesferas de fibra hueca, perlas elásticas de baja densidad, cenizas volátiles, escoria de alto horno, u otros aditivos reductores de densidad conocidos en el arte. Generalmente, el agua utilizada en las composiciones de cemento de la presente invención puede ser agua potable, agua salada (por ejemplo, agua que contenga una o más sales disueltas en ella) , salmuera (por ejemplo agua saturada de sal) , o agua de mar. Esta agua puede ser de cualquier fuente, a condición de que el agua no contenga un exceso de compuestos (por ejemplo, materiales orgánicos disueltos) que puedan afectar adversamente a otros componentes en la composición de cemento. En algunas modalidades, el agua puede estar presente en las composiciones de cemento de la presente invención en una cantidad suficiente para formar una lechada de cemento bombeable. En ciertas modalidades, el agua está presente en las composiciones de cemento de la presente invención en una cantidad en el intervalo desde aproximadamente 30 % en peso a aproximadamente 180 % en peso de cemento ("bwoc", "by eight of cement") en ellas. En ciertas modalidades, el agua está presente en las composiciones de cemento de la presente invención en una cantidad en el intervalo desde aproximadamente 40 % a aproximadamente so % bwoc en ellas . Un experto en la materia, con el beneficio de esta descripción, reconocerá la cantidad de agua apropiada para una aplicación seleccionada . Las composiciones de cemento de la presente invención también comprenden un material de relación de aspecto alta que comprenda fibras metálicas no amorfas
(por ejemplo, cristalinas), fintas de vidrio resistentes al álcali, minerales no fibrosos, o una mezcla de los mismos. En ciertas modalidades, las fibras metálicas no fibrosas pueden ser obtenidas cables de acero pobres en carbono estirados en frío (por ejemplo lana acerada) . Las fibras metálicas adecuadas incluyen, pero no se limitan a, fibras de acero triturado, fibras de acero inoxidable, fibras de vidrio, fibras de bronce, fibras de níquel, y fibras de titanio. En ciertas modalidades de la presente invención, las fibras metálicas no amorfas son fibras de lana acerada trituradas pobres en carbono. Ejemplos de fibras metálicas adecuadas incluyen, inter alia, aquellas que están comercialmente disponibles de Global Material Technologies, of Palatine, Illinois, bajo los nombres comerciales "GMT-2136", "GMT-180", y "GMT-380". En ciertas modalidades en donde se usan las fibras de acero, las fibras de acero pueden comprender carbono, presente en una cantidad en el intervalo desde aproximadamente 0.06 % a aproximadamente 0.11 % en peso. En ciertas modalidades de la presente invención en donde el material de relación de aspecto alta comprende fibras metálicas no amorfas, las fibras metálicas no amorfas generalmente tienen un diámetro medio en el intervalo desde aproximadamente 0.025 milímetros a aproximadamente 0.10 milímetros, y una longitud media en el intervalo desde aproximadamente 0.1 milímetros a aproximadamente 10 milímetros. Como apreciará un experto en la materia, con el beneficio de esta descripción, la longitud y diámetro de las fibras metálicas no amorfas pueden ser ajustados para mejorar propiedades tales como su flexibilidad y facilidad de dispersión en las composiciones de cemento de la presente invención. En ciertas modalidades de la presente invención en donde el material de relación de aspecto alta comprende fibras metálicas no amorfas, las fibras metálicas no amorfas generalmente tienen una relación de aspecto en el intervalo desde aproximadamente 1.25 a aproximadamente 400. En ciertas modalidades, las fibras metálicas no amorfas pueden tener una relación de aspecto en el intervalo desde aproximadamente 15 a aproximadamente 200, y en ciertas otras modalidades, desde aproximadamente 25 a aproximadamente 100. En ciertas modalidades de la presente invención en donde el material de alta relación de aspecto comprende fibras metálicas no amorfas, las fibras metálicas pueden estar presentes en las composiciones de cemento de la presente invención en una cantidad en el intervalo desde aproximadamente 0.5 % a aproximadamente 10 % bwoc. Debido a su densidad, ciertas fibras metálicas pueden exhibir una propensión a separarse por sedimentación, de las composiciones de cemento de la presente invención. Por consiguiente, ciertas modalidades de las composiciones de cemento de la presente invención que comprenden fibras metálicas no amorfas también pueden comprender un aditivo para la prevención de la sedimentación, tal como un impartidor de viscosidad, que puede eliminar, o al menos reducir, la sedimentación. Los aditivos para la prevención de la sedimentación adecuados incluyen, inter alia, hidroxietil celulosa, y goma de xantana. Un aditivo para la prevención de la sedimentación adecuado está comercialmente disponible de Halliburton Energy Services, Inc., bajo el nombre comercial de "FWCA". Donde los aditivos para la prevención de la sedimentación se incluyen en la composición de cemento, podrían estar presentes en una cantidad que facilite una densidad uniforme en toda la composición de cemento. En ciertas modalidades, las fibras metálicas no amorfas pueden ser recubiertas por, por ejemplo, tensoactivos - que pueden inhibir cualquier reacción que pueda tener lugar entre la composición de cemento y las fibras metálicas. Ejemplos de tensoactivos adecuados que pueden ser usados para recubrir las fibras metálicas no amorfas incluye, inter alia, materiales orgánicos hidrofóbicos tales como mono-oleato de sorbitol, trioleato de sorbitol, y los similares. El mono-oleato de sorbitol está comercialmente disponible de Aldrich Chemical Company, de Milwaukee, Wisconsin, bajo el nombre comercial de "SPAN 80", mientras que el tri-oleato de sorbitol está comercialmente disponible de Aldrich Chemical Company bajo el nombre comercial de "SPAN 85". En ciertas modalidades de la presente invención en donde las fibras metálicas no amorfas son recubiertas, el recubrimiento puede estar presente sobre las fibras metálicas no amorfas en una cantidad en el intervalo desde aproximadamente 0.5 % a aproximadamente 5 % en peso de las fibras.
