NO20120353A1 - Sonically activated stiffenable mixture and method using the same - Google Patents

Sonically activated stiffenable mixture and method using the same Download PDF

Info

Publication number
NO20120353A1
NO20120353A1 NO20120353A NO20120353A NO20120353A1 NO 20120353 A1 NO20120353 A1 NO 20120353A1 NO 20120353 A NO20120353 A NO 20120353A NO 20120353 A NO20120353 A NO 20120353A NO 20120353 A1 NO20120353 A1 NO 20120353A1
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
mixture
cement
accordance
activator
capsule
Prior art date
Application number
NO20120353A
Other languages
Norwegian (no)
Inventor
Samuel J Lewis
Original Assignee
Halliburton Energy Serv Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US12/547,286 external-priority patent/US20110048697A1/en
Priority claimed from US12/547,281 external-priority patent/US8047282B2/en
Application filed by Halliburton Energy Serv Inc filed Critical Halliburton Energy Serv Inc
Publication of NO20120353A1 publication Critical patent/NO20120353A1/en

Links

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH DRILLING; MINING
    • E21BEARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B33/00Sealing or packing boreholes or wells
    • E21B33/10Sealing or packing boreholes or wells in the borehole
    • E21B33/13Methods or devices for cementing, for plugging holes, crevices, or the like
    • E21B33/14Methods or devices for cementing, for plugging holes, crevices, or the like for cementing casings into boreholes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B20/00Use of materials as fillers for mortars, concrete or artificial stone according to more than one of groups C04B14/00 - C04B18/00 and characterised by shape or grain distribution; Treatment of materials according to more than one of the groups C04B14/00 - C04B18/00 specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone; Expanding or defibrillating materials
    • C04B20/10Coating or impregnating
    • C04B20/1018Coating or impregnating with organic materials
    • C04B20/1029Macromolecular compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/02Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B40/00Processes, in general, for influencing or modifying the properties of mortars, concrete or artificial stone compositions, e.g. their setting or hardening ability
    • C04B40/06Inhibiting the setting, e.g. mortars of the deferred action type containing water in breakable containers ; Inhibiting the action of active ingredients
    • C04B40/0641Mechanical separation of ingredients, e.g. accelerator in breakable microcapsules
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K8/00Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
    • C09K8/42Compositions for cementing, e.g. for cementing casings into boreholes; Compositions for plugging, e.g. for killing wells
    • C09K8/46Compositions for cementing, e.g. for cementing casings into boreholes; Compositions for plugging, e.g. for killing wells containing inorganic binders, e.g. Portland cement
    • C09K8/467Compositions for cementing, e.g. for cementing casings into boreholes; Compositions for plugging, e.g. for killing wells containing inorganic binders, e.g. Portland cement containing additives for specific purposes
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH DRILLING; MINING
    • E21BEARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/003Vibrating earth formations
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH DRILLING; MINING
    • E21BEARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B47/00Survey of boreholes or wells
    • E21B47/005Monitoring or checking of cementation quality or level

Abstract

Foreliggende oppfinnelse angår et system og en fremgangsmåte for sonisk å aktivere sementoppslemminger. Ved enkelte implementeringer inkluderer en fremgangsmåte for å behandle en underjordisk formasjon, å plassere en stivnbar blanding inkludert en kapsel i et brønnhull. Kapselen blir benyttet til å øke stivningsraten som respons på i det minste soniske signaler. Et sonisk signal blir overført til i det minste en del av den stivnbare blanding for å frigi en aktivatorfra kapselen. Ved enkelte implementeringer inkluderer en blanding for å behandle en underjordisk formasjon, en stivnbar blanding og en aktivator. Aktivatoren blir frigitt som respons på et sonisk signal for å initiere stivning av den stivnbare blanding.The present invention relates to a system and method for sonically activating cement slurries. In some implementations, a method of treating an underground formation includes placing a stiffenable mixture including a capsule in a wellbore. The capsule is used to increase the stiffening rate in response to at least sonic signals. A sonic signal is transmitted to at least a portion of the stiffenable mixture to release an activator from the capsule. In some implementations, a mixture for treating an underground formation includes a stiffenable mixture and an activator. The activator is released in response to a sonic signal to initiate stiffening of the stiffenable mixture.

Description

Sonisk aktivert stivnbare blandinger og fremgangsmåte for å aktivere slike Sonically activated curable mixtures and method of activating such

Teknisk område Technical area

Foreliggende oppfinnelse angår sementeringsoperasjoner og mer spesifikt til sonisk aktivering av stivnbare blandinger, samt fremgangsmåte til sonisk å aktivere sementblandinger. The present invention relates to cementing operations and more specifically to the sonic activation of hardenable mixtures, as well as methods for sonically activating cement mixtures.

Bakgrunn Background

Enkelte brønnhull, for eksempel slike som enkelte olje- og gassbrønner, er foret med foringsrør. Foringsrørene stabiliserer sidene av brønnhullet. Ved sementeringsoperasjoner blir sement ført ned i brønnhullet og inn i ringrommet mellom foringsrør og den omliggende grunn. Sementen sikrer foringsrøret i brønnhullet og hindrer fluider fra å strømme vertikalt i ringrommet mellom foringsrør og den omliggende grunn. Forskjellige sementformuleringer er blitt laget for en rekke av brønnbetingelser som kan være over omgivelsestemperatur og trykk. Ved sammensetning av en sementformulering kan et antall potensielle blandinger bli evaluert for å bestemme deres mekaniske egenskaper under forskjellige betingelser. Certain well holes, such as certain oil and gas wells, are lined with casing. The casings stabilize the sides of the wellbore. During cementing operations, cement is brought down the wellbore and into the annulus between the casing and the surrounding ground. The cement secures the casing in the wellbore and prevents fluids from flowing vertically in the annulus between the casing and the surrounding ground. Different cement formulations have been made for a range of well conditions which may be above ambient temperature and pressure. When composing a cement formulation, a number of potential mixtures can be evaluated to determine their mechanical properties under different conditions.

Oppsummering Summary

Foreliggende oppfinnelse angår et system og en fremgangsmåte for sonisk å aktivere sementoppslemminger. Ved enkelte implementeringer inkluderer en fremgangsmåte for å behandle en underjordisk formasjon, å posisjonere en stivn ba r blanding inkludert en kapsel i brønnhullet. Kapselen blir benyttet til å øke stivningsraten som respons på i det minste soniske signaler. Et sonisk signal blir overført til i det minste en del av den stivnbare blanding for å frigi en aktivatorfra kapselen. The present invention relates to a system and a method for sonically activating cement slurries. In some implementations, a method of treating a subterranean formation includes positioning a solid base mixture including a capsule in the wellbore. The capsule is used to increase the hardening rate in response to at least sonic signals. A sonic signal is transmitted to at least a portion of the curable mixture to release an activator from the capsule.

Detaljene av én eller flere utførelsesformer av oppfinnelsen er fremsatt i de vedlagte teninger og beskrivelsen nedenfor. Andre trekk, objekter og fordeler av oppfinnelsen vil være åpenbar fra beskrivelse, figurer og fra patentkravene. The details of one or more embodiments of the invention are presented in the attached drawings and the description below. Other features, objects and advantages of the invention will be obvious from the description, figures and from the patent claims.

Ved enkelte implementeringer inkluderer en blanding for å behandle en underjordisk formasjon en stivnbar blanding og en aktivator. Aktivatoren blir frigitt som respons på et sonisk signal for å initiere stivning av den stivnbare blanding. In some implementations, a composition for treating a subterranean formation includes a curable composition and an activator. The activator is released in response to a sonic signal to initiate solidification of the curable mixture.

I henhold til ett aspekt av foreliggende oppfinnelse tilveiebringes det en fremgangsmåte omfattende å posisjonere stivnbare blandinger i et brønnhull samt å overføre et sonisk signal i den stivnbare blanding for å initiere stivning, ved bruk av en mekanisme direkte responsiv til det soniske signal. According to one aspect of the present invention, there is provided a method comprising positioning solidifiable mixtures in a wellbore and transmitting a sonic signal in the solidifiable mixture to initiate solidification, using a mechanism directly responsive to the sonic signal.

Fremgangsmåten er egnet til stivning av en stivnbar blanding. Således, ved et annet aspekt av foreliggende oppfinnelse, tilveiebringes en fremgangsmåte for å stivne en stivnbar blanding, omfattende å posisjonere den stivnbare blanding i et brønnhull samt å overføre et sonisk signal i den stivnbare blanding for å initiere stivning ved bruk av en mekanisme direkte responsiv til det soniske signal. The method is suitable for solidifying a solidifiable mixture. Thus, in another aspect of the present invention, there is provided a method of solidifying a curable mixture comprising positioning the curable mixture in a wellbore and transmitting a sonic signal into the curable mixture to initiate solidification using a direct responsive mechanism to the sonic signal.

Ved et annet aspekt tilveiebringes en fremgangsmåte for å behandle en underjordisk formasjon omfattende å plassere en stivnbar blanding inkludert en kapsel i et brønnhull, idet kapselen blir benyttet til å øke stivningsraten som respons på et sonisk signal, samt å overføre det soniske signal til i det minste en del av den stivnbare blanding for å frigi en aktivator fra kapselen, idet aktivatoren er konfigurert til å øke stivningsraten av den stivnbare blanding. In another aspect, there is provided a method of treating a subterranean formation comprising placing a solidifiable mixture including a capsule in a wellbore, the capsule being used to increase the rate of solidification in response to a sonic signal, and transmitting the sonic signal to the at least a portion of the settable composition to release an activator from the capsule, the activator being configured to increase the rate of setting of the settable mixture.

Ved et ytterligere aspekt tilveiebringes en fremgangsmåte for å sementere i en underjordisk formasjon omfattende å plassere en sementblanding inneholdende en kapsel i et brønnhull, idet kapselen innkapsler en aktivator konfigurert til å øke stivningsraten av den stivnbare blanding samt å overføre et sonisk signal til i det minste en del av sementblandingen for å frigi aktivatoren fra den innkapslende kapsel. In a further aspect, there is provided a method of cementing in a subterranean formation comprising placing a cement mixture containing a capsule in a wellbore, the capsule encapsulating an activator configured to increase the rate of solidification of the hardenable mixture and to transmit a sonic signal to at least part of the cement mixture to release the activator from the encapsulating capsule.

Ved et ytterligere aspekt tilveiebringes det en blanding for å behandle et brønnhull omfattende en stivnbar blanding, og enten: (i) En aktivator, idet aktivatoren blir frigitt som respons på et sonisk signal for å initiere stivning av den stivnbare blanding, eller (ii) En stivningsretardator idet stivningsretardatoren responderer på et sonisk signal til å In a further aspect, there is provided a composition for treating a wellbore comprising a curable mixture, and either: (i) An activator, the activator being released in response to a sonic signal to initiate solidification of the curable mixture, or (ii) A setting retarder in that the setting retarder responds to a sonic signal to

akselerere stivning av den stivnbare blanding. accelerate hardening of the hardenable mixture.

Således, ved ett aspekt tilveiebringer foreliggende oppfinnelse en blanding for å behandle et brønnhull omfattende en stivnbar blanding og en aktivator, idet aktivatoren blir frigitt som respons på et sonisk signal til å initiere stivning av den stivnbare blanding. Thus, in one aspect, the present invention provides a composition for treating a wellbore comprising a curable mixture and an activator, the activator being released in response to a sonic signal to initiate solidification of the curable mixture.

Ved et annet aspekt tilveiebringer foreliggende oppfinnelse en blanding for å behandle et brønnhull omfattende en stivnbar blanding og en stivningsretardator, idet stivningsretardatoren responderer på et sonisk signal til å akselerere stivning av den stivnbare blanding. In another aspect, the present invention provides a composition for treating a wellbore comprising a settable mixture and a setting retarder, the setting retarder being responsive to a sonic signal to accelerate setting of the settable mixture.

Beskrivelse av figurer Description of figures

Figur 1 er et eksempel på brønnsystem for å produsere fluider fra en produksjonssone. Figure 1 is an example of a well system for producing fluids from a production zone.

Figur 2a og 2B er eksempler på sementeringsprosesser i et brønnsystem av figur 1. Figures 2a and 2B are examples of cementing processes in a well system of Figure 1.

Figur 3A og 3B illustrerer et eksempel på en aktiveringsinnretning for å aktivere sementoppslemming i et brønnhull, Figures 3A and 3B illustrate an example of an activation device for activating cement slurry in a wellbore,

Figur 4A og 4B illustrerer eksempelprosesser for å frigi aktivatorer i sementoppslemminger. Figures 4A and 4B illustrate exemplary processes for releasing activators into cement slurries.

Figur 5 er et flytskjema som illustrerer en eksempel metode for å aktivere en avsatt sementoppslemming. Figure 5 is a flowchart illustrating an example method for activating a deposited cement slurry.

Figur 6 er et flytskjema som viser en eksempelmetode for å fabrikkere kapsler, Figure 6 is a flow chart showing an example method of fabricating capsules,

Figur 7 A-F viser eksempelkapsler for å aktivere en sementoppslemming i systemet av figur 1. Figur 8 er et annet eksempel på et brønnsystem for å produsere fluider fra en produksjonssone, og Figurene 9A-H viser eksempel-grafer som demonstrer virkning av soniske signaler på sementoppslemminger. Figures 7A-F show example capsules for activating a cement slurry in the system of Figure 1. Figure 8 is another example well system for producing fluids from a production zone, and Figures 9A-H show example graphs demonstrating the effect of sonic signals on cement slurries. .

Like henvisningstall i de forskjellige tegninger indikerer like elementer. Like reference numbers in the different drawings indicate like elements.

