[发明专利]低波特兰二氧化硅-石灰水泥

权利要求书

1.一种控制水泥组合物的反应的方法，所述方法包括：

计算水泥组合物的两种或更多种胶结组分的石灰与二氧化硅的比率；以及

调节所述胶结组分中的至少一种胶结组分的浓度，使得所述石灰与二氧化硅的比率满足或超过目标，

其中所述石灰与二氧化硅的比率是石灰与二氧化硅的重量比，并且其中所述石灰与二氧化硅的重量比为约10/90至约40/60。

2.如权利要求1所述的方法，所述方法还包括：

制备所述水泥组合物；以及

使所述水泥组合物凝固。

3.如权利要求2所述的方法，所述方法还包括将所述水泥组合物凝固物引入地下地层中。

4.如权利要求3所述的方法，其中使用一个或多个泵将所述水泥组合物引入所述地下地层中。

5.如权利要求2所述的方法，其中制备包括使用混合设备混合所述水泥组合物的组分，所述组分包含所述两种或更多种胶结组分和水。

6.如权利要求1-5中任一项所述的方法，其中所述胶结组分包括选自由波特兰水泥、二氧化硅源、石灰以及它们的组合组成的组的至少一种胶结组分。

7.如权利要求6所述的方法，其中所述胶结组分包括所述波特兰水泥，所述波特兰水泥的量为按所述胶结组分的重量计约10％至约50％和/或其中所述二氧化硅源包括选自由以下项组成的组的至少一种源：粉煤灰、煅烧粘土、矿渣、煅制二氧化硅、结晶二氧化硅、硅粉、水泥窑灰、沸石、农业废灰、天然火山灰，以及它们的组合。

8.如权利要求1-5中任一项所述的方法，其中所述水泥组合物还包含选自由以下项组成的组的一种或多种添加剂：加重剂、缓凝剂、促进剂、活化剂、气体控制添加剂、轻质添加剂、产气添加剂、机械性能增强添加剂、堵漏材料、过滤控制添加剂、失液量控制添加剂、消泡剂、发泡剂、迁移时间改进剂、分散剂、触变添加剂、悬浮剂，以及它们的组合。

9.如权利要求1-5中任一项所述的方法，所述方法还包括

选择石灰与二氧化硅的目标比率；

对水泥组合物的胶结组分执行氧化物分析；

根据所述氧化物分析计算所述水泥组合物中二氧化硅和石灰的总量；

计算所述水泥组合物的石灰与二氧化硅的比率；

计算所述水泥组合物中所需的附加石灰的浓度，以使所述石灰与二氧化硅的比率大于或等于所述石灰与二氧化硅的目标比率；和/或

计算所述胶结组分中的每一种胶结组分的溶解速率的步骤。

10.如权利要求1-5中任一项所述的方法，所述方法还包括计算石灰和二氧化硅的时间依赖性浓度并选择附加胶结组分以包括在所述水泥组合物中的步骤，其中基于每一种胶结组分的溶解速率来选择所述附加胶结组分。

11.一种用于生成水泥组合物的系统，所述系统包括：

多种胶结组分；以及

计算机系统，所述计算机系统被配置为接受来自用户的输入并生成用于所述水泥组合物的所述胶结组分的浓度，其中所述计算机系统被配置为基于石灰与二氧化硅的目标比率而生成所述胶结组分的所述浓度，

其中所述石灰与二氧化硅的比率是石灰与二氧化硅的重量比，并且其中所述石灰与二氧化硅的重量比为约10/90至约40/60。

12.如权利要求11所述的系统，其中所述计算机系统还被配置为通过计算石灰与二氧化硅的重量比并调节所述胶结组分中的每一种胶结组分的相对量以满足或超过所述石灰与二氧化硅的目标比率来改善所述水泥组合物。

13.如权利要求11至12中任一项所述的系统，所述系统还包括数据库，其中所述数据库包括所述胶结组分、对应于所述胶结组分中的每一种胶结组分的成本、对应于所述胶结组分中的每一种胶结组分的氧化物分析，以及对应于所述胶结组分中的每一种胶结组分的溶解数据。

14.如权利要求11至12中任一项所述的系统，其中所述石灰与二氧化硅的目标比率由用户定义或由所述计算机系统自动选择。