En ciertas modalidades, los materiales de relación de aspecto alta, presentes en las composiciones de cemento de la presente invención pueden comprender fibras de vidrio. En ciertas modalidades las fibras de vidrio son fibras de vidrio resistentes al álcali (AR) , aunque las fibras de vidrio no AR también pueden ser usadas en ciertas modalidades de la presente invención. ?n ciertas modalidades de la presente invención donde se usan las fibras de vidrio no AR, las fibras de vidrio no AR pueden ser elaboradas resistentes al álcali mediante la aplicación de un recubrimiento con un polímero basado en ácido acrílico, como comprenderá un experto en la materia, con el beneficio de esta descripción. En ciertas modalidades en donde las composiciones de cemento de la presente invención comprenden un cemento alcalino, y los materiales de relación de aspecto alta comprendan fibras de vidrio, las fibras de vidrio AR pueden ser particularmente adecuadas. No obstante, cuando se preparan usando porciones más grandes de aditivos para cemento hidráulico latente o pozolánico (por ejemplo, carbón de piedra, cenizas volátiles, o polvo de sílice) , o cementos de alto contenido de aluminato, ciertas modalidades de las composiciones de cemento de la presente invención pueden tener valores de pH más bajos, lo cual puede facilitar el uso de fibras de vidrio no AR. Un experto en la materia, con el beneficio de esta descripción, reconocerá las cantidades y mezclas de fibras de vidrio AR y no AR a usar dependiendo de alcalinidad del cemento que es usado. En ciertas modalidades, las fibras de vidrio AR pueden comprender óxido de zirconio en una cantidad en el intervalo desde aproximadamente 0.01 % a aproximadamente 15 % en peso; en otras ciertas modalidades, las fibras de vidrio AR pueden comprender óxido de zirconio en una cantidad en el intervalo desde aproximadamente 10 % a aproximadamente 15 % en peso. En ciertas modalidades de la presente invención, las fibras de vidrio tienen una longitud en el intervalo desde aproximadamente 0.5 a aproximadamente 13 milímetros, y un diámetro en el intervalo desde aproximadamente 10 a aproximadamente 400 micrones. En ciertas modalidades, las fibras de vidrio pueden tener una relación de aspecto en el intervalo desde aproximadamente 1.25 a 5,000. En ciertas modalidades, las fibras de vidrio pueden tener una relación de aspecto en el intervalo desde aproximadamente 10 a aproximadamente 1,000, y en otras ciertas modalidades, desde aproximadamente 20 a aproximadamente 500. Ejemplos de fibras de vidrio adecuadas incluyen, inter alia , hebras trituradas de "CEM-FIL® HD" y hebras trituradas de "CEM-FIL® HP", disponibles de Saint-Gobain Vetrotex America, Inc., de Valley Forge, Pennsylvania. Otros ejemplos de fibras de vidrio adecuadas incluyen, inter alia, "FIBERGLAST" grado "E", disponible de Fiberglast Development Corp., de Brookville, Ohio, y fibras de grado "NYCON AR" de Nycon, Inc., de Westerly, Rhode Island. Cuando se incluyen en las composiciones de cemento de la presente invención, las fibras de vidrio pueden estar presentes en una cantidad en el intervalo desde aproximadamente 0.5 % a aproximadamente 20 % bwoc. En ciertas modalidades, los materiales de relación de aspecto alta presentes en las composiciones de cemento de la presente invención pueden comprender minerales no fibrosos. Generalmente, minerales no fibrosos adecuados pueden tener una estructura estratificada o aplanada. La relación de aspecto de minerales no fibrosos adecuados puede ser determinada como una relación de la longitud del mineral no fibroso a su anchura. Ejemplos de minerales no fibrosos adecuados incluyen, pero no se limitan a, micas y vermiculitas . En ciertas modalidades en donde la mica es incluida en las composiciones de cemento de la presente invención, las micas adecuadas incluyen, pero no se limitan a, flogopitas (por ejemplo, aluminosilicatos de magnesio y potasio) , biotitas, lepidolitas, y miscovitas (por ejemplo silicatos de aluminio y de potasio) . Los materiales de mica empleados en la presente invención pueden tener una relación de aspecto en el intervalo desde aproximadamente 50 a aproximadamente 250. Ejemplos de materiales de mica disponibles comercialmente incluyen, pero no se limitan a, "MICA 5200", "MICA 5900", y "MICA 6060", disponible de Polar Minerals, Inc., en Mt Vernon, Indiana. Opcionalmente, ciertas modalidades de las composiciones de cemento de la presente invención también pueden incluir materiales sólidos que pueden fortificar y reforzar el cemento. Estos materiales sólidos pueden incluir tanto materiales naturales y elaborados por el hombre, y pueden tener cualquier forma, incluyendo, pero no limitándose a, aperlada, cúbica, conformados en barra, hojuelas, fibra, plaquetas, cilindrica, o mezclas de éstas. Dichos materiales sólidos adecuados incluye, pero no se limitan a, Wollastonite (CaOSi02) , basaltos, fibras de carbono, fibras de plástico (por ejemplo, fibras de polipropileno y de nitrilo poliacrílico) , y combinaciones de éstos. En ciertas modalidades en donde se emplea Wollastonite en la presente invención, la Wollastonita puede temer una relación de aspecto en el intervalo desde aproximadamente 11 a aproximadamente 19 y un tamaño medio de partícula en el intervalo desde aproximadamente 4 a aproximadamente 40 micrones. En ciertas modalidades en donde se usa basalto en la composición de cemento de la presente invención, el basalto puede tener un tamaño medio de partícula en el intervalo desde aproximadamente 3 mm a aproximadamente 6 mm, y una relación de aspecto en el intervalo desde aproximadamente 130 a aproximadamente 660. Donde se incluyen, estos materiales sólidos adicionales pueden ser añadidos a la composición de cemento de la presente invención individualmente o en combinación. Adicionalmente, los materiales sólidos de la presente invención pueden estar presentes en la composición de cemento en una variedad de longitudes y relaciones de aspecto. Un experto en la materia, con el beneficio de esta descripción, reconocerá las mezclas de tipo, longitud, y relación