Detaljert beskrivelse Detailed description

Foreliggende oppfinnelse angår ett teller flere brønnsystemer som har «på kommando» sementleveringssystemer som selektivt kontrollerer stivning av sementoppslemming. For eksempel kan det beskrevne system benytte sonisk bestråling (for eksempel ultralyd, terahertz) så som i området fra omtrent 20 Hz til 2 MHz, for å frigi aktivatorer for å initiere eller akselerere sementstivning (se figur 1) og/ eller kan benytte ultralyd til direkte å aktivere eller akselerere sementoppslemminger (se figur 8). I enkelte tilfeller kan de beskrevne systemer inkludere en sementoppslemming og kapsler som frigir aktivatorer i sementoppslemmingen som respons på ultralyd. En aktivator inkluderer typisk ethvert kjemikalie som aktiverer og/ eller akselererer stivningsprosessen for en sementoppslemming i de beskrevne systemer. En aktivator kan også bremse eller på annen måte påvirke stivningsegenskapene til sementoppslemmingen. For eksempel kan de beskrevne systemer inkludere en eller flere av de følgende aktivatorer, natriumhydroksid, natriumkarbonat, kalsiumklorid, kalsiumnitritt, kalsium nitrat og/ eller andre. Ved enkelte implementeringer kan kapslene inkludere elementer som vesentlig innelukker en eller flere aktivatorer og som frigir aktivatoren i respons på i det minste soniske signaler. For eksempel kan det soniske signal bryte eller på annen måte danne en åpning i det innkapslende element for å frigi den ene eller de flere aktivatorer. The present invention relates to one or more well systems having "on command" cement delivery systems which selectively control solidification of cement slurry. For example, the disclosed system may use sonic irradiation (eg, ultrasound, terahertz) such as in the range of about 20 Hz to 2 MHz, to release activators to initiate or accelerate cement setting (see Figure 1) and/or may use ultrasound to directly to activate or accelerate cement slurries (see Figure 8). In some cases, the described systems may include a cement slurry and capsules that release activators in the cement slurry in response to ultrasound. An activator typically includes any chemical that activates and/or accelerates the setting process of a cement slurry in the described systems. An activator can also slow down or otherwise affect the setting properties of the cement slurry. For example, the described systems may include one or more of the following activators, sodium hydroxide, sodium carbonate, calcium chloride, calcium nitrite, calcium nitrate and/or others. In some implementations, the capsules may include elements that substantially enclose one or more activators and that release the activator in response to at least sonic signals. For example, the sonic signal may break or otherwise create an opening in the encapsulating member to release the one or more activators.

Med hensyn til direkte å aktivere sementoppslemminger kan de beskrevne systemer direkte påvirke sementoppslemmingene ved bruk av en eller flere mekanismer som er responsiv på soniske signaler. Den ene eller de flere forskjellige mekanismer kan inkludere å modifisere kjemiske egenskaper, frigi kjemikalier, modifisere fysikalske egenskaper (for eksempel partikkelstørrelse). Oppdatere driftsbetingelser (for eksempel trykk, temperatur), og/ eller andre mekanismer responsive på soniske signaler. For eksempel kan de beskrevne systemer benytte soniske signaler til direkte å minimer eller på annen måte redusere virkningen av hydrofobe overflateaktive midler, til for eksempel å gjøre det mulig for overflateaktive midler å komme inn i suspensjon og/ eller delvis hydratisert. I disse tilfeller kan de beskrevne systemer direkte aktivere sementoppslemminger ved bruk av soniske signaler uavhengig av innføring eller tilsetning av kjemikalier til sementoppslemmingen. I tillegg kan systemene inkludere fri radikale dopants i sementoppslemminger som autokatalytisk frigir fri radikaler som respons på i det minste ultrasoniske signaler. Alternativt eller i kombinasjon kan de soniske signaler trigge eller på annen måte aktivere en polymerisasjonsprosess i sementoppslemmingen for å tilveiebringe in situ polymerisasjon. Generelt inkluderer de beskrevne systemer en sementoppslemming i et ringrom formet mellom et foringsrør og et brønnhull, og når sementen har stivnet vil den holde foringsrøret på plass. Ved selektivt å kontrollere stivningen av en sementoppslemming, kan de beskrevne systemer tillate sementegenskapene å bli skreddersydd så snart sementoppslemming er blitt pumpet ned brønnhullet. With respect to directly activating cement slurries, the disclosed systems can directly affect the cement slurries using one or more mechanisms responsive to sonic signals. The one or more different mechanisms may include modifying chemical properties, releasing chemicals, modifying physical properties (eg particle size). Update operating conditions (eg pressure, temperature), and/or other mechanisms responsive to sonic signals. For example, the disclosed systems can use sonic signals to directly minimize or otherwise reduce the effect of hydrophobic surfactants, for example, to enable surfactants to enter suspension and/or partially hydrated. In these cases, the described systems can directly activate cement slurries using sonic signals regardless of the introduction or addition of chemicals to the cement slurry. In addition, the systems can include free radical dopants in cement slurries that autocatalytically release free radicals in response to at least ultrasonic signals. Alternatively or in combination, the sonic signals can trigger or otherwise activate a polymerization process in the cement slurry to provide in situ polymerization. In general, the described systems include a cement slurry in an annulus formed between a casing and a wellbore, and once the cement has set it will hold the casing in place. By selectively controlling the solidification of a cement slurry, the disclosed systems may allow the cement properties to be tailored as soon as the cement slurry has been pumped down the wellbore.

Det vises nå til figur 1 hvor system 100 er et tverrsnitt av brønnsystem 100 som initierer eller akselererer stivning av sementoppslemming ved bruk av innkapslede aktivatorer. Ved den illustrerte utførelsesform inkluderer brønnsystemet 100 en produksjonssone 102, en ikke-produserende sone 104, et brønnhull 106, en sementoppslemming 108 og kapsler 110. Produksjonssonen 102 kan være en underjordisk formasjon som inkluderer ressurser (for eksempel olje, gass, vann). Den ikke-produserende sone 104 kan være en eller flere formasjoner som er isolert fra brønnhull 106 ved bruk av sementoppslemming 108. For eksempel kan sone 104 inkludere forurensninger som, hvis blandet med ressursene, kan kreve ytterligere prosessering av ressursene og/ eller gjøre produksjon økonomisk uinteressant. Sementoppslemming 108 kan bli pumpet eller selektivt posisjonert i brønnhullet 106 og stivning av sementoppslemming 108 kan bli aktivert eller akselerert ved bruk av kapslene 110. Ved enkelte implementeringer kan kapslene 110 frigi aktivatorer som respons på ultralyd initiert for eksempel en bruker av system 100. Ved å kontrollere stivningen kan brukeren konfigurere systemet 100 uten vesentlig forstyrrelse fra stivning av sementoppslemming 108. Reference is now made to figure 1 where system 100 is a cross-section of well system 100 which initiates or accelerates solidification of cement slurry using encapsulated activators. In the illustrated embodiment, the well system 100 includes a production zone 102, a non-producing zone 104, a wellbore 106, a cement slurry 108, and capsules 110. The production zone 102 may be an underground formation that includes resources (eg, oil, gas, water). The non-producing zone 104 may be one or more formations isolated from wellbore 106 using cement slurry 108. For example, zone 104 may include contaminants that, if mixed with the resources, may require further processing of the resources and/or render production uneconomic uninteresting. Cement slurry 108 can be pumped or selectively positioned in the wellbore 106 and solidification of cement slurry 108 can be activated or accelerated using the capsules 110. In some implementations, the capsules 110 can release activators in response to ultrasound initiated by, for example, a user of system 100. controlling the setting, the user can configure the system 100 without significant interference from the setting of cement slurry 108.

Vi går nå over til en mer detaljert beskrivelse av elementene av system 100, hvor brønnhullet 106 strekker seg fra overflaten 112 til produksjonssonen 102. Brønnhull 106 kan inkludere en rigg 114 som er anordnet nær overflaten 112. Riggen 114 kan være koplet til foringsrør 116 som strekker seg i hele lengden av brønnhullet eller en vesentlig lengde av brønnhullet 106 fra omtrent ved overflaten 112 mot produksjonssonen 102 (for eksempel hydrokarboninneholdende reservoar). Ved enkelte implementeringer kan foringsrør 116 strekke seg til nær en endestasjon 118 av brønnen 106. Ved enkelte implementeringer kan brønnhullet 106 være komplettert med foringsrøret 116 som strekker seg til en forutbestemt dybde nær produksjonssonen 102. Kort sagt strekker brønnhull 106 seg i hovedsakelig vertikal retning ned mot produksjonssone 102. Ved enkelte implementeringer kan brønnhullet 106 inkludere andre deler som er horisontale, skrå eller på annen mate avvikende fra vertikale. We now turn to a more detailed description of the elements of system 100, where the wellbore 106 extends from the surface 112 to the production zone 102. The wellbore 106 may include a rig 114 which is arranged near the surface 112. The rig 114 may be connected to casing 116 which extends the entire length of the wellbore or a substantial length of the wellbore 106 from approximately at the surface 112 towards the production zone 102 (eg hydrocarbon containing reservoir). In some implementations, casing 116 may extend to near an end station 118 of the well 106. In some implementations, the wellbore 106 may be completed with the casing 116 extending to a predetermined depth near the production zone 102. In short, wellbore 106 extends in a substantially vertical direction down towards the production zone 102. In some implementations, the wellbore 106 may include other parts that are horizontal, inclined or otherwise deviating from vertical.

Riggen 114 kan være sentrert over en underjordisk olje eller gassformasjon 102 lokalisert under jordens overflate 112. Riggen 114 inkluderer et arbeidsdekk 124 som bærer en kran 126. Kranen 126 støtter et helseapparat 128 for å heve og senke rørstrenger så et foringsrør 116. Pumpe 130 er i stand til å pumpe en rekke brønnblandinger (for eksempel borefluid, sement) inn i brønnen og inkluderer en trykkmålingsinnretning som tilveiebringer en trykkavlesning ved pumpeutløpet. Brønnhull 106 har blitt boret gjennom forskjellige jordstrata, inkludert formasjon 102. Ved komplettering av brønnboringen blir foringsrør 116 ofte plassert i brønnen 106 for å støtte produksjon av olje og gass fra formasjonen 102. Foringsrør 116 er en rørstreng som strekker seg ned gjennom brønnhull 106 gjennom hvilken olje og gass etter hvert skal trekkes ut. En sement-eller ledesko 132 er typisk festet til enden av foringsrørstrengen når foringsrøret senkes ned i brønnhullet. Ledeskoen styrer foringsrøret mot sentrum av hullet og kan minimere eller på annen måte redusere problemer forbundet med å treffe klippeavsatser eller utvaskinger i brønnhullet 106 når foringsrøret senkes ned i brønnen. Ledeskoen 132 kan være en styresko eller en flottørsko og omfatter typisk en avsmalnet, gjerne prosjektilformet ende som befinner seg ved nedre ende av foringsrørstreng 116. Ledesko 132 kan være en flottørsko utstyrt med åpen bunn og et stempel som tjener til å hindre reversert strømning, eller U-rør, av sementoppslemming 108 fra ringrom 122 inn i foringsrør 116 etter at sementoppslemming 108 er blitt plassert i ringrommet 122. Området mellom foringsrør 116og veggen av brønnhull 106 er kjent som foringsrør ringrom 122. For å fylle opp foringsrør ringrom 122 og holde foringsrør 116 på plass, blir foringsrør 116 vanligvis «sementert» i brønnhull 106, hvilket om tales som «primær sementering». Ved enkelte implementeringer kan sementoppslemmingen 108 bli injisert gjennom en eller flere porter 134 i ledesko 132. Sementoppslemmingen 108 kan strømme gjennom en slange 136 inn i foringsrør 116. Ved enkelte tilfeller hvor foringsrør 116 ikke strekker seg i hele lengden av brønnhull 106 til overflaten 112, kan foringsrøret 116 bli støttet av en forlengningshenger 138 nær bunnen av et tidligere foringsrør 120. The rig 114 may be centered over an underground oil or gas formation 102 located below the earth's surface 112. The rig 114 includes a work deck 124 that carries a crane 126. The crane 126 supports a health device 128 to raise and lower tubing strings then a casing 116. Pump 130 is capable of pumping a variety of well mixtures (eg drilling fluid, cement) into the well and includes a pressure measuring device which provides a pressure reading at the pump outlet. Well hole 106 has been drilled through various soil strata, including formation 102. When completing the well drilling, casing 116 is often placed in well 106 to support production of oil and gas from formation 102. Casing 116 is a pipe string that extends down through well hole 106 through which oil and gas will eventually be extracted. A cement or guide shoe 132 is typically attached to the end of the casing string when the casing is lowered into the wellbore. The guide shoe guides the casing toward the center of the hole and can minimize or otherwise reduce problems associated with hitting rock ledges or washouts in the wellbore 106 when the casing is lowered into the well. The guide shoe 132 can be a guide shoe or a float shoe and typically comprises a tapered, preferably projectile-shaped end which is located at the lower end of casing string 116. Guide shoe 132 can be a float shoe equipped with an open bottom and a piston that serves to prevent reverse flow, or U-pipe, of cement slurry 108 from annulus 122 into casing 116 after cement slurry 108 has been placed in annulus 122. The area between casing 116 and the wall of wellbore 106 is known as casing annulus 122. To fill up casing annulus 122 and hold casing 116 in place, casing 116 is usually "cemented" in wellbore 106, which is referred to as "primary cementing". In some implementations, the cement slurry 108 can be injected through one or more ports 134 in the guide shoe 132. The cement slurry 108 can flow through a hose 136 into the casing 116. In some cases where the casing 116 does not extend the entire length of the wellbore 106 to the surface 112, the casing 116 may be supported by an extension hanger 138 near the bottom of a previous casing 120.

