[发明专利]地层中使用包含水合硅酸钙晶种的水泥组合物的水泥灌注方法

权利要求书

1.一种在地层中灌注水泥的方法，所述方法包含：

在地层中引入水泥组合物，其中所述水泥组合物包含：

水泥；

水；和

水合硅酸钙(C-S-H)晶种，

其中，主要由所述水泥、所述水和所述C-S-H晶种按照与所述水泥组合物相同比例组成的测试水泥组合物，当在24小时、60℉(15.6℃)温度和3,000psi(20.7MPa)压力下测试时，形成至少1,200psi(8.3MPa)的抗压强度；并且

凝结所述水泥组合物。

2.一种在地层中灌注水泥的方法，所述方法包含：

在地层中引入水泥组合物，其中所述水泥组合物包含：

水泥；

水；和

水合硅酸钙(C-S-H)晶种，其中，所述C-S-H晶种的浓度至少足以使所述水泥组合物在24小时、60℉(15.6℃)温度和3,000psi(20.7MPa)压力下测试时形成至少1,200psi(8.3MPa)抗压强度，而当在24小时、60℉(15.6℃)温度和3,000psi(20.7MPa)压力下测试时，没有C-S-H晶种的基本相同的水泥组合物形成小于1,200psi(8.3MPa)的抗压强度；并且

凝结所述水泥组合物。

3.一种在地层中灌注水泥的方法，所述方法包含：

在地层中引入水泥组合物，其中所述水泥组合物包含：

水泥；

水；和

水合硅酸钙(C-S-H)晶种，其中所述C-S-H晶种是中观颗粒、纳米颗粒，或其组合，并且其中所述C-S-H晶种的浓度范围是水泥重量的约1%-约5%；并且

凝结所述水泥组合物。

4.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述C-S-H晶种浓度范围是水泥重量的约0.05%-约7%。

5.如权利要求1或3所述的方法，其特征在于，当在24小时、60℉(15.6℃)温度和3,000psi(20.7MPa)压力下测试时，所述水泥组合物的抗压强度范围是约1,000-约5,000psi(约6.9-约34.5MPa)。

6.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述水泥包含至少一种选自下组的水硬性水泥：波特兰(Portland)水泥、火山灰水泥、石膏水泥、高氧化铝水泥、矿渣水泥、氧化硅水泥，及其组合。

7.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述水选自：淡水、稍带咸味的水、盐水，及其任意组合。

8.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述C-S-H晶种具有粒度分布，使得至少90%的C-S-H晶种的粒度范围是1微米-0.1微米。

9.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述水泥组合物还包含胶乳添加剂。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述胶乳添加剂是包含作为分散相的固体橡胶颗粒和作为连续相的液体的浆液。

11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述橡胶颗粒选自：顺-l,4-聚异戊二烯橡胶;苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)、高苯乙烯树脂;丁基橡胶;乙烯-丙烯橡胶(EPM和EPDM);氯丁橡胶;腈橡胶;硅橡胶;氯磺化聚乙烯橡胶;交联化聚乙烯橡胶;表氯醇橡胶;氟碳橡胶;氟硅氧烷橡胶;聚氨酯橡胶;聚丙烯酸橡胶;聚硫橡胶;AMPS-苯乙烯-丁二烯橡胶;任意前述橡胶的改良种类;及其组合。

12.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述水泥组合物在60℉(15.6℃)温度和5,000psi(34.5MPa)压力下的增厚时间范围是约4-约15小时。

13.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述水泥组合物在60℉ (15.6℃)温度和3,000psi(20.7MPa)压力下的起始凝结时间小于24小时。

14.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述水泥组合物在60℉(15.6℃)温度下的凝结时间小于48小时。

15.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述水泥组合物在155℉(68.3℃)温度和4,500psi(31MPa)压力下使用SGSA静态凝胶强度方法的转变时间小于1小时。