de aspecto a usar para lograr las propiedades deseadas de una composición de cemento para una aplicación particular. Opcionalmente, aditivos adicionales pueden ser añadidos a las composiciones de cemento de la presente invención según juzgue apropiado un experto en la materia con el beneficio de esta descripción. Ejemplos de dichos aditivos incluyen, inter alia, cenizas volátiles, compuestos de sílice, aditivos para el control de pérdida de fluido, materiales de circulación perdida, un tensoactivo, un dispersante, un acelerador, un retardador, una sal, un agente acondicionador de la formación, sílice pirógena, bentonita, microesferas, aditivos expansores, materiales lastrantes, fibras orgánicas, y los similares. Por ejemplo, las composiciones de cemento de la presente invención pueden ser composiciones de cemento espumado que comprenden un aditivo de expansión que produce gas en la composición de cemento a fin de, inter alia, de reducir la densidad de la composición de cemento. Un ejemplo de un aditivo expansor adecuado comprende una mezcla que contiene yeso, y está comercialmente disponible bajo el nombre comercial "NICROBOND" de Halliburton Energy Services, Inc., en varias ubicaciones. Un experto en la materia con el beneficio de esta descripción reconocerá la cantidad apropiada de un aditivo expansora usar para proporcionar una composición de cemento espumado que tenga una densidad deseada. Un ejemplo de un silicato de sodio adecuado está comercialmente disponible de Halliburton Energy Services, Inc., bajo el nombre comercial "ECONOLITE®". Un ejemplo de un aditivo adecuado que demuestra propiedades de reducción de agua libre y de suspensión de sólidos está comercialmente disponible de Halliburton Energy Services, Inc., de Duncan, Oklahoma, bajo la marca comercial "FMCA™". Un ejemplo de un dispersante adecuado está comercialmente disponible de Halliburton Energy Services, Inc., bajo el nombre comercial "CFR-3". Un ejemplo de una ceniza volátil adecuada es una ceniza volátil ASTM de clase F que está comercialmente disponible de Halliburton Energy Services, Inc., bajo el nombre comercial "POZMIX® A". Un ejemplo de un polvo de sílice adecuado está comercialmente disponible de Halliburton Energy Services, Inc., bajo el nombre comercial "SSA-1". Un ejemplo de una sílice pirógena adecuada es una suspensión acuosa de sílice pirógena que está comercialmente disponible de Halliburton Energy Services, Inc., bajo el nombre comercial "MICROBLOCK" . Un ejemplo de un tensoactivo espumante adecuado está comercialmente disponible de Halliburton Energy Services, Inc., bajo el nombre comercial "ZONESEAL 3000". Un ejemplo de un antiespumante adecuado está comercialmente disponible de Halliburton Energy Services, Inc., bajo el nombre comercial "D-AIR 3000L". Un ejemplo de un método de la presente invención es un método de cementación en una formación subterránea, que comprende: proporcionar una composición de cemento que comprende agua, cemento, y fibras metálicas no amorfas que tengan una relación de aspecto media en el intervalo desde aproximadamente 1.25 a aproximadamente 400; introducir la composición de cemento en una formación subterránea; y permitir a la composición de cemento fraguar ahí. Otro ejemplo de un método de la presente invención es un método de cementación en una formación subterránea, que comprende: proporcionar una composición de cemento que comprenda agua, cemento, y fibras de vidrio que tengan una relación de aspecto media en el intervalo desde aproximadamente 1.25 a aproximadamente 5,000; introducir la composición de cemento en una formación subterránea; y permitir a la composición de cemento fraguar ahí. Otro ejemplo de un método de la presente invención es un método de cementación en una formación subterránea, que comprende: proporcionar una composición de cemento que comprenda agua, cemento, y un mineral no fibroso que tenga una relación de aspecto media de al menos aproximadamente 50; introducir la composición de cemento en una formación subterránea; y permitir a la composición de cemento fraguar ahí.
Para facilitar una mejor comprensión de la presente invención, se dan los siguientes ejemplos de modalidades preferidas. De ninguna manera dichos ejemplos serán leídos para limitar, o definir, el alcance de la invención.
EJEMPLO 1 Se prepararon composiciones de cemento de muestras mezclando una lechada de cemento base con varias cantidades y grados de fibras de lana acerada trituradas. La lechada de cemento base comprendió cemento de Clase H, 39.42 %, bwoc de agua, y 0.25 % bwoc de FWCA™, y se preparó de acuerdo a la Practica 10B Recomendada por API, 22ava. Ed., Diciembre de 1997. Después de la adición de las fibras de lana acerada triturada, las muestras fueron agitadas a 1,000-2,000 rpm por aproximadamente 2 minutos, luego se curaron a 87.78 °C por 72 horas a 277 Kg/cm2. La Composición de Muestra No. 1 comprendió la lechada de cemento base, sin fibras. La Composición de Muestra No. 2 comprendió la lechada de cemento base mezclada con 1 % bwoc de fibras de lana acerada trituradas GMT-2136 Grado 0. La Composición de Muestra No. 3 comprendió la lechada de cemento base mezclada con 5 % bwoc de fibras de lana acerada triturada GMT-2136 Grado 0. La Composición de Muestra No. 4 comprendió la lechada de cemento base mezclada con 1 % bwoc de fibras e lana acerada trituradas GMT-180 Grado 1. La Composición de Muestra No. 5 comprendió la lechada de cemento base mezclada con 3 % bwoc de fibras de lana acerada trituradas GMT-180 Grado 1. La Composición de Muestra No. 6 comprendió la lechada de cemento base mezclada con 5 % bwoc de fibras de lana acerada triturada GMT-180 Grado 1. La resistencia a la tracción y a la compresión exhibida por las composiciones de cemento de muestra se resumen en la Tabla 1, siguiente. La Prueba de Resistencia a la Tracción Brasileña se efectuó de acuerdo a ASTM C496, y se usaron briquetas conformadas como hueso de perro de conformidad con el procedimiento descrito para la prueba CRD-C 260-01 en el U.S. Army Corps of Engineers' Handbook for Concrete and Ce ent.