Ved enkelte implementeringer kan systemet 100 aktivere stivning av sementoppslemming 108 ved bruk av kapsler 110 under for eksempel en konvensjonell, primær sementeringsoperasjon. Ved konvensjonelle primære sementeringsoperasjoner kan kapslene 110 bli blandet inn i sementoppslemmingen 108 forut for at denne kommer inn i foringsrør 116 og sementoppslemmingen 108 kan deretter bli pumpet ned på innsiden av foringsrør 116. For eksempel kan kapslene 110 bli blandet med sementoppslemmingen 108 med en tetthet i området 0,48 - 2,9 kg/l. Idet oppslemming 108 når bunnen av foringsrør 116, strømmer den ut av foringsrør 116 og inn i foringsrør ringrommet 122 mellom foringsrør 116 og veggen av brønnhullet 106. Idet sementoppslemmingen strømmer opp i ringrommet 122, fortrenger den ethvert fluid i brønnhullet. For å sikre at ikke noe sement forblir på innsiden av foringsrør 116, kan en innretning kalt en avskraperplugg («wiper plug» bli pumpet med en brønn vedlikeholdsvæske (for eksempel boreslam) gjennom foringsrør 116 bak sementoppslemmingen 108. Avskraperen kommer i kontakt med de indre flater av foringsrør 116 og skyver enhver gjenværende oppslemming 108 ut av foringsrør 116. Når sementoppslemmingen når jordoverflaten 112 og ringrommet 122 er fylt med oppslemming 108, blir pumpingen stanset. I forbindelse med pumping av sementoppslemming 108 inn i ringrommet, kan et ultrasonisk signal bli overført før, under og/ eller etter at pumpingen er fullført for å aktivere kapslene 110. I respons på i det minste signalet, kan kapslene frigi aktivatorer som initierer og/ eller akselererer stivningen av sementoppslemming 108 i ringrommet 122. Noe eller hele av foringsrør 116 kan være festet til nærliggende grunnmateriale med stivnet sement 202 som illustrert i figurene 2A og 2B. Ved enkelte implementeringer omfatter foringsrøret 116 et metall. Etter stivning kan foringsrøret være konfigurert til å bære et fluid, så som luft, vann, naturgass eller til å bære en elektrisk ledning, rørformet streng eller andre elementer. In some implementations, the system 100 can activate solidification of cement slurry 108 using capsules 110 during, for example, a conventional, primary cementing operation. In conventional primary cementing operations, the capsules 110 can be mixed into the cement slurry 108 before it enters casing 116 and the cement slurry 108 can then be pumped down the inside of casing 116. For example, the capsules 110 can be mixed with the cement slurry 108 with a density of the range 0.48 - 2.9 kg/l. As slurry 108 reaches the bottom of casing 116, it flows out of casing 116 and into casing annulus 122 between casing 116 and the wall of wellbore 106. As the cement slurry flows up into annulus 122, it displaces any fluid in the wellbore. To ensure that no cement remains on the inside of casing 116, a device called a wiper plug can be pumped with a well maintenance fluid (for example, drilling mud) through casing 116 behind the cement slurry 108. The scraper contacts the internal surfaces of casing 116 and pushes any remaining slurry 108 out of casing 116. When the cement slurry reaches the soil surface 112 and the annulus 122 is filled with slurry 108, pumping is stopped.In connection with pumping cement slurry 108 into the annulus, an ultrasonic signal may be transmitted before, during and/or after pumping is completed to activate the capsules 110. In response to at least the slightest signal, the capsules may release activators that initiate and/or accelerate the solidification of cement slurry 108 in the annulus 122. Some or all of the casing 116 may be attached to nearby base material with hardened cement 202 as illustrated in Figures 2A and 2B. terings, the casing 116 comprises a metal. After solidification, the casing may be configured to carry a fluid, such as air, water, natural gas, or to carry an electrical wire, tubular string, or other elements.

Etter posisjonering av foringsrør 116 kan den stivnbare blanding 108 onneholdende kapsler 110 bli pumpet ned i ringrom 122 med en pumpetruck (ikke illustrert). Mens den følgende diskusjon vil dreie seg om den stivnbare oppslemming 108 omfattende en sementoppslemming 108, kan stivnbare oppslemminger 108 også inkludere andre forbindelser så som harpikssystemer (polymere), stivnbare slam, conformance fluider, fluider mot tap av sirkulasjon og/ eller andre stivnbare blandinger. Eksempel-sementoppslemminger 108 er omtalt i mer detalj nedenfor. I forbindelse med avsetning eller annen posisjonering av sementoppslemming 108 i ringrom 122, kan kapslene 110 frigi aktivatorer for å aktivere eller på annen måte øke stivningsraten av sementoppslemming 108 som respons på i det minste ultralyd. Med andre ord kan de frigitte aktivatorer aktivere sementoppslemming 108 til å stivne i ringrommet 122. After positioning of casing 116, the solidifiable mixture 108 containing capsules 110 can be pumped down into annulus 122 with a pump truck (not illustrated). While the following discussion will focus on the curable slurry 108 comprising a cement slurry 108, curable slurries 108 may also include other compounds such as resin systems (polymers), curable slurries, conformance fluids, anti-loss of circulation fluids and/or other curable mixtures. Example cement slurries 108 are discussed in more detail below. In connection with the deposition or other positioning of cement slurry 108 in annulus 122, the capsules 110 may release activators to activate or otherwise increase the hardening rate of cement slurry 108 in response to at least ultrasound. In other words, the released activators can activate cement slurry 108 to solidify in annulus 122.

Ved enkelte implementeringer kan kapslene 110 for eksempel frigi en aktivator som initierer eller akselererer stivning av sementoppslemming 108. For eksempel kan sementoppslemming 108 forbli i hovedsak i tilstand av en oppslemming i en spesifisert tidsperiode, og kapslene 110 kan aktivere sementoppslemmingen som respons på ultralyd. I enkelte tilfeller kan ultralyd knekke, bryte eller på annen måte danne én eller flere hull i kapslene 110 for å frigi aktivatorene. I enkelte tilfeller kan ultralyd generere varme som smelter én eller flere hull i kapslene 110. Kapslene 110 innelukker aktivatorer med for eksempel en membran, så som en polymer (for eksempel polystyren, etylen&/ vinylacetat kopolymer, polymetylmetakrylat, polyuretaner, polymelkesyre, polyglykolsyre, polyvinylalkohol, polyvinylacetat, hydrolysen etylen/ vinylacetat eller kopolymere av de nevnte). Kapslene 110 kan inkludere andre materialer som er responsive på ultralyd. Ved disse implementeringer kan kapslene 110 inneholde en polymermembran som ultrasonisk brytes ned for å frigi de innelukkede aktivatorene. I enkelte tilfeller kan et utlrasonisk signal strukturelt endre membranen for å frigi aktivatorer så som for eksempel åpning av en forut dannet spalte i kapslene 110. Ved enkelte implementeringer kan i det minste én dimensjon av kapslene 110 være mikroskopisk, så som i området fra 10 nanometer (nm) til 15 000 nm. For eksempel kan dimensjonene av kapslene 110 være av en skale fra noen få titalls til omtrent tusen nanometer og kan ha én eller flere eksterne former inkludert sfæriske, kubiske, ovale og/ eller stavformede. Ved enkelte implementeringer kan kapslene 110 være skall med diameter i området fra omtrent 10 nm til omtrent 1000 nm. Ved andre implementeringer kan kapslene 110 inkludere en diameter i et område fra omtrent 15 mikrometer til omtrent 10 000 mikrometer. Alternativt eller i kombinasjon kan kapslene 110 være av metall (for eksempel gull) og/ eller ikke-metallisk materiale (for eksempel karbon). Ved enkelte implementeringer kan kapslene også bli belagt med materialer for å styrke deres tendens til å bli dispergert i sementoppslemming 108. Kapslene 110 kan bli dispergert i sementoppslemmingen ved en konsentrasjon på IO<5>til IO9 kapsler/ cm<3>. Ved enkelte implementeringer er kapslene skall valgt fra gruppen bestående av polystyren, etylen/ vinylacetat kopolymer og polymetylmetakrylat, polyuretaner, polymelkesyre, polyglykolsyre, polyvinylalkohol, polyvinylacetat, hydrolysen etylen/ vinylacetat og kopolymere av disse. In some implementations, for example, the capsules 110 may release an activator that initiates or accelerates solidification of cement slurry 108. For example, cement slurry 108 may remain substantially in the state of a slurry for a specified period of time, and capsules 110 may activate the cement slurry in response to ultrasound. In some cases, ultrasound can crack, break or otherwise form one or more holes in the capsules 110 to release the activators. In some cases, ultrasound can generate heat that melts one or more holes in the capsules 110. The capsules 110 enclose activators with, for example, a membrane, such as a polymer (for example, polystyrene, ethylene&/vinyl acetate copolymer, polymethyl methacrylate, polyurethanes, polylactic acid, polyglycolic acid, polyvinyl alcohol , polyvinyl acetate, hydrolyzed ethylene/vinyl acetate or copolymers of the aforementioned). The capsules 110 may include other materials that are responsive to ultrasound. In these implementations, the capsules 110 may contain a polymer membrane that ultrasonically breaks down to release the entrapped activators. In some cases, an ultrasonic signal can structurally change the membrane to release activators such as, for example, opening a previously formed gap in the capsules 110. In some implementations, at least one dimension of the capsules 110 can be microscopic, such as in the range of 10 nanometers (nm) to 15,000 nm. For example, the dimensions of the capsules 110 may be on the scale of a few tens to about a thousand nanometers and may have one or more external shapes including spherical, cubic, oval, and/or rod-shaped. In some implementations, the capsules 110 can be shells with a diameter in the range from about 10 nm to about 1000 nm. In other implementations, the capsules 110 may include a diameter ranging from about 15 micrometers to about 10,000 micrometers. Alternatively or in combination, the capsules 110 can be made of metal (for example gold) and/or non-metallic material (for example carbon). In some implementations, the capsules may also be coated with materials to enhance their tendency to be dispersed in cement slurry 108. The capsules 110 may be dispersed in the cement slurry at a concentration of 10<5> to 109 capsules/cm<3>. In some implementations, the capsule shell is selected from the group consisting of polystyrene, ethylene/vinyl acetate copolymer and polymethyl methacrylate, polyurethanes, polylactic acid, polyglycolic acid, polyvinyl alcohol, polyvinyl acetate, hydrolyzed ethylene/vinyl acetate and copolymers thereof.

Den frigitte aktivator kan inkludere natriumhydroksid, natriumkarbonat, aminforbindelser, salter inneholdende kalsium, natrium, magnesium, aluminium og/ eller blandinger av slike. Kapslene 110 kan frigi et kalsiumsalt så som kalsiumklorid. Ved enkelte implementeringer kan kapslene 110 frigi et natriumsalt så som natriumklorid, natriumaluminat og/ eller natriumsilikat. Kapslene 110 kan frigi et magnesiumsalt så som magnesiumklorid. Ved enkelte eksempler kan kapslene frigi aminforbindelser så som trietanolamin, tripropanolamin, tri-isopropanolamin og/ eller dietanolamin. Ved enkelte implementeringer kan kapslene llOfrigi aktivatoren i en tilstrekkelig mengde til å stivne sementoppslemming 108 innen omtrent 1 minutt til omtrent 24 timer. Ved implementeringer inkluderende natriumklorid som den frigitte aktivator, kan konsentrasjonen være i området fra omtrent 3 vekt-% til omtrent 30 vekt-% av vekten av sementen i sementoppslemmingen 108. Ved implementeringer omfattende kalsiumklorid som den frigitte akselerator kan konsentrasjonen være i området fra omtrent 0,5 vekt-% til omtrent 5 vekt-% av vekten av sementen i sementoppslemming 108. I de tilfeller at den stivnbare oppslemming omfatter harpiks, kan frigivelse av aktivator inkludere aminakseleratorer for epoksy/ novolac harpikser. The released activator may include sodium hydroxide, sodium carbonate, amine compounds, salts containing calcium, sodium, magnesium, aluminum and/or mixtures thereof. The capsules 110 may release a calcium salt such as calcium chloride. In some implementations, the capsules 110 can release a sodium salt such as sodium chloride, sodium aluminate and/or sodium silicate. The capsules 110 may release a magnesium salt such as magnesium chloride. In some examples, the capsules can release amine compounds such as triethanolamine, trippropanolamine, tri-isopropanolamine and/or diethanolamine. In some implementations, the capsules 11 may release the activator in an amount sufficient to solidify cement slurry 108 within about 1 minute to about 24 hours. In implementations including sodium chloride as the released activator, the concentration may range from about 3% by weight to about 30% by weight of the weight of the cement in the cement slurry 108. In implementations including calcium chloride as the released accelerator, the concentration may range from about 0 .5% by weight to about 5% by weight of the weight of the cement in cement slurry 108. In those cases where the hardenable slurry comprises resin, release activator may include amine accelerators for epoxy/novolac resins.

Ved enkelte implementeringer kan kapslene 110 hurtigstørkne sementoppslemming 108. Som omtalt i dette dokument skal betegnelsen «hurtigstørkne» forstås å bety at den initierende stivning av sementoppslemming 108 skjer innen omtrent 1 minutt til omtrent 15 minutter etter kontakt med den frigitte aktivator. Ved enkelte implementeringer kan de tidligere identifiserte aktivatorer hurtigstørkne sementoppslemming 108. Hurtigstørknende aktivatorer kan inkludere natriumhydroksid, natriumkarbonat, kaliumkarbonat, bikarbonatsalter av natrium eller kalium, natriumsilikat salter, natrium aluminat salter, jern(ll) og jern (III) salter (for eksempel jern(lll)klorid og jern(lll) sulfat), polyakrylsyre salter og/ eller andre. Ved enkelte implementeringer kan de følgende aktivatorer hurtigstørkne sementoppslemmingen 108 basert på disse aktivatorer overskrider en spesifisert konsentrasjon: kalsiumnitrat, kalsiumacetat, kalsiumklorid og/ eller kalsiumnitritt. Ved enkelte implementeringer kan kapslene 110 frigi en fast aktivator. In some implementations, the capsules 110 can rapidly solidify cement slurry 108. As discussed in this document, the term "quick solidified" shall be understood to mean that the initiating solidification of cement slurry 108 occurs within approximately 1 minute to approximately 15 minutes after contact with the released activator. In some implementations, the previously identified activators may rapidly solidify cement slurry 108. Rapidly solidifying activators may include sodium hydroxide, sodium carbonate, potassium carbonate, bicarbonate salts of sodium or potassium, sodium silicate salts, sodium aluminate salts, iron (II) and iron (III) salts (for example, iron ( lll) chloride and iron (lll) sulfate), polyacrylic acid salts and/or others. In some implementations, the following activators can rapidly solidify the cement slurry 108 based on these activators exceeding a specified concentration: calcium nitrate, calcium acetate, calcium chloride and/or calcium nitrite. In some implementations, the capsules 110 can release a solid activator.

Ved enkelte implementeringer kan sementoppslemming 108 inkludere sementblandinger med «forsinket stivning» som forblir i oppslemmingstilstand (for eksempel motstandsdyktig mot stivning eller gelering) i en utvidet periode av tid. Ved slike implementeringer kan en sementoppslemming 108 med forsinket stivning inkludere en sement, et basisfluid og en stivningsretardator. Ved disse og andre implementeringer kan aktivering endre tilstanden av sementoppslemmingen fra forsinket til nøytral, til akselerert eller til mindre forsinket. Sementoppslemming 108 kan inkludere andre tilsetningsmidler. Den forsinkede sementoppslemming 108 forblir typisk i en tilstand som oppslemming for en periode i området fra omtrent 6 timer til omtrent 4 dager under brønnbetingelser eller andre betingelser. Med dette sagt kan sementoppslemming 108 inkludere komponenter som resulterer i en oppslemmingstilstand i lengre eller kortere periode av tid. For eksempel kan sementoppslemming 108 bli blandet eller på annen måte laget i god tid før posisjonering av oppslemmingen 108 i ringrommet 122. Sementoppslemmingen 108 med forsinket stivning kan, i enkelte implementeringer inkludere en sement, et basisfluid og en stivningsretardator. Den forsinkede sementoppslemming 108 kan stivnes ved ønsket tidspunkt, så som etter plassering, ved aktivering av kapslene 110 for å frigi én eller flere aktivatorer. In some implementations, cement slurry 108 may include "delayed setting" cement mixtures that remain in a slurry state (eg, resistant to setting or gelling) for an extended period of time. In such implementations, a delayed setting cement slurry 108 may include a cement, a base fluid, and a setting retarder. In these and other implementations, activation can change the state of the cement slurry from delayed to neutral, to accelerated, or to less delayed. Cement slurry 108 may include other additives. The delayed cement slurry 108 typically remains in a slurry state for a period ranging from about 6 hours to about 4 days under well conditions or other conditions. With this said, cement slurry 108 may include components that result in a slurry state for longer or shorter periods of time. For example, cement slurry 108 may be mixed or otherwise made well in advance of positioning the slurry 108 in annulus 122. The delayed setting cement slurry 108 may, in some implementations, include a cement, a base fluid, and a setting retarder. The delayed cement slurry 108 may solidify at a desired time, such as after placement, by activating the capsules 110 to release one or more activators.

Hva angår sementen inkludert i sementoppslemming 108, kan enhver sement egnet for bruk i underjordiske formasjoner være egnet for bruk ved foreliggende oppfinnelse. For eksempel kan sementoppslemming 108 med forsinket stivning inneholde en hydraulisk sement. Generelt inneholder hydrauliske sementer typisk kalsium, aluminium, silisium, oksygen og/eller svovel og kan stivne og bli harde gjennom reaksjon med vann. Hydrauliske sementer inkluderer, men er ikke begrenset til Portlandsementer, puzzolane sementer, høyaluminat sementer, gipssementer, silikasementer, høyalkaliske sementer og/ eller Sorelsementer. I tillegg kan sementoppslemming 108 med forsinket stivning inkludere sementer basert på skifer eller masovnsslagg. I disse tilfeller kan skiferen inkludere glassert skifter, rå skifer(for eksempel ubrent skifer) og/ eller en blanding av rå skifer og glassert skifer. Ved enkelte implementeringer kan den stivnbare blanding 108 inkludere et polymeradditiv som omfatter minst én monomer, prepolymer, en oligomer eller en kortkjedet polymer som polymeriseres som respons på det soniske signal. With respect to the cement included in cement slurry 108, any cement suitable for use in underground formations may be suitable for use in the present invention. For example, delayed setting cement slurry 108 may contain a hydraulic cement. In general, hydraulic cements typically contain calcium, aluminium, silicon, oxygen and/or sulfur and can harden and harden through reaction with water. Hydraulic cements include, but are not limited to Portland cements, pozzolanic cements, high aluminate cements, gypsum cements, silica cements, high alkali cements and/or Sorel cements. In addition, delayed setting cement slurry 108 may include cements based on shale or blast furnace slag. In these cases, the slate may include glazed schist, raw slate (for example, unburnt slate) and/or a mixture of raw slate and glazed slate. In some implementations, the curable mixture 108 may include a polymer additive comprising at least one monomer, prepolymer, an oligomer, or a short chain polymer that polymerizes in response to the sonic signal.

Med hensyn til basisfluid inkludert i sementoppslemming 108 kan sementoppslemming 108 med forsinket stivning inkludere ett eller flere basisfluider så som for eksempel et vannbasert basisfluid, et ikke-vandig basisfluid eller blandinger av slike. Vannbaserte fluider kan inkludere vann fra enhver kilde som ikke inneholder et overskudd av forbindelser (for eksempel organiske, så som tanniner) som negativt kan påvirke andre forbindelser i sementoppslemming 108. For eksempel kan sementoppslemming 108 med forsinket stivning inneholde ferskvann, saltvann (for eksempel vann inneholdende ett eller flere salter), lake («brine») (for eksempel mettet saltvann) og/ eller sjøvann. Ikke-vandige baserte kan inneholde ett eller flere organiske væsker, så som for eksempel mineraloljer, syntetiske oljer, estere og/ eller andre. Generelt kan enhver organisk væske i hvilken vannløsning av salter kan bli emulgert, være egnet for bruk som basisfluid i sementoppslemming 108 med forsinket stivning. Ved enkelte implementeringer overskrider basisfluidet en konsentrasjon tilstrekkelig til å danne en pumpbar oppslemming. For eksempel kan basisfluidet være vann i en mengde fra omtrent 25 vekt-% til omtrent 150 vekt-% av sementen («bwoc») så som ett eller flere av følgende områder: omtrent 30 til 75v% bwoc, omtrent 35 til 50 % bwoc, omtrent 38 til omtrent 46 % bwoc og/ eller andre. With regard to base fluid included in cement slurry 108, delayed setting cement slurry 108 may include one or more base fluids such as, for example, a water-based base fluid, a non-aqueous base fluid, or mixtures thereof. Aqueous fluids may include water from any source that does not contain an excess of compounds (e.g., organics, such as tannins) that may adversely affect other compounds in cement slurry 108. For example, delayed setting cement slurry 108 may contain fresh water, salt water (e.g., water containing one or more salts), brine (for example, saturated salt water) and/or seawater. Non-aqueous based can contain one or more organic liquids, such as mineral oils, synthetic oils, esters and/or others. In general, any organic liquid in which aqueous solutions of salts can be emulsified may be suitable for use as the base fluid in delayed setting cement slurry 108. In some implementations, the base fluid exceeds a concentration sufficient to form a pumpable slurry. For example, the base fluid may be water in an amount from about 25% to about 150% by weight of the cement ("bwoc") such as one or more of the following ranges: about 30 to 75% bwoc, about 35 to 50% bwoc , about 38 to about 46% bwoc and/or others.

Med hensyn til stivningsretardatorer i sementoppslemming 108 kan sementoppslemming 108 inneholde én eller flere forskjellige typer stivningsretardatorer, så som for eksempel fosfonsyre, fosfonsyrederivater, lignosulfonater, salter, organiske syrer, karboksymetylerte hydroksyetylerte celluloser, syntetiske ko- og terpolymerer omfattende sulfonat og karboksylsyregrupper og/ eller boratforbindelser. Og i enkelte implementeringer er stivningsretardatorer brukt i foreliggende oppfinnelse, forsfonsyrederivater. Eksempler på stivningsretardatorer kan inkludere fosfonsyrederivater kommersielt tilgjengelig fra for eksempel Solutia Corporation fra St. Louis, Mo. Under handelsnavnet «DEQUEST». Et annet eksempel stivningsretardatorer kan inkludere et fosfonsyrederivat kommersielt tilgjengelig fra Halliburton Energy Services, Inc. Under handelsnavnet «MICRO MATRIX CEMENT RETARDER». Eksempler på boratforbindelse kan inkludere natrium tetraborat, kalium pentaborat og/ eller andre. Et kommersielt tilgjengelig eksempel på egnede stivningsretardatorer omfattende kalium pentaborat er tilgjengelig fra Halliburton Energy Services, Inc. Under handelsnavnet "Component R". Eksempel på organiske syrer kan inkludere glukonsyre, tartarsyre og/ eller andre. Et eksempel på en egnet organisk syre kan være kommersielt tilgjengelig fra Halliburton Energy Services, Inc. under handelsnavnet «HR.RTM. 25.» Andre eksempler på stivningsretardatorer kan være kommersielt tilgjengelig fra Halliburton Energy Services, Inc. under handelsnavnene «SCR-100» og «SCR-500». Generelt kan stivningsretardatorer i sementoppslemming 108 med forsinket stivning være til stede i en mengde tilstrekkelig til å forsinke stivning i en underjordisk formasjon i en spesifisert tidsperiode. Mengden av stivningsretardator inkludert i sementoppslemming 108 kan være innen ett av følgende områder: omtrent 0,1 til omtrent 10 % bwoc, omtrent 0,5 til omtrent 4% bwoc og/eller andre. With respect to setting retarders in cement slurry 108, cement slurry 108 may contain one or more different types of setting retarders, such as, for example, phosphonic acid, phosphonic acid derivatives, lignosulfonates, salts, organic acids, carboxymethylated hydroxyethylated celluloses, synthetic co- and terpolymers comprising sulfonate and carboxylic acid groups and/or borate compounds . And in some implementations, the setting retarders used in the present invention are phosphonic acid derivatives. Examples of setting retarders may include phosphonic acid derivatives commercially available from, for example, Solutia Corporation of St. Louis, Mo. Under the trade name "DEQUEST". Another example setting retarders may include a phosphonic acid derivative commercially available from Halliburton Energy Services, Inc. under the trade name "MICRO MATRIX CEMENT RETARDER". Examples of the borate compound may include sodium tetraborate, potassium pentaborate and/or others. A commercially available example of suitable solidification retarders comprising potassium pentaborate is available from Halliburton Energy Services, Inc. under the trade name "Component R". Examples of organic acids may include gluconic acid, tartaric acid and/or others. An example of a suitable organic acid may be commercially available from Halliburton Energy Services, Inc. under the trade name “HR.RTM. 25.” Other examples of solidification retarders may be commercially available from Halliburton Energy Services, Inc. under the trade names "SCR-100" and "SCR-500". Generally, set retarders in delayed setting cement slurry 108 may be present in an amount sufficient to delay setting in a subterranean formation for a specified period of time. The amount of setting retarder included in cement slurry 108 may be within one of the following ranges: about 0.1 to about 10% bwoc, about 0.5 to about 4% bwoc, and/or others.

Ved enkelte implementeringer kan sementoppslemming 108 ikke inneholde en stivningsretardator. For eksempel kan system oppslemming 108 inneholde høyaluminatsementer og/ eller fosfatsementer uavhengig av stivningsretardator. I disse tilfeller kan aktivatorene initiere stivning av oppslemmingen 108. For eksempel kan disse aktivatorene inkludere alkalimetall-fosfatsalter. Høyaluminatsementer kan omfatte kalsiumaluminat i en mengde i området fra omtrent 15 til omtrent 45 vekt-% av vekten av høyaluminatsementen, klasse F flygeaske i en mengde i området fra omtrent 25 til omtrent 45 vekt-% av vekten av høyaluminatsement og natrium polyfosfat i en mengde i området fra omtrent 5 til omtrent 15 vekt-% av vekten høyaluminatsementen. Ved visse utføreIsesformer av foreliggende oppfinnelse hvor en sementblanding omfattende en fosfatsement blir benyttet, kan en reaktiv komponent av sementblandingen (for eksempel alkalimetall fosfatsaltet) bli brukt som aktivator. In some implementations, cement slurry 108 may not contain a setting retarder. For example, system slurry 108 may contain high alumina cements and/or phosphate cements independent of setting retarder. In these cases, the activators may initiate solidification of the slurry 108. For example, these activators may include alkali metal phosphate salts. High alumina cements may include calcium aluminate in an amount ranging from about 15 to about 45% by weight of the weight of the high alumina cement, Class F fly ash in an amount ranging from about 25 to about 45% by weight of the weight of the high alumina cement, and sodium polyphosphate in an amount in the range of about 5 to about 15% by weight of the weight of the high alumina cement. In certain embodiments of the present invention where a cement mixture comprising a phosphate cement is used, a reactive component of the cement mixture (for example the alkali metal phosphate salt) can be used as an activator.

Figurene 2A og 2B illustrerer tverrsnitt av brønnsystem 100 inkludert aktivert stivnet sement 202 i minst en del av ringrommet 122. Spesielt kapslene 110 friga aktivatorer i minst en del av sementoppslemming 108 for å danne den stivnede sement 202. I figur 2A er sementoppslemmingen vist strømmet inn i ringrom 122 gjennom foringsrør 116 og som respons på i det minste et signal, har kapslene 110 i oppslemmingen 108 frigitt en aktivator. I det illustrerte eksemplet har i hovedsak alle kapsler 110 i ringrom 122 frigitt aktivatorer for å danne den stivnede sement 202 langs i hovedsak hele lengden av ringrom 122. Det vises nå til figur 2B hvor sementoppslemming 108 strømmet inn i ringrom 122 gjennom foringsrør 116 og som respons på i det minste et ultrasonisk signal, friga kapslene 110 i oppslemmingen 108 aktivatorer innenfor en spesifisert lokasjon 204. I det illustrerte eksempel er region eller lokasjon 204 inntil sone 102. Med andre ord kan kapslene 110 inntil sone 102 frigi aktivatorer og danne den stivnede sement 202 lokalisert i region 204. Det ultrasoniske signal kan være lokalisert til regionen identifisert som 204, og som respons på i det minste det lokaliserte signal, dannes den stivnede sement 204. Ved enkelte implementeringer kan en initiell mengde av sementoppslemming 108 bli eksponert for et ultrasonisk signal slik at stivningsperioden blir hovedsakelig lik en tidsperiode for den stivnende sementoppslemming 108 å strømme til lokasjon 204. Ved disse eksempler kan sementoppslemming 108 bli eksponert for det ultrasoniske signal idet oppslemmingen 108 inkludert kapslene 110 kommer inn i foringsrør 116. Idet den fremre kant av sementoppslemming 108 begynner å stivne, blir fluidstrømning gjennom ringrom 122 mer begrenset og kan eventuelt opphøre. Således kan sementoppslemming 108 i hovedsak bli hindret fra å strømme til overflaten 112 gjennom ringrom 122. Den gjenværende del av sementoppslemming 108 kan stivne i ringrom 122 bak den fremre kant, som illustrert i figur 2A, eller sementoppslemming 108 kan stivne på et senere tidspunkt som illustrert i figur 2B. I det sistnevnte tilfelle kan den gjenværende sementoppslemming 108 bli eksponert for ultrasoniske signaler ved et senere tidspunkt for å initiere eller akselerere stivneprosessen. Figurene 3A og 3B illustrerer et eksempel på en kapsel 110 i figur 1 i samsvar med enkelte implementeringer av foreliggende oppfinnelse. Ved denne implementering er kapselen 110 sfærisk, men kan ha andre former som omtalt nedenfor. Kapselen 110 er et skall 302 som innkapsler én eller flere aktivatorer 304 som illustrert i figur 3B. Kapselen 110 frigir én eller flere lagrede aktivatorer 304 som respons på i det minste et ultrasonisk signal. For eksempel kan kapselen 110 sprekke eller på annen måte danne ett eller flere hull som respons på i det minste et ultrasonisk signal. Den illustrerte kapsel 110 er kun for eksemplifisering og kapselen 110 kan inkludere noe, intet eller alt av de illustrerte elementer uten å fravike fra rammen av foreliggende oppfinnelse. Figurene 4A og 4B illustrerer eksempel-implementeringer av kapslene 110 under frigivelse av en eller flere aktivatorer. Kapslene 110 kan frigi aktivatorer ved å varme én eller flere deler for å danne minst én åpning,ødelegge eller på annen måte fjerne én eller flere deler, og/ eller andre prosesser. De følgende implementeringer er kun for illustrasjonsformål og kapslene 110 kan frigi aktivatorer ved hjelp av noen, alle eller ingen av disse prosesser. Figures 2A and 2B illustrate cross-sections of well system 100 including activated hardened cement 202 in at least a portion of the annulus 122. In particular, the capsules 110 released activators into at least a portion of cement slurry 108 to form the hardened cement 202. In Figure 2A, the cement slurry is shown flowing in in annulus 122 through casing 116 and in response to at least one signal, the capsules 110 in slurry 108 have released an activator. In the illustrated example, substantially all capsules 110 in annulus 122 have released activators to form the solidified cement 202 along substantially the entire length of annulus 122. Reference is now made to Figure 2B where cement slurry 108 flowed into annulus 122 through casing 116 and which in response to at least one ultrasonic signal, the capsules 110 in the slurry 108 release activators within a specified location 204. In the illustrated example, region or location 204 is adjacent to zone 102. In other words, the capsules 110 adjacent to zone 102 may release activators and form the solidified cement 202 located in region 204. The ultrasonic signal may be localized to the region identified as 204, and in response to at least the localized signal, the solidified cement 204 is formed. In some implementations, an initial amount of cement slurry 108 may be exposed to a ultrasonic signal so that the setting period becomes substantially equal to a time period for the setting cement slurry 108 to flow to location 204. In these examples, cement slurry 108 may be exposed to the ultrasonic signal as slurry 108 including capsules 110 enters casing 116. As the leading edge of cement slurry 108 begins to solidify, fluid flow through annulus 122 becomes more restricted and may possibly cease. Thus, cement slurry 108 may be substantially prevented from flowing to surface 112 through annulus 122. The remaining portion of cement slurry 108 may solidify in annulus 122 behind the leading edge, as illustrated in Figure 2A, or cement slurry 108 may solidify at a later time as illustrated in Figure 2B. In the latter case, the remaining cement slurry 108 may be exposed to ultrasonic signals at a later time to initiate or accelerate the setting process. Figures 3A and 3B illustrate an example of a capsule 110 in Figure 1 in accordance with certain implementations of the present invention. In this implementation, the capsule 110 is spherical, but may have other shapes as discussed below. The capsule 110 is a shell 302 that encapsulates one or more activators 304 as illustrated in Figure 3B. The capsule 110 releases one or more stored activators 304 in response to at least one ultrasonic signal. For example, the capsule 110 may rupture or otherwise form one or more holes in response to at least one ultrasonic signal. The illustrated capsule 110 is for exemplification only and the capsule 110 may include some, none or all of the illustrated elements without deviating from the scope of the present invention. Figures 4A and 4B illustrate example implementations of the capsules 110 during the release of one or more activators. The capsules 110 may release activators by heating one or more parts to form at least one opening, destroying or otherwise removing one or more parts, and/or other processes. The following implementations are for illustrative purposes only and the capsules 110 may release activators by any, all or none of these processes.