TABLA 1
A = Composición de Muestra
B = Densidad de Diseño (g/l) C = Densidad del cemento fraguado en la parte
superior (g/l)
D = Densidad del cemento fraguado en la parte media
(Lb/Gal) / E = Densidad del cemento fraguado en el fondo (g/l)
F = Resistencia a la Compresión (Kg/cm2)
G = Resistencia a la tracción Brasileña (Kg/cm2) El Ejemplo 1 demuestra, inter alia, que las
composiciones de cemento de la presente invención que
comprenden fibras que tengan relaciones de aspecto altas son adecuadas para uso en formaciones subterráneas.
EJEMPLO 2 Se preparó una lechada de cemento base de acuerdo a API Reco mended Practice 10B, 22ava. Edición, Diciembre de 1997 (Práctica 10B Recomendada por API) que comprendió cemento de Clase H y 37.34 % de agua bwoc, y que tuvo una densidad de 16.74 lb/gal. Las muestras fueron curadas a 190 °F y 3000.psi por 72 horas. La composición de Muestra No. 7 comprendió la lechada de cemento base, sin fibras de vidrio. La Composición de Muestra No. 8 comprendió la lechada de cemento base mezclada con 0.75 % bwoc de CEM-FIL® HD AR usando los procedimientos de mezcla API. La Composición de Muestra No. 9 comprendió la lechada de cemento base mezclada a mano con 0.75 % bwoc de CEM-FIL® HD. La composición de Muestra No. 10 comprendió la lechada de cemento base mezclada a mano con 1.5 % bwoc de CEM-FIL® HD. La Composición de Muestra No. 11 comprendió la lechada de cemento base mezclada con 0.75 % bwoc de FiberGlass 29 usando los procedimientos de mezcla API. La Composición de Muestra No. 12 comprendió la lechada de cemento base mezclada con 1.5 % bwoc de FiberGlass 29 usando los procedimientos de mezcla API. La Composición de Muestra No. 13 comprendió la lechada de cemento base mezclada con 0.75 % bwoc de FiberGlass 38 usando los procedimientos de mezcla API. Las resistencias a la tracción y a la compresión exhibidas por las composiciones de muestra se resumen en la Tabla 2, siguiente. TABLA 2
El Ejemplo 2, demuestra, inter alia, que las composiciones de muestra que comprendieron fibras de vidrio exhibieron resistencias a la tracción y a la compresión comparables a, o significativamente mejores que las exhibidas por la lechada de cemento base. Además, ambas fibras de vidrio AR y no AR tuvieron efectos benéficos sobre la resistencia de las composiciones de cemento de muestra. EJEMPLO 3 Se prepararon composiciones de cemento de muestra de conformidad con el procedimiento siguiente: Cemento de Clase G y polvo de sílice (SSA-1) fueron añadidos a una mezcla de agua de mar y solución de cloruro de calcio de acuerdo a la Práctica 10B Recomendada por API, 22ava Edición , Diciembre de 1997. La composición fue entonces transferida a una mezcladora de espuma, y se añadió el tensoactivo espumante ZONOSEAL 3000, en cantidades variables. La composición fue agitada a alta velocidad por 15-30 segundos, mientras la formación de espuma fue completa. Para ciertas composiciones que comprendieron fibra de vidrio, las fibras de vidrio fueron mezcladas a mano en la composición con una espátula. Se midieron las resistencias a la tracción de las composiciones de cemento curadas de conformidad con CRD-C 260-01. La Composición de Muestra No. 14 comprendió cemento de Clase G, 49.45 % bwoc de agua de mar, 35 % bwoc de SSA_1, 2.5 % de ZONESEAL 3000 por peso del agua, 0.49 galones/saco de solución al 33 % de CaCl2, y sin fibras de vidrio. La Composición de Muestra No. 15 comprendió cemento de Clase G, 49.45 % bwoc de agua de mar, 35 % bwoc de SSA-1, 2.5 % de ZONESEAL 3000 por peso del agua, 1.84 litros /saco de solución al 33 % de CaCl2, y 14.35 % de fibras de vidrio CEM-FIL® HP por volumen de la lechada
espumada.
La Composición de Cemento No. 16, comprendió cemento de Clase G, 49.45 % bwoc de agua de mar, 35 %
bwoc de SSA-1, 2.5 % de ZONESEAL 3000 por peso del agua,
1.84 litros /saco de solución al 33 % de CaCl2, y 28.67 %
de fibras de vidrio CEM-FIL® por volumen de la lechada de
cemento espumada .
La Composición de Muestra No. 17, comprendió
cemento de Clase G, 49.45 % bwoc de agua de mar, 35 % bwoc de SSA-1, l".5 % de ZONESEAL 3000 por peso del agua,
2.44 litros /saco de solución al 33 % de CaCl2, y 14.35 %
de fibras de vidrio CEM-FIL® HP por volumen de la lechada de cemento espumada.