Det vises til figur 4A hvor kapsel 110 danner en åpning på runn av varme utviklet fra ultrasoniske signaler. For eksempel kan de ultrasoniske signaler direkte varme membranen av kapsel 110 og/ eller varme den omgivende sementoppslemming 108 til en temperatur over smeltepunktet. Kapselen 110 kan være et gullskall som når det vibreres ved dets egenfrekvens, smelter i det minst en del av skallet for frigivelse av innelukkede aktivatorer. I disse tilfeller kan den genererte varme smelte eller på annen måte deformere skallet for å danne en åpning. I tillegg til metallmembraner kan kapselen 110 være laget av andre materialer, så som en polymer. Det vises til figur 4B, hvor kapselen 110 danner sprekker, ryker eller danner åpninger som respons på ultrasoniske signaler. For eksempel kan det ultrasoniske signal sprekke eller på annen måteødelegge deler av kapselen 110. Ved enkelte implementeringer kan ultralyden danne defekter i membranen av kapselen og, som et resultat, danne én eller flere åpninger som illustrert. Reference is made to Figure 4A where capsule 110 forms an opening around heat developed from ultrasonic signals. For example, the ultrasonic signals may directly heat the membrane of capsule 110 and/or heat the surrounding cement slurry 108 to a temperature above the melting point. The capsule 110 may be a gold shell which, when vibrated at its natural frequency, melts therein at least a portion of the shell to release entrapped activators. In these cases, the heat generated can melt or otherwise deform the shell to form an opening. In addition to metal membranes, the capsule 110 may be made of other materials, such as a polymer. Reference is made to Figure 4B, where the capsule 110 cracks, tears or forms openings in response to ultrasonic signals. For example, the ultrasonic signal may rupture or otherwise destroy portions of the capsule 110. In some implementations, the ultrasound may create defects in the membrane of the capsule and, as a result, create one or more openings as illustrated.

Figurene 5 og 6 er flytskjemaer som illustrerer eksempelmetoder 500 og 600 for implementering og fremstillingsinnretninger, inkludert én eller flere aktivatorer. De illustrerte metoder er beskrevet med hensyn til brønnsystem 100 i figur 1, men disse metodene kan bli benyttet av hvilke som helst andre systemer. Videre kan brønnsystem 100 benytte andre teknikker for å utføre disse oppgavene. Således kan mange av trinnene i disse flytskjemaer finne sted samtidig og/ eller i en annen rekkefølge enn den viste. Brønnsystem 100 kan også benytte metoder med ytterligere trinn, færre trinn, og/ eller forskjellige trinn så lenge metoden forblir hensiktsmessig. Figures 5 and 6 are flowcharts illustrating example methods 500 and 600 for implementing and manufacturing devices, including one or more activators. The illustrated methods are described with respect to well system 100 in Figure 1, but these methods can be used by any other systems. Furthermore, well system 100 can use other techniques to perform these tasks. Thus, many of the steps in these flowcharts can take place simultaneously and/or in a different order than the one shown. Well system 100 can also use methods with additional steps, fewer steps, and/or different steps as long as the method remains appropriate.

Det vises nå til figur 5 hvor metode 500 begynner med trinn 502 hvor kapslene er valgt basert i det minste delvis på én eller flere parametere. For eksempel kan kapslene 110 og de innelukkede aktivatorer være basert i det minste delvis på komponentene av sementoppslemming 108. I enkelte implementeringer kan kapslene 110 bli valgt basert på brønnbetingelser (for eksempel temperatur). Ved trinn 504 blir de valgte kapsler blandet med en sementoppslemming. I enkelte eksempler kan kapslene 110 bli blandet med sementoppslemming 108 når trucken 130 pumper oppslemmingen inn i ringrom 122. I enkelte eksempler kan kapslene 110 bli blandet med tørr sement forut for generering av sementoppslemming 108. Deretter ved trinn 506 kan sementoppslemming inkludert kapslene 110 bli pumpet ned i brønnen. I enkelte tilfeller kan sementoppslemming 108 inkludert kapslene 110 bli pumpet inn i ringrom 122 med en spesifisert rate. Ett eller flere ultrasoniske signaler blir overført til i det minste en del av brønnsementoppslemmingen ved trinn 508. Igjen i eksempelet kan senderen bli senket ned i foringsrøret for å overføre signaler til en del av sementoppslemming 108. I dette eksempel kan de overførte signaler aktivere kapslene 110 nær skoen 132 for å stivne den del av sementoppslemming 108 som illustrert i figur 2B. I enkelte tilfeller kan foringsrøret 116 bli beveget (for eksempel opp/ ned) for å bidra til å fordele aktivatorene om såønskes. Referring now to Figure 5, method 500 begins with step 502 where the capsules are selected based at least in part on one or more parameters. For example, the capsules 110 and the contained activators may be based at least in part on the components of cement slurry 108. In some implementations, the capsules 110 may be selected based on well conditions (eg, temperature). At step 504, the selected capsules are mixed with a cement slurry. In some examples, the capsules 110 may be mixed with cement slurry 108 when the truck 130 pumps the slurry into annulus 122. In some examples, the capsules 110 may be mixed with dry cement prior to generating cement slurry 108. Then, at step 506, cement slurry including the capsules 110 may be pumped down the well. In some cases, cement slurry 108 including the capsules 110 can be pumped into annulus 122 at a specified rate. One or more ultrasonic signals are transmitted to at least a portion of the well cement slurry at step 508. Again in the example, the transmitter may be lowered into the casing to transmit signals to a portion of the cement slurry 108. In this example, the transmitted signals may activate the capsules 110 near the shoe 132 to solidify the portion of cement slurry 108 as illustrated in Figure 2B. In some cases, the casing 116 can be moved (eg up/down) to help distribute the activators if desired.

Det vises til figur 6 hvor metode 600 begynner med trinn 602 hvor et første emulgeringstrinn finner sted. For eksempel kan en polystyren oppløst i CH2CI2hvor mettet vandig CH2CI2kan bli emulgert ved bruk av WS-36 (Sorbitan Monooleat). Deretter ved trinn 604 kan den første emulsjon igjen bli emulgert i et andre trinn. I eksempelet kan den første emulsjon bli etterfølgende emulgert i et stort volum (for eksempel 10 ggr. overskudd) av en 2% polyvinylalkoholløsning. Reference is made to Figure 6 where method 600 begins with step 602 where a first emulsification step takes place. For example, a polystyrene dissolved in CH2CI2 where saturated aqueous CH2CI2 can be emulsified using WS-36 (Sorbitan Monooleate). Then, at step 604, the first emulsion can again be emulsified in a second step. In the example, the first emulsion can be subsequently emulsified in a large volume (for example 10 times excess) of a 2% polyvinyl alcohol solution.

Figurene 7A-F illustrerer en eksempel-implementering av kapslene 110 i samsvar med foreliggende oppfinnelse. I dette eksempel innelukker kapslene 110 aktivatorer og kraftig ultralyd kan bryte kapslene for å frigi aktivatorene på kommando. De illustrerte kapsler 110 er polystyren mikrokapsler som innkapsler vandig CaCI2. Kapslene kan imidlertid være laget av andre materialer så som etylen/ vinylacetat kopolymer, polymetylmetakrylat og/ eller andre. I enkelte tilfeller kan disse typer kapsler 110 bli dannet ved bruk av en dobbel emulsjonsteknikk. For eksempel kan denne teknikken inkludere en polystyren oppløst i CH2CI2hvor mettet vandig CaCI2ble emulgert ved bruk av WS-36 (Sorbitan Monooleat). Deretter kan denne emulsjonen bli etterfølgende emulgert i et stort volum (f.eks. 10 ggr. overskudd) av en 2% polyvinylalkohol løsning. Den doble emulsjon ble omrørt og varmet til omtrent 30<9>C for å drive av og konsentrere polystyrenet og til slutt danne væskefylte mikrokapsler. For å evaluere disse kapsler ble fire forskjellige sementoppslemminger testet og resultatene er grafer vist i figurene 7C-F. En retardert oppslemming, en retardert oppslemming med CaCI2, en retardert oppslemming med mikrokapsler og en retardert oppslemming med mikrokapsler behandlet med «sonikering» ble evaluert. Et 20 kHz utlrasonisk horn ble benyttet i 10 minutter med 50 % kraft for å behandle den «sonikerte» prøve. Sammensetning og resultater er listet i tabellene 1-3 nedenfor. Figures 7A-F illustrate an example implementation of the capsules 110 in accordance with the present invention. In this example, the capsules enclose 110 activators and powerful ultrasound can break the capsules to release the activators on command. The illustrated capsules 110 are polystyrene microcapsules that encapsulate aqueous CaCl 2 . However, the capsules can be made of other materials such as ethylene/vinyl acetate copolymer, polymethyl methacrylate and/or others. In some cases, these types of capsules 110 can be formed using a double emulsion technique. For example, this technique may include a polystyrene dissolved in CH2Cl2 where saturated aqueous CaCl2 was emulsified using WS-36 (Sorbitan Monooleate). This emulsion can then be subsequently emulsified in a large volume (e.g. 10 times excess) of a 2% polyvinyl alcohol solution. The double emulsion was stirred and heated to about 30<9>C to drive off and concentrate the polystyrene and finally form liquid-filled microcapsules. To evaluate these capsules, four different cement slurries were tested and the results are graphed in Figures 7C-F. A retarded slurry, a retarded slurry with CaCl2, a retarded slurry with microcapsules and a retarded slurry with microcapsules treated with "sonication" were evaluated. A 20 kHz supersonic horn was used for 10 minutes at 50% power to treat the "sonicated" sample. Composition and results are listed in tables 1-3 below.

De viste parameter inkludert driftsbetingelser er kun for illustrasjonsformål. System 100 kan benytte noen, alle eller ingen av disse verdier uten å fravike rammen av oppfinnelsen. The parameters shown including operating conditions are for illustration purposes only. System 100 may use some, all or none of these values without departing from the scope of the invention.

Figur 8 er et annet eksempelsystem 100 som direkte aktiverer sementoppslemming 108 ved bruk av ultrasoniske signaler. For eksempel kan de ultrasoniske signalomformere 802a og 802b være festet til det ytre av foringsrør 116 og sende ut ultralyd for sonisk å aktivere sementoppslemmingen. Ved soniske aktivering av sementoppslemmingen kan system 100 stivne sementen på kommando. For eksempel kan system 100 stivne sementoppslemming 108 i løpet av et tidsrom i området fra 1 time til 1 dag. De soniske signalomformere 802 kan direkte aktivere sementoppslemming 108 ved bruk av én eller flere forskjellige mekanismer responsive på soniske signaler. Den ene eller de flere mekanismer kan inkludere modifisering av kjemiske egenskaper, frigivelse av kjemikalier, modifisering av fysikalske egenskaper (for eksempel partikkelstørrelse), oppdatering av driftsbetingelser (for eksempel trykk, temperatur), og/ eller andre mekanismer responsive på soniske signaler. For eksempel kan de soniske signalomformere 802 redusere partikkelstørrelse i sementoppslemming 108 og som et resultat, øke overflatearealet. Ved å øke overflatearealet kan stivneprosessen bli initiert, akselerert eller på annen måte aktivert. Alternativt eller i kombinasjon kan de soniske signaler øke trykket og/ eller temperaturen og som et resultat, initiere, akselerere eller på annen måte aktivere stivneprosessen. Ved enkelte implementeringer kan de ultrasoniske signalomformere aktivere akseleratorene i sementoppslemming 108 og/ eller deaktivere sementretardatorer i sementoppslemming 108 for å stivne sementen på kommando. For eksempel kan de ultrasoniske signalomformere 802 generere ultrasoniske eller akustiske bølger for å initiere stivneprosessen i sementoppslemming 108 gjennom for eksempel selektiv aktivering av akseleratorer i sementoppslemming 108 så som CaCI2og / eller deaktivering av sementretardatorer i sementoppslemming 108 så som xylose. I enkelte implementeringer kan sement hydratasjonsinhibitorer ( i relativt lav konsentrasjon) virke til å endre overflateenergien av trikalsium aluminat, silikat og/ eller andre forbindelser i sementoppslemming 108 som kan gjøre forbindelsene mer hydrofobe. Signalomformer 802 kan ultrasonisk agitere sementoppslemming 108 for å redusere virkningen av hydrofobe overflateaktive midler som kan gjøre forbindelsene i stand til å gå inn i løsningen og/ eller delvis hydratisere. Signalomformerne 802 kan generere ultrasoniske signaler med en frekvens som hovedsakelig tilsvarer resonansbetingelser for inhibitornøytralisering. Ved enkelte implementeringer kan system 100 utføre frekvensjustering for vesentlig å optimalisere frekvens og kraftkombinasjoner for en gitt geometri og inhibitorkjemi. I disse tilfeller an en bruker av system 100 fjernkontrollere initiering av sementhydratisering. I tillegg kan system 100 initiere en autokatalytisk prosess. For eksempel kan signalomformerne 802 generere ultrasoniske signaler som setter i gang en autokatalytisk fri radikal frigivelse som utbres gjennom sementoppslemming 108. I disse tilfeller kan prosessen bli initiert fra ett enkelt punkt. Sementoppslemming 108 kan inkludere tilsetningsmidler (for eksempel fri radikal dopants) som frigir fri radikal spesier gjennom oppslemmingen 108 som respons på i det minste ultrasonisk initiering og hydratisering. Figure 8 is another example system 100 that directly activates cement slurry 108 using ultrasonic signals. For example, the ultrasonic transducers 802a and 802b may be attached to the exterior of casing 116 and emit ultrasound to sonically activate the cement slurry. By sonic activation of the cement slurry, system 100 can harden the cement on command. For example, system 100 may solidify cement slurry 108 over a period of time in the range of 1 hour to 1 day. The sonic transducers 802 may directly activate cement slurry 108 using one or more different mechanisms responsive to sonic signals. The one or more mechanisms may include modification of chemical properties, release of chemicals, modification of physical properties (eg, particle size), updating of operating conditions (eg, pressure, temperature), and/or other mechanisms responsive to sonic signals. For example, the sonic transducers 802 can reduce particle size in cement slurry 108 and, as a result, increase the surface area. By increasing the surface area, the solidification process can be initiated, accelerated or otherwise activated. Alternatively or in combination, the sonic signals can increase the pressure and/or temperature and, as a result, initiate, accelerate or otherwise activate the solidification process. In some implementations, the ultrasonic transducers may activate the accelerators in cement slurry 108 and/or deactivate cement retarders in cement slurry 108 to harden the cement on command. For example, the ultrasonic signal transducers 802 can generate ultrasonic or acoustic waves to initiate the solidification process in cement slurry 108 through, for example, selective activation of accelerators in cement slurry 108 such as CaCl2 and/or deactivation of cement retarders in cement slurry 108 such as xylose. In some implementations, cement hydration inhibitors (in relatively low concentration) can act to change the surface energy of tricalcium aluminate, silicate and/or other compounds in cement slurry 108 which can make the compounds more hydrophobic. Transducer 802 may ultrasonically agitate cement slurry 108 to reduce the effect of hydrophobic surfactants that may enable the compounds to enter the solution and/or partially hydrate. The signal transducers 802 may generate ultrasonic signals at a frequency substantially corresponding to resonant conditions for inhibitor neutralization. In some implementations, system 100 may perform frequency adjustment to substantially optimize frequency and power combinations for a given geometry and inhibitor chemistry. In these cases, a user of system 100 remotely controls the initiation of cement hydration. In addition, system 100 may initiate an autocatalytic process. For example, the transducers 802 may generate ultrasonic signals that initiate an autocatalytic free radical release that propagates through the cement slurry 108. In these cases, the process may be initiated from a single point. Cement slurry 108 may include additives (eg, free radical dopants) that release free radical species throughout the slurry 108 in response to at least ultrasonic initiation and hydration.

Figurene 9A-H viser eksempelgrafer som demonstrerer påvirkning fra soniske signaler på sementoppslemminger. I disse eksempler ble målinger gjort på sementoppslemminger som ble sonisk aktivert i sammenligning med sementoppslemminger som ikke ble sonisk aktivert. Spesielt ble ultralyd benyttet til å akselerere stivning av retarderte sementoppslemminger. Sementoppslemmingene ble retardert ved bruk av følgende tre retardatorer: EDTA, en kombinasjon av FDP-C742A og EDTA samt en kombinasjon av FDP-C742A og komponent R. Uten eksponering for ultralyd ble sementoppslemminger pumpet mellom 6,5 og 80 timer. Etter eksponering for 20 kHz av ultralyd ble pumpetidene for disse oppslemminger redusert 40-50 %. I tillegg ble det kjørt en kontroll pumpetid ved bruk av ren sement med og uten eksponering for ultralyd. Ultralyden viste seg ikke å påvirke pumpetidene for den rene sement. Basert i det minste delvis på disse data, viser ultralyd seg å påvirke retardatorene og kan som et resultat akselerere stivningsprosessen. Figures 9A-H show example graphs demonstrating the effect of sonic signals on cement slurries. In these examples, measurements were made on cement slurries that were sonically activated in comparison with cement slurries that were not sonically activated. In particular, ultrasound was used to accelerate the setting of retarded cement slurries. The cement slurries were retarded using the following three retarders: EDTA, a combination of FDP-C742A and EDTA, and a combination of FDP-C742A and component R. Without exposure to ultrasound, cement slurries were pumped between 6.5 and 80 hours. After exposure to 20 kHz of ultrasound, the pumping times for these slurries were reduced by 40-50%. In addition, a control pumping time was run using pure cement with and without exposure to ultrasound. The ultrasound did not appear to affect the pumping times of the pure cement. Based at least in part on these data, ultrasound appears to affect the retarders and, as a result, can accelerate the solidification process.

Det vises til figur 9A hvor graf 910 plotter data for sementoppslemming omfattende 1,97 kg/l (klasse H sement, ren) operert ved 48,9 9C og 248 bar i 30 minutter. Sementen ble ikke utsatt for ultralyd. Graf 910 inkluderer en topp 912 som indikerer at pumpetiden var 2 timer og 23 minutter. Det vises nå til figur 9B hvor graf 920 viser data for samme sementoppslemming som graf 910 inkludert eksponering for 20 kHz ultralyd i syv minutter. I dette eksperimentet ble ultralyd slått av etter 5 minutter som følge av enøkning av temperaturen i sementoppslemmingen. Sementoppslemmingen ble eksponert i ytterligere to minutter for ultralyd og kjølt. Graf 920 inkludert en topp 922 indikerer pumpetiden å være 2 timer. Reference is made to Figure 9A where graph 910 plots data for cement slurry comprising 1.97 kg/l (class H cement, neat) operated at 48.9°C and 248 bar for 30 minutes. The cement was not exposed to ultrasound. Graph 910 includes a peak 912 indicating that the pumping time was 2 hours and 23 minutes. Reference is now made to Figure 9B where graph 920 shows data for the same cement slurry as graph 910 including exposure to 20 kHz ultrasound for seven minutes. In this experiment, ultrasound was turned off after 5 minutes due to an increase in the temperature of the cement slurry. The cement slurry was exposed for a further two minutes to ultrasound and cooled. Graph 920 including a peak 922 indicates the pumping time to be 2 hours.

Det vises til figur 9C hvor graf 930 plotter data for sementoppslemming omfattende 1,97 kg/l (klasse H sement), 1% EDTA) operert ved 48,9 9C og 248 bar i 30 minutter. Sementoppslemmingen ble ikke eksponert for ultralyd. Graf 930 inneholder en topp 932 som indikerer pumpetiden å være 7 timer og 45 minutter. Det vises til figur 9D hvor graf 940 plotter samme data for samme sementoppslemming som graf 930 inkludert eksponering for 20 kHz ultralyd i 7 minutter (5 minutter på, 2 minutter av, 2 minutter på). I dette eksperiment ble ultralyd slått av etter 5 minutter som en følge avøkning i temperaturen i sementoppslemmingen. Sementoppslemmingen ble eksponert for ytterligere 2 minutter med ultralyd etter at den var kjølt. Pumpetiden var 4 timer og 15 minutter. Reference is made to Figure 9C where graph 930 plots data for cement slurry comprising 1.97 kg/l (class H cement), 1% EDTA) operated at 48.9°C and 248 bar for 30 minutes. The cement slurry was not exposed to ultrasound. Graph 930 contains a peak 932 indicating the pumping time to be 7 hours and 45 minutes. Reference is made to Figure 9D where graph 940 plots the same data for the same cement slurry as graph 930 including exposure to 20 kHz ultrasound for 7 minutes (5 minutes on, 2 minutes off, 2 minutes on). In this experiment, ultrasound was switched off after 5 minutes as a consequence of the temperature increase in the cement slurry. The cement slurry was exposed to an additional 2 minutes of ultrasound after it had cooled. The pumping time was 4 hours and 15 minutes.

Det vises til figur 9E hvor graf 950 plotter data for sementoppslemming omfattende 1,97 kg/l (klasse G sement), m/ 35 % SSA-1,10,4 SSA-1, 1 % CFR-3, 0,8 % Halad-200,1,5 l/sk Gascon 469, 1,8 % FDP-C742A, 1,8 % EDTA, 1,141/sk NF-6) med % som bwoc. Driftsbetingelsene var 204 °C og 900 bar i 90 minutter. Sementoppslemmingen ble ikke eksponert for ultralyd. Pumpetiden var 6 timer og 46 minutter. Det vises til figur 6 hvor graf 960 plotter data for samme sementoppslemming som graf 950 inkludert eksponering for 20kHz ultralyd i 15 minutter (10 minutter på, 1 minutt av, 5 minutter på). I dette eksperimentet ble ultralyd slått av etter 10 minutter som følge av enøkning av temperaturen i sementoppslemmingen. Sementoppslemmingen ble eksponert for ytterligere 5 minutter av ultralyd og kjølt. Pumpetiden var 3 timer 15 minutter. Reference is made to Figure 9E where graph 950 plots data for cement slurry comprising 1.97 kg/l (class G cement), w/ 35% SSA-1,10,4 SSA-1, 1% CFR-3, 0.8% Halad-200,1.5 l/sk Gascon 469, 1.8% FDP-C742A, 1.8% EDTA, 1.141/sk NF-6) with % as bwoc. The operating conditions were 204 °C and 900 bar for 90 minutes. The cement slurry was not exposed to ultrasound. The pumping time was 6 hours and 46 minutes. Reference is made to figure 6 where graph 960 plots data for the same cement slurry as graph 950 including exposure to 20kHz ultrasound for 15 minutes (10 minutes on, 1 minute off, 5 minutes on). In this experiment, ultrasound was turned off after 10 minutes due to an increase in the temperature of the cement slurry. The cement slurry was exposed to an additional 5 minutes of ultrasound and cooled. The pumping time was 3 hours 15 minutes.

Det vises til figur 9G hvor graf 970 plotter data for sementoppslemming omfattende 1,97 kg/l (klasse G sement), m/ 35 % SSA-1,10,4 SSA-1,1 % CFR-3, 0,8 % Halad-200,1,5 l/sk Gascon 469,1,8 % FDP-C742A, 0,8 % komponent R, 1,141/sk NF-6) med % i bwoc. Driftsbetingelsene var 217 C og 900 bar i 90 minutter. Sementoppslemmingen ble ikke eksponert for ultralyd. Pumpetiden av 79 timer. Det vises til figur pH hvor graf 980 plotter data for samme sementoppslemming som graf 970 inkludert eksponering for 20 kHz ultralyd i 15 minutter (5 minutters intervaller). Pumpetiden var 50 timer. Foreliggende oppfinnelse er vel tilpasset til å oppnå de mål og fordeler som er nevnt så vel som andre iboende sådanne. De spesifikke utførelsesformer beskrevet ovenfor er kun illustrative idet oppfinnelsen kan bli modifisert og praktisert på forskjellige ekvivalente måter som vi være åpenbare for en person med vanlig kunnskap innen fagområdet med støtte i denne beskrivelse. Videre er ingen begrensninger tilsiktet til detaljer ved konstruksjon eller design som her er vist, andre enn de som fremgår av de følgende patentkrav. Det er derfor åpenbart av de spesifikke, illustrative utførelsesformer som er vist kan endres eller modifiseres og alle slike variasjoner skal anses å være innenfor rammen av foreliggende oppfinnelse. Mens blandinger og fremgangsmåter er beskrevet med uttrykk som «omfattende», «inneholdende» eller «inkluderende» forskjellige komponenter eller trinn, kan også «hovedsakelig bestå av» eller «bestå av» de forskjellige komponenter og trinn. Når et numerisk område er angitt med nedre og øvre grense, skal ethvert tall og ethvert område som faller innenfor dette området anses spesifikt beskrevet. Spesielt skal alle områder med verdier (på formen «omtrent a til omtrent b» eller ekvivalent, «fra omtrent a til b», eller ekvivalent «fra omtrent a-b») her beskrevet, forstås å fremsette ethvert tall og ethvert område innenfor det bredere område av verdier. Videre har alle betegnelser i patentkravene deres vanlige, ordinære mening med mindre annet eksplisitt og klart er angitt av patenthaveren. Reference is made to figure 9G where graph 970 plots data for cement slurry comprising 1.97 kg/l (class G cement), w/ 35% SSA-1,10,4 SSA-1.1% CFR-3, 0.8% Halad-200.1.5 l/sk Gascon 469.1.8% FDP-C742A, 0.8% component R, 1.141/sk NF-6) with % in bwoc. The operating conditions were 217 C and 900 bar for 90 minutes. The cement slurry was not exposed to ultrasound. The pumping time of 79 hours. Reference is made to figure pH where graph 980 plots data for the same cement slurry as graph 970 including exposure to 20 kHz ultrasound for 15 minutes (5 minute intervals). The pumping time was 50 hours. The present invention is well adapted to achieve the goals and advantages mentioned as well as other inherent ones. The specific embodiments described above are only illustrative in that the invention may be modified and practiced in various equivalent ways as will be obvious to a person of ordinary skill in the field supported by this description. Furthermore, no limitations are intended for details of construction or design shown here, other than those that appear in the following patent claims. It is therefore obvious that the specific, illustrative embodiments shown may be changed or modified and all such variations shall be considered to be within the scope of the present invention. While compositions and methods are described with terms such as "comprehensive", "comprising" or "including" various components or steps, "mainly consisting of" or "consisting of" the various components and steps may also be used. When a numerical range is indicated by lower and upper limits, any number and any range falling within that range shall be deemed specifically described. In particular, all ranges of values (in the form "about a to about b" or equivalently, "from about a to b", or equivalently "from about a-b") described here shall be understood to represent any number and any range within the wider range of values. Furthermore, all designations in the patent claims have their usual, ordinary meaning unless otherwise explicitly and clearly stated by the patentee.