La Composición de Muestra No. 18 comprendió cemento
1 i- - ' de Clase G, 129.66 % bwoc de agua de mar, 22.5 % bwoc de
SSA-1, 7.59 litros /saco de MICROBLOCK, 0.86 litros /saco
de ECONOLITE®, y ninguna fibra de vidrio. La Composición de Muestra No. 19, comprendió
cemento de Clase G, 129.66 % bwoc de agua de mar, 22.5 %
bwoc de SSA-1, 7.59 " litros ' /saco de MICROBLOCK, 0.86 litros /saco ' de ECONOLITE, y 30 % de fibras de vidrio
CEM-FIL® HP por volumen de la lechada de cemento. La Composición de Muestra No. 20 comprendió cemento de Clase G, 129.66 % bwoc de agua de mar, 22.5 % bwoc de SSA-1, 2.02 galones/saco de MICROBLOCK, 1.72 litros /saco de ECONOLITE, y 30 % de fibras de vidrio CEM-FIL® HP por volumen de la lechada de cemento. Las composiciones de muestra fueron curadas bajo una variedad de condiciones de curado, expuestas posteriormente. Las Condiciones de Curado A consistieron de curado a temperatura ambiente por 2 a 3 días, seguido por curado a 60 °C en un baño de agua por 3 días. Las Condiciones de Curado B consistieron de curado a temperatura ambiente por 2 a 3 días, seguido por curado a 160 °C y 211 Kg/cm2 por 3 días. Las Condiciones de Curado C consistieron de curado a temperatura ambiente por 2 a 3 días, seguido por curado a 130 °C y 211 Kg/c 2 por 3 días. Las condiciones de Curado D consistieron de curado a temperatura ambiente por 2 a 3 días, seguido por curado a 120 °C y 211 Kg/cm2 por 3 días. Las condiciones de Curado E consistieron de curado a temperatura ambiente por 2 a 3 días, seguido por curado a 110 °C y 211 Kg/cm2 por 3 días. La resistencia a la tracción exhibida por las composiciones de muestra después de curado bajo las varias condiciones de curado se resumen en la Tabla 3, posterior. TABLA 3
F = Condiciones de curado G = Densidad de lechada de cemento sin espumar
(g/D H = Densidad de lechada de cemento espumada (g/l] I = Resistencia a la tracción (Kg/cm2) Como se muestra en la Tabla 3, la inclusión de fibras de vidrio AR mejoró las resistencias a la tracción de ambas composiciones de cemento espumada y sin espumar. EJEMPLO 4 Se efectuaron pruebas de resistencia al impacto sobre composiciones de cemento de muestra que comprendieron cemento de Clase H, 39.4 % bwoc de agua, y 0.25 % bwoc de FWCA™. Se añadieron fibras a ciertas composiciones de cemento, entre 500 y 2000 rpm, después de que las composiciones de cemento habían sido preparadas de acuerdo a la Práctica 10B Recomendada por API, 22ava. Edición, Diciembre de 1997. Para ciertas composiciones, las fibras fueron recubiertas con un tensoactivo (monooleato de sorbitol mezclado con alcohol isopropílico ("IPA") en una proporción de 1:1 en peso). La mezcla de IPA- onoleato de sorbitol se aplicó entonces a algunas de las fibras en una cantidad suficiente para recubrir las fibras con un peso neto de 0.5 %, 1.5 %, o 3.0 % de monooleato de sorbitol. Las fibras recubiertas fueron agitadas por movimientos de rotación toda la noche, y el IPA se dejó evaporar en una campana de laboratorio. Las composiciones de cemento de muestra fueron curadas ya sea en un baño de agua a 190 ° por 72 horas ("Método A") o en una autoclave a 87.78 °C por 72 horas bajo 211 Kg/cm2 ("Método B") . Se midieron las resistencias a la compresión de conformidad don la API Recommended Practice 10B. Se midieron las resistencias a la tracción de conformidad con CRD-260-01. Las pruebas de resistencia al impacto se efectuaron con un Gardner Impact Tester, Model # 5510, fabricado por Paul N. Gardner Co. Inc., de Lauderdale-by-the-sea, Florida. El peso de caída comprendió un cilindro de metal de 2 libras que tenía un diámetro de bola de 0.5 % . Se desarrolló un procedimiento que se proporcionó para diferenciación de composiciones de muestra que tenían diferentes resistencias al impacto. Primero, las composiciones de cemento de muestra fueron vertidas con moldes de bronce de 5 cm x 5 cm x 5 cm y se curaron ya sea por el Método A o por el Método B anterior. Una vez retiradas del molde, las composiciones de cemento de muestra curadas fueron sumergidas en agua hasta la prueba. El lado liso de las composiciones de cemento de muestra curadas fue colocado sobre la placa teñida del probador de impacto. Mientras que la composición de cemento curada fue retenida en su lugar, el peso de caída fue elevado a una altura de aproximadamente 15 pulgadas en el tubo guía, luego se dejó caer libremente. Si la composición de cemento de muestra curada no se fraccionó en piezas separadas, el peso de caída fue elevado otra vez y dejado caer sobre la mancha del impacto en el campo de aplicación como anteriormente. Si la composición de cemento de muestra curada permaneció sin fractura después de 9 impactos, la altura de la cual el peso de caída iba a caer se aumentó a 20 pulgadas. Se repitió el proceso, y si la composición de cemento de muestra curada sobrevivió a 9 impactos desde 20 pulgadas, la altura de caida entonces se incrementó a 30 pulgadas, y se repitió el agente de proceso. Los resultados de la prueba se exponen en la Tabla siguiente.
TABLA 4
TABLA 4 Continuación)
*bwoc **Una gota desde una altura de 40 pulgadas
C = Fibras de lana acerada D = Concentración de fibra E = Concentración de tensoactivo F = Densidad de la lechada de cemento. G |= Método de curado H = Impactos a partir de 38 cm I = Impactos a partir de 51 cm J = Impactos a partir de 76 cm K = Resistencia a la compresión (Kg/cm2) L = Resistencia a la tracción (Kg/cm2) N.D. = indica que la resistencia a la tracción de una composición de muestra particular no fue determinada.
El Ejemplo 4 demuestra, inter alia, que composiciones de cemento de la presente invención que comprenden fibras de lana acerada posee resistencias al impacto deseables, y que la aplicación del recubrimiento a las fibras de lana acerada puede incrementar adicionalmente la resistencia al impacto de una composición de cemento. EJEMPLO 5 Se prepararon una variedad de composiciones de cemento de muestra como sigue. Se preparó la Composición de Muestra No. 29 se preparó de conformidad con la API Recommended Practice 10B, 22ava edición, Diciembre de 1997, mezclando 56 % bwoc de cemento de Clase H, 22 % bwoc de POZMIX®, 22 % bwoc de sílice pirógena, y 2 % bwoc de bentonita. Esta mezcla se añadió entonces a 112.6 % bwoc de agua y 0.47 litros de D-AIR 300L por saco de cemento de Clase H. Se preparó la Composición de Muestra No. 30 de manera similar a la Composición de Muestra No. 29, excepto que se añadió 1 % de fibras de carbón a la mezcla sólida de cemento, POZMIX® A, sílice pirógena, y bentonita. Las fibras de carbón se suministraron de Halliburton Energy Services, Inc., bajo el nombre comercial de "FDP C684-03". Después de adición de las fibras de carbón a la mezcla sólida, y después de adición de agua y de fibras de vidrio D-AIR 3000L, 1 % bwoc de CEM-FIL HD grado AR, se mezclaron a mano en la composición. Se preparó la Composición de Muestra No. 31 de manera similar a la Composición de Muestra No. 30, excepto que las fibras de vidrio CEM-FIL HD de grado AR se añadieron en el cemento de 2 % bwoc. Se preparó la Composición de Muestra No. 32 de manera similar a la Composición de Muestra No. 31, excepto que las fibras de vidrio CEM-FIL HD de grado AR se añadieron en el cemento al 4 % bwoc. Se midieron la resistencia a la compresión y la resistencia a la tracción de las composiciones de cemento de acuerdo a los procedimientos descritos anteriormente, y se exponen en la tabla siguiente.