Claims (57)

1. Fremgangsmåte ved plassering av en stivnbar blanding i et brønnhull,karakterisert vedå overføre et sonisk signal i den stivnbare blanding for å initiere stivning ved bruk av en mekanisme som er direkte responsivt på det soniske signal1. Method of placing a solidifiable mixture in a wellbore, characterized by transmitting a sonic signal in the solidifiable mixture to initiate solidification using a mechanism that is directly responsive to the sonic signal 2. Fremgangsmåte i samsvar med patentkrav 1,karakterisert vedat det omfatter behandling av en underjordisk formasjon ved å plassere den stivnbare blanding inkludert en kapsel i et brønnhull, idet kapselen blir benyttet for å øke stivningsraten som respons på et sonisk signal, og overføre det soniske signal til minst en del av den stivnbare blanding for å frigi en aktivator fra kapselen, idet aktivatoren er konfigurert til å øke stivningsraten av den stivnbare blanding.2. Method in accordance with patent claim 1, characterized in that it comprises treating an underground formation by placing the solidifiable mixture including a capsule in a wellbore, the capsule being used to increase the solidification rate in response to a sonic signal, and transmitting the sonic signaling at least a portion of the curable mixture to release an activator from the capsule, the activator being configured to increase the rate of setting of the curable mixture. 3. Fremgangsmåte i samsvar med patentkrav 2,karakterisert vedat behandlingen er sementering og at den stivnbare blanding omfatter en sementblanding, idet kapselen innkapsler en aktivator og idet signalet blir overført for å frigi aktivatoren fra den innkapslende kapsel.3. Method in accordance with patent claim 2, characterized in that the treatment is cementation and that the hardenable mixture comprises a cement mixture, the capsule encapsulating an activator and the signal being transmitted to release the activator from the encapsulating capsule. 4. Fremgangsmåte i samsvar med patentkrav 1 eller 2,karakterisert vedat den stivnbare blanding omfatter i det minste én av en sementblanding, en harpiksblanding, et stivnbart slam, en «conformance» blanding, eller en sirkulasjonstapsblanding.4. Method in accordance with patent claim 1 or 2, characterized in that the hardenable mixture comprises at least one of a cement mixture, a resin mixture, a hardenable sludge, a "conformance" mixture, or a circulation loss mixture. 5. Fremgangsmåte i samsvar med patentkrav 1, 2, 3 eller 2,karakterisert vedat mekanismen inkluderer aktivering av en aktivator eller deaktivering av en retardator, idet den aktiverte aktivator er konfigurert til å øke stivningsraten av den stivnbare blanding.5. Method according to claim 1, 2, 3 or 2, characterized in that the mechanism includes activation of an activator or deactivation of a retarder, the activated activator being configured to increase the rate of setting of the settable mixture. 6. Fremgangsmåte i samsvar med et hvilket som helst av de foregående patentkrav,karakterisertved at den stivnbare blanding omfatter en fri radikal «dopant» som autokatalytisk frigir fri radikaler som respons på det soniske signal.6. Method in accordance with any of the preceding patent claims, characterized in that the solidifiable mixture comprises a free radical "dopant" which autocatalytically releases free radicals in response to the sonic signal. 7. Fremgangsmåte i samsvar med patentkrav 6,karakterisert vedat den stivnbare blanding inkluderer et polymeradditiv, idet de frigitte, autokatalytiske fri radikaler initierer polymerisasjon av minst en del av den stivnbare blanding.7. Method in accordance with patent claim 6, characterized in that the hardenable mixture includes a polymer additive, the released, autocatalytic free radicals initiating polymerization of at least part of the hardenable mixture. 8. Fremgangsmåte i samsvar med et hvilket som helst av de foregående patentkrav,karakterisertved at mekanismen inkluderer reduksjon av partikkelstørrelse i sementoppslemmingen.8. Method in accordance with any of the preceding patent claims, characterized in that the mechanism includes reduction of particle size in the cement slurry. 9. Fremgangsmåte i samsvar med et hvilket som helst av de foregående patentkrav,karakterisertved at mekanismen inkluderer å øke i det minste én avtrykket eller temperaturen av den stivnbare blanding.9. Method according to any one of the preceding claims, characterized in that the mechanism includes increasing at least one pressure or temperature of the curable mixture. 10. Fremgangsmåte i samsvar med et hvilket som helst av de foregående patentkrav,karakterisert vedat det soniske signal blir overført ved en frekvens i området fra omtrent 20 Hz til omtrent 2 Mhz.10. Method according to any one of the preceding patent claims, characterized in that the sonic signal is transmitted at a frequency in the range from about 20 Hz to about 2 Mhz. 11. Fremgangsmåte i samsvar med et hvilket som helst av de foregående patentkrav,karakterisert vedvidere å omfatte å bestemme minst én frekvens for overføring av det soniske signal, basert i det minste delvis på en inhibitor-kjemi av den stivnbare blanding.11. A method according to any one of the preceding claims, characterized by further comprising determining at least one frequency of transmission of the sonic signal, based at least in part on an inhibitor chemistry of the curable mixture. 12. Fremgangsmåte i samsvar med et hvilket som helst av de foregående patentkrav,karakterisert vedat det soniske signal er et ultrasonisk signal.12. Method in accordance with any one of the preceding patent claims, characterized in that the sonic signal is an ultrasonic signal. 13. Fremgangsmåte i samsvar med patentkrav 12,karakterisert vedat det ultrasoniske signal blir overført ved en frekvens i området fra omtrent 20 til omtrent 2 Mhz, eller er hovedsakelig sentrert i nevnte område.13. Method in accordance with patent claim 12, characterized in that the ultrasonic signal is transmitted at a frequency in the range from approximately 20 to approximately 2 Mhz, or is mainly centered in said range. 14. Fremgangsmåte i samsvar med et hvilket som helst av patentkravene 1 til 11,karakterisertved at det soniske signal er et akustisk signal.14. Method according to any one of patent claims 1 to 11, characterized in that the sonic signal is an acoustic signal. 15. Fremgangsmåte i samsvar med patentkrav 14,karakterisert vedat det akustiske signal blir overført med en frekvens i området fra omtrent 20 Hz til omtrent 20 kHz.15. Method in accordance with patent claim 14, characterized in that the acoustic signal is transmitted with a frequency in the range from approximately 20 Hz to approximately 20 kHz. 16. Fremgangsmåte i samsvar med et hvilket som helst av patentkravene 2 til 15,karakterisertved at kapselen er sonisk aktivert.16. Method according to any one of claims 2 to 15, characterized in that the capsule is sonically activated. 17. Fremgangsmåte i samsvar med et hvilket som helst av patentkravene 2 til 16,karakterisertved at kapselen omfatter et skall som innelukker eller innkapsler én eller flere aktivatorer.17. Method according to any one of patent claims 2 to 16, characterized in that the capsule comprises a shell which encloses or encapsulates one or more activators. 18. Fremgangsmåte i samsvar med patentkrav 17,karakterisert vedat skallet omfatter en sonisk responsiv polymer.18. Method in accordance with patent claim 17, characterized in that the shell comprises a sonically responsive polymer. 19. Fremgangsmåte i samsvar med et hvilket som helst av patentkravene 12 til 18,karakterisertved at kapselen eller hver av et flertall kapsler, omfatter et skall valgt fra gruppen bestående av polystyren, etylen/ vinylacetat, acetat kopolymer, polymetylmetakrylat, polyuretaner, polymelkesyre, polyvinylalkohol, polyvinylacetat, hydrolysen etylen/ vinylacetat og kopolymere av de nevnte.19. Method according to any one of patent claims 12 to 18, characterized in that the capsule or each of a plurality of capsules comprises a shell selected from the group consisting of polystyrene, ethylene/vinyl acetate, acetate copolymer, polymethyl methacrylate, polyurethanes, polylactic acid, polyvinyl alcohol , polyvinyl acetate, hydrolyzed ethylene/vinyl acetate and copolymers of the aforementioned. 20. Fremgangsmåte i samsvar med et hvilket som helst av de foregående patentkrav,karakterisert vedat den stivnbare blanding stivner i området fra omtrent 1 minutt til omtrent 24 timer etter å ha reagert med en eller nevnte aktivator.20. Method according to any one of the preceding claims, characterized in that the solidifiable mixture solidifies in the range from about 1 minute to about 24 hours after reacting with one or said activator. 21. Fremgangsmåte i samsvar med et hvilket som helst av patentkravene 2 til 20,karakterisertved at et flertall av kapsler er blandet med en sementblanding til en aktivatorkonsentrasjon fra omtrent 0,5 vekt-% til omtrent 30 vekt-% av sementen.21. A method according to any one of claims 2 to 20, characterized in that a plurality of capsules are mixed with a cement mixture to an activator concentration of from about 0.5% by weight to about 30% by weight of the cement. 22. Fremgangsmåte i samsvar med et hvilket som helst av de foregående patentkrav,karakterisert vedat den stivnbare blanding er en sementblanding omfattende en hydraulisk sement, et basisfluid og en retardator.22. Method according to any one of the preceding patent claims, characterized in that the hardenable mixture is a cement mixture comprising a hydraulic cement, a base fluid and a retarder. 23. Fremgangsmåte i samsvar med et hvilket som helst av de foregående patentkrav,karakterisert vedat den stivnbare blanding er en sementblanding valgt fra gruppen bestående av Portlandsement, puzzolan sement, høyaluminat sement, gipssement, silikasement, høyalkalisk sement og sorelsement.23. Method in accordance with any one of the preceding patent claims, characterized in that the hardenable mixture is a cement mixture selected from the group consisting of Portland cement, pozzolan cement, high aluminate cement, gypsum cement, silica cement, high alkali cement and sour cement. 24. Fremgangsmåte i samsvar med et hvilket som helst av patentkravene 2 til 23,karakterisertved at minst én dimensjon av nevnte kapsel er fra omtrent 10 nanometer til omtrent 10 000 mikrometer.24. A method according to any one of claims 2 to 23, characterized in that at least one dimension of said capsule is from about 10 nanometers to about 10,000 micrometers. 25. Fremgangsmåte i samsvar med et hvilket som helst av patentkravene 2 til 24,karakterisertved at nevnte eller hver kapsel omfatter en sfæroide med minst én dimensjon i området fra omtrent 5 mikrometer (u.m) til omtrent 20 u.m.25. A method according to any one of claims 2 to 24, characterized in that said or each capsule comprises a spheroid having at least one dimension in the range from about 5 micrometers (u.m) to about 20 u.m. 26. Fremgangsmåte i samsvar med patentkrav 2 eller 3 eller et hvilket som helst av patentkravene 5 til 25,karakterisert vedat aktivatoren er valgt fra gruppen bestående av natriumhydroksid, natriumkarbonat, aminforbindelser, salter omfattende kalsium, natrium, magnesium, aluminium og kombinasjoner av disse.26. Method according to claim 2 or 3 or any one of claim 5 to 25, characterized in that the activator is selected from the group consisting of sodium hydroxide, sodium carbonate, amine compounds, salts comprising calcium, sodium, magnesium, aluminum and combinations thereof. 27. Fremgangsmåte i samsvar med patentkrav 2 eller 3 eller ethvert av patentkravene 5 til 25,karakterisert vedat aktivatoren er valgt fra gruppen bestående av kalsiumklorid, kalsiumnitritt, kalsiumnitrat, natriumklorid, natriumaluminat, natriumsilikat, magnesiumklorid og kombinasjoner av disse.27. Method in accordance with patent claims 2 or 3 or any of patent claims 5 to 25, characterized in that the activator is selected from the group consisting of calcium chloride, calcium nitrite, calcium nitrate, sodium chloride, sodium aluminate, sodium silicate, magnesium chloride and combinations thereof. 28. Fremgangsmåte i samsvar med patentkrav 2 eller 3 eller ethvert av patentkravene 5 til 25,karakterisert vedat aktivatoren er valgt fra gruppen bestående av trietanolamin, tripropanolamin, tri-isopropanolamin, dietanolamin og kombinasjoner av disse.28. Method in accordance with patent claims 2 or 3 or any of patent claims 5 to 25, characterized in that the activator is selected from the group consisting of triethanolamine, trippropanolamine, triisopropanolamine, diethanolamine and combinations thereof. 29. Blanding for å behandle en brønn, omfattende en stivnbar blanding,karakterisert vedå omfatte enten: (i) en aktivator idet aktivatoren blir frigitt som respons på et sonisk signal for å initiere stivning av den stivnbare blanding, eller (ii) en stivningsretardator idet stivningsretardatoren responderer på et sonisk signal for å akselerere stivning av den stivnbare blanding.29. A mixture for treating a well, comprising a solidifiable mixture, characterized by comprising either: (i) an activator, wherein the activator is released in response to a sonic signal to initiate solidification of the solidifiable mixture, or (ii) a solidification retarder, wherein the setting retarder responds to a sonic signal to accelerate setting of the settable mixture. 30. Blanding i samsvar med patentkrav 29,karakterisert vedat den stivnbare blanding omfatter i det minste én av en sementblanding, en harpiksblanding, et stivnbart slam, et conformance fluid eller en sirkulasjonstapsblanding.30. Mixture in accordance with patent claim 29, characterized in that the hardenable mixture comprises at least one of a cement mixture, a resin mixture, a hardenable sludge, a conformation fluid or a circulation loss mixture. 31. Blanding i samsvar med patentkrav 29 eller 30,karakterisert vedat den frigitte aktivator er konfigurert til å øke stivningsraten til den stivnbare blanding.31. Mixture in accordance with claim 29 or 30, characterized in that the released activator is configured to increase the setting rate of the settable mixture. 32. Blanding i samsvar med et hvilket som helst av patentkravene 29 til 31,karakterisert vedat den stivnbare blanding omfatter et polymeradditiv.32. Mixture according to any one of claims 29 to 31, characterized in that the curable mixture comprises a polymer additive. 33. Blanding i samsvar med patentkrav 32,karakterisert vedat polymeradditivet omfatter minst én monomer, en prepolymer, en oligimer eller en kortkjedet polymer som polymeriseres som respons på det soniske signal.33. Mixture in accordance with patent claim 32, characterized in that the polymer additive comprises at least one monomer, a prepolymer, an oligomer or a short-chain polymer which is polymerized in response to the sonic signal. 34. Blanding i samsvar med et hvilket som helst av patentkravene 29 til 33,karakterisert vedat den stivnbare blanding omfatter en fri radikal dopant som autokatalytisk frigir fri radikale som respons på det soniske signal.34. Mixture according to any one of claims 29 to 33, characterized in that the curable mixture comprises a free radical dopant which autocatalytically releases free radicals in response to the sonic signal. 35. Blanding i samsvar med patentkrav 34,karakterisert vedat den stivnbare blanding inkluderer et polymeradditiv, idet de frigitte, autokatalytiske fri radikaler initierer polymerisering av minst en del av den stivnbare blanding.35. Mixture in accordance with patent claim 34, characterized in that the curable mixture includes a polymer additive, the released autocatalytic free radicals initiating polymerization of at least a part of the curable mixture. 36. Blanding i samsvar med et hvilket som helst av patentkravene 29 til 35,karakterisert vedat det soniske signal reduserer en partikkelstørrelse i den stivnbare blanding.36. A mixture according to any one of claims 29 to 35, characterized in that the sonic signal reduces a particle size in the solidifiable mixture. 37. Blanding i samsvar med et hvilket som helst av patentkravene 29 til 36,karakterisert vedat det soniske signal reduserer i det minste én av trykk eller temperatur av den stivnbare blanding.37. A mixture according to any one of claims 29 to 36, characterized in that the sonic signal reduces at least one of pressure or temperature of the curable mixture. 38. Blanding i samsvar med et hvilket som helst av patentkravene 29 til 37,karakterisert vedat en frekvens for å overføre det soniske signal er basert i det minste delvis på en inhibitor-kjemi av den stivnbare blanding.38. A mixture according to any one of claims 29 to 37, characterized in that a frequency for transmitting the sonic signal is based at least in part on an inhibitor chemistry of the curable mixture. 39. Blanding i samsvar med et hvilket som helst av patentkravene 29 til 38,karakterisert vedat det soniske signal omfatter et ultrasonisk signal.39. Mixture according to any one of claims 29 to 38, characterized in that the sonic signal comprises an ultrasonic signal. 40. Blanding i samsvar med patentkrav 39,karakterisert vedat det ultrasoniske signal omfatter overført ved en frekvens i området fra omtrent 20 kHz til omtrent 2 MHz.40. Mixture in accordance with patent claim 39, characterized in that the ultrasonic signal comprises transmitted at a frequency in the range from approximately 20 kHz to approximately 2 MHz. 41. Blanding i samsvar med patentkravene 29 til 40,karakterisert vedat det soniske signal omfatter et akustisk signal.41. Mixture in accordance with patent claims 29 to 40, characterized in that the sonic signal comprises an acoustic signal. 42. Blanding i samsvar med patentkrav 41,karakterisert vedat det akustiske signal blir overført med en frekvens i området fra omtrent 20 Hz til omtrent 20 kHz.42. Mixture in accordance with patent claim 41, characterized in that the acoustic signal is transmitted with a frequency in the range from approximately 20 Hz to approximately 20 kHz. 43. Blanding i samsvar med patentkrav 29 til 48,karakterisert vedat aktivatoren er innelukket i et skall valgt fra gruppen bestående av en polystyren, etylen/ vinylacetat kopolymer, polymetylmetakrylat, polyuretaner, polymelkesyre, polyglykolsyre, polyvinylalkohol, polyvinylacetat, hydrolysen etylen/ vinylacetat og kopolymere av disse.43. Mixture in accordance with patent claims 29 to 48, characterized in that the activator is enclosed in a shell selected from the group consisting of a polystyrene, ethylene/vinyl acetate copolymer, polymethyl methacrylate, polyurethanes, polylactic acid, polyglycolic acid, polyvinyl alcohol, polyvinyl acetate, hydrolyzed ethylene/vinyl acetate and copolymers of these. 44. Blanding i samsvar med patentkravene 29 til 43,karakterisert vedat aktivatoren er innelukket i et skall som er en sonisk responsiv polymer.44. Mixture in accordance with patent claims 29 to 43, characterized in that the activator is enclosed in a shell which is a sonic responsive polymer. 45. Blanding i samsvar med patentkrav 44,karakterisert vedat i det minste én dimensjon av skallet er fra omtrent 10 nanometer til 10 000 mikrometer.45. A mixture according to claim 44, characterized in that at least one dimension of the shell is from about 10 nanometers to 10,000 micrometers. 46. Blanding i samsvar med patentkrav 44,karakterisert vedat skalet omfatter et sfæroid med i det minste en dimensjon i området fra omtrent 5 mikrometer (u.m) til omtrent 20 u.m.46. A mixture according to claim 44, characterized in that the shell comprises a spheroid with at least one dimension in the range from about 5 micrometers (um) to about 20 um. 47. Blanding i samsvar med patentkravene 29 til 46,karakterisert vedat aktivatoren blir blandet med den stivnbare blanding ved en konsentrasjon i området fra omtrent 0,5 til omtrent 30 vekt-% av vekten av den stivnbare blanding.47. A mixture according to claims 29 to 46, characterized in that the activator is mixed with the curable mixture at a concentration in the range from about 0.5 to about 30% by weight of the weight of the curable mixture. 48. Blanding i samsvar med patentkravene 29 til 47,karakterisert vedat den stivnbare blanding omfatter en hydraulisk sement, et basisfluid og en retardator.48. Mixture in accordance with patent claims 29 to 47, characterized in that the hardenable mixture comprises a hydraulic cement, a base fluid and a retarder. 49. Blanding i samsvar med patentkravene 29 til 48,karakterisert vedat den stivnbare blanding er valgt fra gruppen bestående av Portlandsement, puzzolan sement, høyaluminat sement, gipssement, silikasement, høyalkalisk sement og sorelsement.49. Mixture in accordance with patent claims 29 to 48, characterized in that the hardenable mixture is selected from the group consisting of Portland cement, pozzolan cement, high aluminate cement, gypsum cement, silica cement, highly alkaline cement and sorel cement. 50. Blanding i samsvar med patentkravene 29 til 49,karakterisert vedat den stivnbare blanding stivner i et område fra omtrent ett minutt til omtrent 24 timer etter å ha reagert med aktivatoren.50. A composition according to claims 29 to 49, characterized in that the curable composition sets in a range from about one minute to about 24 hours after reacting with the activator. 51. Blanding i samsvar med patentkravene 29 til 50,karakterisert vedat aktivatoren er valgt fra gruppen bestående av natriumhydroksid, natriumkarbonat, aminforbindelser, salter omfattende kalsium, natrium, magnesium, aluminium og kombinasjoner av disse.51. Mixture in accordance with patent claims 29 to 50, characterized in that the activator is selected from the group consisting of sodium hydroxide, sodium carbonate, amine compounds, salts including calcium, sodium, magnesium, aluminum and combinations thereof. 52. Blanding i samsvar med patentkravene 29 til 51,karakterisert vedat aktivatoren er valgt fra gruppen bestående av kalsiumklorid, kalsiumnitritt, kalsiumnitrat, natriumklorid, natriumaluminat, natriumsilikat, magnesiumklorid og kombinasjoner av disse.52. Mixture in accordance with patent claims 29 to 51, characterized in that the activator is selected from the group consisting of calcium chloride, calcium nitrite, calcium nitrate, sodium chloride, sodium aluminate, sodium silicate, magnesium chloride and combinations thereof. 53. Blanding i samsvar med patentkravene 29 til 52,karakterisert vedat aktivatoren er valgt fra gruppen bestående av trietanolamin, tripropanolamin, tri-isopropanolamin, dietanolamin og kombinasjoner av disse.53. Mixture in accordance with patent claims 29 to 52, characterized in that the activator is selected from the group consisting of triethanolamine, trippropanolamine, triisopropanolamine, diethanolamine and combinations thereof. 54. Blanding i samsvar med patentkrav 29,karakterisert vedat det soniske signal i hovedsak deaktiverer stivningsretardatoren.54. Mixture in accordance with patent claim 29, characterized in that the sonic signal essentially deactivates the setting retarder. 55. Blanding i samsvar med patentkravene 29 til 52,karakterisert vedat den stivnbare blanding stivner i et område fra omtrent ett minutt til omtrent 24 timer etter at stivningsretardatoren responderer på det soniske signal.55. A mixture according to claims 29 to 52, characterized in that the settable mixture sets in a range from about one minute to about 24 hours after the set retarder responds to the sonic signal. 56. Blanding i samsvar med patentkrav 29, 54 eller 55,karakterisert vedat det soniske signal omfatter et ultrasonisk signal.56. Mixture in accordance with patent claim 29, 54 or 55, characterized in that the sonic signal comprises an ultrasonic signal. 57. Blanding i samsvar med patentkrav 56,karakterisert vedat det ultrasoniske signal omfatter overført ved en frekvens i området fra omtrent 20 kHz til omtrent 2 MHz.57. Mixture in accordance with patent claim 56, characterized in that the ultrasonic signal comprises transmitted at a frequency in the range from approximately 20 kHz to approximately 2 MHz.
NO20120353A 2009-08-25 2012-03-23 Sonically activated stiffenable mixture and method using the same NO20120353A1 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US12/547,286 US20110048697A1 (en) 2009-08-25 2009-08-25 Sonically activating settable compositions
US12/547,281 US8047282B2 (en) 2009-08-25 2009-08-25 Methods of sonically activating cement compositions
PCT/GB2010/001560 WO2011023934A2 (en) 2009-08-25 2010-08-18 Sonically activating settable compositions and methods of activating them