TABLA 5
Composición de muestra Resistencia a Resistencia a la compresión la tracción (Kg/cm2) (Kg/cm2) Composición de muestra 85 6 No.29 Composición de muestra 103 18 No. 30 Composición de muestra 110 12 No. 31 Composición de muestra 91 12 No. 32
El Ejemplo 5 demuestra, inter alia, que las composiciones de cemento de la presente invención que comprenden una mezcla de fibras de carbón y de fibras de vidrio poseen resistencia a la compresión y resistencia ala tracción deseables. EJEMPLO 6 Se prepararon las composiciones de cemento de muestra que comprenden cemento de Clase H, 15 % bwoc de sílice pirógena, 25 % bwoc de POZMIX®, 1 % bwoc de CFR-3, y 0.05 galones de D-AIR 3 por saco de cemento de Clase H.
Las composiciones de cemento de muestra comprendieron esferas de vidrio disponibles comercialmente de 3M Corporation of St . Paul, Minnesota, bajo el nombre comercial SCOTCHLITE K46, en cantidades diferentes. Se añadió mica a algunas de las composiciones de muestra. La composición de muestra comprendió adicionalmente cantidades diferentes de agua. Las condiciones de curado de cada composición de muestra, junto con ciertas propiedades mecánicas se exponen en la Tabla siguiente. Cuando se efectuaron, la resistencia a la compresión y la resistencia a la tracción de las composiciones de cemento se llevaron a cabo de acuerdo a los procedimientos de prueba descritas previamente . TABLA 6
TABLA 6 (continuación)
N = Ninguno A = Nombre de mica B = Tamaño de partícula (micrones) C = Relación de aspecto D = % bwoc de mica E = % bwoc de perlas F = % bwoc de agua G = Densidad (ppg) H = Condiciones de curado I = Resistencia a la Tracción (Kg/cm2) J = Resistencia a la compresión (Kg/cm2) En la Tabla 6, "N.D." indica que la resistencia a la tracción de una composición de muestra particular no fueron determinadas, y "N.A.", indica que una medición particular no fue aplicable. El Ejemplo anterior demuestra, inter alia, que las composiciones de cemento de la presente invención que comprenden mica pueden ser adecuadas para uso en formaciones subterráneas . Por consiguiente, la presente invención se adapta bien para llevar a cabo los objetos y alcanzar la finalidad y las ventajas mencionadas así como también los que son inherentes a la presente. Aunque la invención ha sido expuesta y descrita con referencia a ciertas modalidades de la invención, una referencia tal no implica una limitación a la invención, y no se infiere una limitación tal. La invención es capaz de modificación, alternación, y equivalentes considerables, en forma y función, así ocurrirá a los expertos en las artes pertinentes y que tengan el beneficio de esta descripción. Las modalidades de la invención expuestas y descritas son solamente, y no son exhaustivas del alcance de la invención. Consecuentemente, se previo que sea limitada solamente por el espíritu y el alcance de las reivindicaciones anexas, dando total conocimiento a equivalentes en todos aspectos.
Claims (82)
1. Un método de cementación en una formación subterránea, caracterizado porque comprende: proporcionar una composición de cemento que comprenda agua, cemento y fibras metálicas no amorfas que tengan una relación de aspecto media en el intervalo desde aproximadamente 1.25 a aproximadamente 400; introducir la composición de cemento en una formación subterránea; y permitir a la composición de cemento fraguar ahí.
2. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el cemento es un cemento hidráulico.
3. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el cemento es un cemento de fosfato de calcio o un cemento de aluminato de calcio.
4. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el agua está presente en la composición de cemento en una cantidad suficiente para formar una lechada de cemento bombeable.
5. El método de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque el agua está presente en la composición de cemento en una cantidad en el intervalo desde aproximadamente 30 % a aproximadamente 180 % en peso del cemento.
6. El método de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque el agua está presente en una cantidad en el intervalo desde aproximadamente 40 % a aproximadamente 50 % en peso del cemento.
7. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque las fibras metálicas no amorfas comprenden fibras de acero trituradas, fibras de acero inoxidable, fibras de titanio, fibras de niquel, fibras de cobre amarillo, fibras de bronce, o una mezcla de éstas .
8. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque las fibras metálicas no amorfas comprenden carbón, presente en una cantidad en un intervalo desde aproximadamente 0.06 % a aproximadamente 0.11 % en peso.
9. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque las fibras metálicas no amorfas están presentes en una cantidad en el intervalo desde aproximadamente 0.5 % a aproximadamente 10 % en peso del cemento.
10. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque las fibras metálicas no amorfas tienen una longitud media en el intervalo desde aproximadamente 0.1 milímetros a aproximadamente 10 milímetros .
11. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque las fibras metálicas no amorfas tienen un diámetro medio en el intervalo desde aproximadamente 0.025 a aproximadamente 0.10 milímetros.
12. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque las fibras metálicas no amorfas tienen una relación de aspecto en el intervalo desde aproximadamente 15 a aproximadamente 200.
13. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque las fibras metálicas no amorfas mejoran la resistencia a la compresión y la resistencia a la tracción de la composición de cemento.
14. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque las fibras metálicas no amorfas están recubiertas con un tensoactivo.
15. El método de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque el tensoactivo comprende un material orgánico hidrofóbico.
16. El método de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado porque el material orgánico hidrofóbico comprende mono-oleato de sorbitol, tri-oleato de sorbitol, o mezclas de éstos.
17. El método de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque el recubrimiento está presente sobre las fibras metálicas no amorfas en una cantidad en el intervalo desde aproximadamente 0.5 % a aproximadamente 5 % en peso de las fibras.
18. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la composición de cemento comprende adicionalmente cenizas volátiles, un compuesto de sílice, un aditivo de control de pérdida de fluido, un material de pérdida de circulación, un tensoactivo, un dispersante, un acelerador, un retardador, una sal, un agente acondicionador de la formación, un aditivo de prevención de la sedimentación, sílice pirógena, bentonita, una microesfera, o un agente lastrante.
19. Un método de cementación en una formación subterránea, caracterizado porque comprende: proporcionar una composición de cemento que comprenda agua, cemento, y fibras de vidrio, que tenga una relación de aspecto media en el intervalo desde aproximadamente 1.25 a aproximadamente 5,000; introducir la composición de cemento en una formación subterránea; y permitir que la composición de cemento fragüe ahí.
20. El método de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado porque el cemento es un cemento hidráulico.
21. El método de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado porque el cemento es un cemento de fosfato de calcio o un cemento de aluminato de calcio.
22. El método de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado porque el agua está presente en una cantidad suficiente para formar una lechada de cemento bombeable.
23. El método de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado porque el agua está presente en una cantidad en el intervalo desde aproximadamente 30 % a aproximadamente 180 % en peso del cemento.
24. El método de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado porque el agua está presente en una cantidad en el intervalo desde aproximadamente 40 % a aproximadamente 50 % en peso del cemento.
25. El método de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado porque las fibras de vidrio son fibras de vidrio resistentes al álcali que comprenden óxido de zirconio.
26. El método de conformidad con la reivindicación 25, caracterizado porque el óxido de zirconio está presente en las fibras de vidrio resistentes al álcali en una cantidad en el intervalo desde aproximadamente 0.01 % a aproximadamente 15 % en peso.
27. El método de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado porque las fibras de vidrio están presentes en una cantidad en el intervalo desde aproximadamente 0.5 % a aproximadamente 20 % en peso del cemento .
28. El método de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado porque las fibras de vidrio tienen una longitud media en el intervalo desde aproximadamente 0.5 milímetros a aproximadamente 13 milímetros.
29. El método de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado porque las fibras de vidrio tienen un diámetro en el intervalo desde aproximadamente 10 a aproximadamente 400 micrones.
30. El método de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado porque las fibras de vidrio han sido recubiertas con un polimero basado en ácido acrílico.
31. El método de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado porque las fibras de vidrio tienen una relación de aspecto media en el intervalo desde aproximadamente 10 a aproximadamente 1,000.
32. Un método de cementación en una formación subterránea, caracterizado porque comprende: proporcionar una composición de cemento que comprenda agua, cemento, y un mineral no fibroso, que tenga una relación de aspecto media de al menos 50;; introducir la composición de cemento en una formación subterránea; y permitir que la composición de cemento fragüe ahí.
33. El método de conformidad con la reivindicación 32, caracterizado porque el cemento es un cemento hidráulico.
34. El método de conformidad con la reivindicación 32, caracterizado porque el cemento es un cemento de fosfato de calcio o un cemento de aluminato de calcio.
35. El método de conformidad con la reivindicación 32, caracterizado porque el agua está presente en una cantidad suficiente para formar una lechada de cemento bombeable.
36. El método de conformidad con la reivindicación 32, caracterizado porque el agua está presente en una cantidad en el intervalo desde aproximadamente 30 % a aproximadamente 180 % en peso del cemento.
37. El método de conformidad con la reivindicación 32, caracterizado porque el agua está presente en una cantidad en el intervalo desde aproximadamente 40 % a aproximadamente 50 % en peso del cemento.
38. El método de conformidad con la reivindicación 32, caracterizado porque el mineral no fibroso tiene una estructura estratificada.
39. El método de conformidad con la reivindicación 32, caracterizado porque el mineral no fibroso tienen una estructura aplanada.
40. El método de conformidad con la reivindicación 32, caracterizado porque el mineral no fibroso comprende mica, vermiculita, o mezclas de éstas.
41. El método de conformidad con la reivindicación 32, caracterizado porque el mineral no fibroso es mica que tiene una relación de aspecto media en el intervalo desde aproximadamente 50 a aproximadamente 250.
42. La composición de cemento para uso en una formación subterránea, caracterizada porque comprende cemento, agua, y fibras metálicas no amorfas que tienen una relación de aspecto media en el intervalo desde aproximadamente 1.25 a aproximadamente 400.
43. La composición de cemento de conformidad con la reivindicación 42, caracterizada porque el cemento es un cemento hidráulico.
44. La composición de cemento de conformidad con la reivindicación 43, caracterizada porque el cemento hidráulico es un cemento de fosfato de calcio o un cemento de aluminato de calcio.
45. La composición de cemento de conformidad con la reivindicación 42, caracterizado porque el agua está presente en una cantidad suficiente para formar una lechada de cemento bombeable .
46. La composición de cemento de conformidad con la reivindicación 42, caracterizada porque el agua está presente en una cantidad en el intervalo desde aproximadamente 30 % a aproximadamente 180 % en peso del cemento.
47. La composición de cemento de conformidad con la reivindicación 42, caracterizada porque el agua está presente en una cantidad en el intervalo desde aproximadamente 40 % a aproximadamente 50 % en peso del cemento .
48. La composición de cemento de conformidad con la reivindicación 42, caracterizado porque las fibras metálicas no amorfas comprenden fibras de acero trituradas, fibras de acero inoxidable, fibras de cobre amarillo, fibras de bronce, fibras de níquel, fibras de titanio, o una mezcla de las mismas.
49. La composición de cemento de conformidad con la reivindicación 42, caracterizada porque las fibras metálicas no amorfas comprenden carbón presente en una cantidad en el intervalo desde aproximadamente 0.06 % a aproximadamente 0.11 % en peso.
50. La composición de cemento de conformidad con la reivindicación 42, caracterizada porque las fibras metálicas no amorfas están presentes en una cantidad en el intervalo desde aproximadamente 0.5 % a aproximadamente 10 % en peso del cemento.
51. La composición de cemento de conformidad con la reivindicación 42, caracterizada porque las fibras metálicas no amorfas tienen una longitud media en el intervalo desde aproximadamente 0.1 milímetros a aproximadamente 10 milímetros.