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NO20120353A1 true NO20120353A1 (en) 2012-05-25

Family

ID=43628484

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO20120353A NO20120353A1 (en) 2009-08-25 2012-03-23 Sonically activated stiffenable mixture and method using the same

Country Status (6)

Country Link
AR (1) AR077947A1 (en)
AU (2) AU2010288346B2 (en)
BR (1) BR112012004122B1 (en)
CA (1) CA2771619C (en)
NO (1) NO20120353A1 (en)
WO (1) WO2011023934A2 (en)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2497809A1 (en) 2011-03-11 2012-09-12 Rhodia Opérations Encapsulated activator and its use to trigger a gelling system by physical means
US10000681B2 (en) 2012-12-21 2018-06-19 Halliburton Energy Services, Inc. Hollow hydrogel capsules and methods of using the same
CN108570313B (en) * 2018-04-09 2020-11-03 西南石油大学 Oil well cement high-temperature retarder microcapsule and preparation method thereof
US10711566B2 (en) * 2018-07-17 2020-07-14 Saudi Arabian Oil Company Wellbore cementing system
CN116445143B (en) * 2023-04-27 2024-04-26 中国石油大学(华东) Single-liquid plugging system and preparation method thereof

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3239005A (en) * 1964-01-28 1966-03-08 Jr Albert G Bodine Method of molding well liners and the like
SU574523A1 (en) * 1974-10-14 1977-09-30 Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Ядерной Геофизики И Геохимии Method of cementing oil-gas bore hole
US4512401A (en) * 1982-02-01 1985-04-23 Bodine Albert G Method for forming a cement annulus for a well
US4653587A (en) * 1986-02-19 1987-03-31 Bodine Albert G Method and apparatus for the sonic cementing of wells in porous formations
US4736794A (en) * 1986-02-19 1988-04-12 Bodine Albert G Method for the sonic cementing of down hole well casings
GB2366578B (en) * 2000-09-09 2002-11-06 Schlumberger Holdings A method and system for cement lining a wellbore
US6955219B2 (en) * 2003-07-03 2005-10-18 Enlink Geoenergy Services, Inc. Earth loop installation with sonic drilling
US7303014B2 (en) * 2004-10-26 2007-12-04 Halliburton Energy Services, Inc. Casing strings and methods of using such strings in subterranean cementing operations
US20090159282A1 (en) * 2007-12-20 2009-06-25 Earl Webb Methods for Introducing Pulsing to Cementing Operations

Also Published As

Publication number Publication date
AU2010288346B2 (en) 2015-04-09
CA2771619A1 (en) 2011-03-03
BR112012004122A2 (en) 2016-03-22
CA2771619C (en) 2014-12-16
AU2015202876B2 (en) 2016-12-22
BR112012004122B1 (en) 2019-08-27
WO2011023934A3 (en) 2011-06-30
AR077947A1 (en) 2011-10-05
AU2015202876A1 (en) 2015-06-18
WO2011023934A2 (en) 2011-03-03
AU2010288346A1 (en) 2012-03-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8047282B2 (en) Methods of sonically activating cement compositions
US9920235B2 (en) Cement set activators for set-delayed cement compositions and associated methods
US10544649B2 (en) Cement set activators for cement compositions and associated methods
US10626057B2 (en) Set-delayed cement compositions comprising pumice and associated methods
US9328281B2 (en) Foaming of set-delayed cement compositions comprising pumice and hydrated lime
AU2015202876B2 (en) Sonically activating settable compositions and methods of activating them
US20110048697A1 (en) Sonically activating settable compositions
US20170002257A1 (en) Passivated Cement Accelerator
US11242479B2 (en) Geopolymer cement for use in subterranean operations
CN105829642B (en) Set-delayed cement compositions including pumice and associated methods
CA2921230C (en) Two-part set-delayed cement compositions
MX2013000331A (en) Hybrid cement set-on-command compositions and methods of use.
RU2635413C2 (en) Cement setting activators for cement compositions and corresponding methods
CA2920783C (en) Cement set activators for set-delayed cement compositions and associated methods
RU2618540C1 (en) Cement setting activator for cement compositions with retarded setting and related methods
AU2018232978A1 (en) Foaming of set-delayed cement compositions comprising pumice and hydrated lime
CA2974105C (en) Set-delayed cement compositions comprising pumice and associated methods
AU2014354935B2 (en) Plugging and abandoning a well using a set-delayed cement composition comprising pumice

Legal Events

Date Code Title Description
FC2A Withdrawal, rejection or dismissal of laid open patent application