52. La composición de cemento de conformidad con la reivindicación 42, caracterizada porque las fibras metálicas no amorfas tienen un diámetro medio en el intervalo desde aproximadamente 0.025 milímetros a aproximadamente 0.10 milímetros.
53. La composición de cemento de conformidad con la reivindicación 42, caracterizada porque las fibras metálicas no amorfas tienen una relación de aspecto media en el intervalo desde aproximadamente 15 a aproximadamente 200.
54. La composición de cemento de conformidad con la reivindicación 42, caracterizada porque las fibras metálicas no amorfas mejoran la resistencia a la compresión y la resistencia a la tracción de la composición de cemento.
55. La composición de cemento de conformidad con la reivindicación 42, caracterizada porque las fibras metálicas no amorfas son recubiertas con un tensoactivo.
56. La composición de cemento de conformidad con la reivindicación 55, caracterizada porque el tensoactivo comprende un material orgánico hidrofóbico .
57. La. composición de cemento de conformidad con la reivindicación 56, caracterizada porque el material orgánico hidrofóbico comprende mono-oleato de sorbitol, tri-oleato de sorbitol, o mezclas de los mismos.
58. La composición de cemento de conformidad con la reivindicación 55, caracterizada porque el recubrimiento está presente en las fibras metálicas no amorfas en una cantidad en el intervalo desde aproximadamente 0.5 % a aproximadamente 5 % en peso de las fibras.
59. La composición de cemento de conformidad con la reivindicación 42, caracterizada porque la composición de cemento comprende adicionalmente cenizas volátiles, un compuesto de sílice, un aditivo de control de pérdida de fluido, un material de pérdida de circulación, un tensoactivo, un dispersante, un acelerador, un retardador, una sal, un agente acondicionador de la formación, un aditivo de prevención de sedimentación, sílice pirógena, bentonita, una microesfera, o un material lastrante.
60. Una composición de cemento para uso en una formación subterránea, caracterizada porque comprende cemento, agua y fibras de vidrio ' que tengan una relación de aspecto media en el intervalo desde aproximadamente 1.25 a aproximadamente 5,000.
61. La composición de cemento de conformidad con la reivindicación 60, caracterizada porque el cemento es un cemento hidráulico.
62. La composición de cemento de conformidad- con la reivindicación 60, caracterizada porque el cemento es un cemento de fosfato de calcio o un cemento de aluminato de calcio.
63. La composición de cemento de conformidad con la reivindicación 60, caracterizado porque el agua está presente en una cantidad suficiente para formar una lechada de cemento bombeable.
64. La composición de cemento de conformidad con la reivindicación 60, caracterizada porque el agua está presente en una cantidad en el intervalo desde aproximadamente 30 % a aproximadamente 180 % en peso del cemento .
65. La composición de cemento de conformidad con la reivindicación 60, caracterizada porque el agua está presente en una cantidad en el intervalo desde aproximadamente 40 % a aproximadamente 50 % en peso del cemento.
66. La composición de cemento de conformidad con la reivindicación 60, caracterizado porque las fibras de vidrio son fibras de vidrio resistentes al álcali que comprenden óxido de zirconio.
67. La composición de cemento de conformidad con la reivindicación 60, caracterizada porque el óxido de zirconio está presente en las fibras de vidrio no amorfas en una cantidad en el intervalo desde aproximadamente 0.01 % a aproximadamente 15 % en peso.
68. La composición de cemento de conformidad con la reivindicación 60, caracterizada porque las fibras de vidrio están presentes en una cantidad en el intervalo desde aproximadamente 0.5 % a aproximadamente 20 % en peso del cemento.
69. La composición de cemento de conformidad con la reivindicación 60, caracterizada porque las fibras de vidrio tienen una longitud media en el intervalo desde aproximadamente 0.5 milímetros a aproximadamente 13 milímetros.
70. La composición de cemento de conformidad con la reivindicación 60, caracterizada porque las fibras de vidrio tienen un diámetro medio en el intervalo desde aproximadamente 10 a aproximadamente 400 micrones.
71. La composición de cemento de conformidad con la reivindicación 60, caracterizada porque las fibras de vidrio han sido recubiertas con un polímero basado en ácido acrílico.
72. La composición de cemento de conformidad con la reivindicación 60, caracterizada porque las fibras de vidrio tienen una relación de aspecto media en el intervalo desde aproximadamente 10 a aproximadamente 1,000.
73. Una composición de cemento para uso en una formación subterránea, caracterizada porque comprende cemento, agua, y un mineral no fibroso que tiene una relación de aspecto media de al menos aproximadamente 50.
74. La composición de cemento de conformidad con la reivindicación 73, caracterizada porque el cemento es un cemento hidráulico.
75. La composición de cemento de conformidad con la reivindicación 73, caracterizada porque el cemento es un cemento de fosfato de calcio o un cemento de aluminato de calcio.
76. La composición de cemento de conformidad con la reivindicación 73, caracterizado porque el agua está presente en una cantidad suficiente para formar una lechada de cemento bombeable.
77. La composición de cemento de conformidad con la reivindicación 73, caracterizada porque el agua está presente en una cantidad en el intervalo desde aproximadamente 30 % a aproximadamente 180 % en peso del cemento.
78. La composición de cemento de conformidad con la reivindicación 73, caracterizada porque el agua está presente en una cantidad en el intervalo desde aproximadamente 40 % a aproximadamente 50 % en peso del cemento .
79. La composición de cemento de conformidad con la reivindicación 73, caracterizada porque el mineral no fibroso tiene una estructura estratificada.
80. La composición de cemento de conformidad con la reivindicación 73, caracterizada porque el mineral no fibroso tiene una estructura aplanada.
81. La composición de cemento de conformidad con la reivindicación 73, caracterizada porque el mineral no fibroso comprende mica, vermiculita, o una mezcla de las mismas .
82. La composición de cemento de conformidad con la reivindicación 73, caracterizada porque el mineral no fibroso es mica que tenga una relación de aspecto media en el intervalo desde aproximadamente 50 a aproximadamente 250.
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