(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水、及び、
セメント
を含むバインダー組成物であって、前記セメントが、
高アルミナセメントと、
０．７より大きいシリカに対するアルミナの比率でアルミナ及びシリカを含む高アルミナ耐火性アルミノシリケート材料と、
リン含有材料と
を含むことを特徴とする、バインダー組成物。
【請求項２】
前記高アルミナセメントが、アルミン酸カルシウムを含む、請求項１に記載のバインダー組成物。
【請求項３】
前記高アルミナ耐火性アルミノシリケート材料が、前記高アルミナ耐火性アルミノシリケート材料の５０質量％より多い量でムライトを含む、請求項１に記載のバインダー組成物。
【請求項４】
前記高アルミナアルミノシリケートが、実質的にアモルファス材料を含まない、請求項３に記載のバインダー組成物。
【請求項５】
前記高アルミナ耐火性アルミノシリケート材料が、破砕耐火れんが、耐火れんがグロッグ、耐火モルタル、耐火粘土、ムライト、溶融ムライト、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される化合物を含む、請求項１に記載のバインダー組成物。
【請求項６】
前記リン含有材料が、リン酸塩、ヘキサメタリン酸塩、トリポリリン酸塩、オルトリン酸塩、メタリン酸塩、ポリリン酸塩、及びこれらの組み合わせ、からなる群から選択される化合物を含む、請求項１に記載のバインダー組成物。
【請求項７】
前記高アルミナセメントが、前記セメントの質量基準で２０％〜７０％の範囲の量で前記バインダー組成物中に存在し、
前記高アルミナ耐火性アルミノシリケート材料が、前記セメントの質量基準で２０％〜７０％の範囲の量で前記バインダー組成物中に存在し、そして
前記リン含有材料が、前記セメントの質量基準で１％〜３０％の範囲の量で前記バインダー組成物中に存在する、請求項１に記載のバインダー組成物。
【請求項８】
前記水が、前記バインダー組成物を含有するポンプ移送可能なスラリーを形成するのに十分な量で前記バインダー組成物中に存在する、請求項１に記載のバインダー組成物。
【請求項９】
凝結遅延剤を更に含有する、請求項８に記載のバインダー組成物。
【請求項１０】
第一の凝結遅延剤及び第二の凝結遅延剤を更に含有する、請求項８に記載のバインダー組成物。
【請求項１１】
凝結遅延剤、ミクロスフェア、粉砕ゴム粒子、炭素繊維、促進剤、界面活性剤、流体損失抑制剤、加重材、分散剤、気体発生剤、逸泥防止材、濾過調整剤、消泡剤、油膨潤性粒子、水膨潤性粒子、チキソトロピー付与剤、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される添加剤を更に含有する、請求項１に記載のバインダー組成物。
【請求項１２】
前記バインダー組成物を発泡させるのに十分な量の膨張剤と、
発泡剤、泡安定剤、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される化合物と、
を更に含有する、請求項１に記載のバインダー組成物。
【請求項１３】
バインダー組成物を地下層に導入する工程、及び、
前記バインダー組成物を凝結させる工程
を含むセメンチング方法であって、前記バインダー組成物が、
水と、
高アルミナセメントと、
０．７より大きいシリカに対するアルミナの比率でアルミナ及びシリカを含む高アルミナ耐火性アルミノシリケート材料と、
リン含有材料と
を含むスラリーを含むことを特徴とする、方法。
【請求項１４】
前記高アルミナ耐火性アルミノシリケート材料が、破砕耐火れんが、耐火れんがグロッグ、耐火モルタル、耐火粘土、ムライト、溶融ムライト、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される化合物を含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記高アルミナセメントが、前記高アルミナセメントと前記高アルミナ耐火性アルミノシリケート材料と前記リン含有材料との合計質量基準で２０％〜７０％の範囲の量で前記バインダー組成物中に存在し、
前記高アルミナ耐火性アルミノシリケート材料が、前記高アルミナセメントと前記高アルミナ耐火性アルミノシリケート材料と前記リン含有材料との合計質量基準で２０％〜７０％の範囲の量で前記バインダー組成物中に存在し、
前記リン含有材料が、前記高アルミナセメントと前記高アルミナ耐火性アルミノシリケート材料と前記リン含有材料との合計質量基準で１％〜３０％の範囲の量で前記バインダー組成物中に存在する、請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
前記バインダー組成物が、粒径が０．５９５ｍｍ（３０Ｕ．Ｓ．メッシュのサイズ）またはそれより小さい高アルミナ耐火性アルミノシリケート粒子を含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１７】
前記バインダー組成物を凝結させる工程が、前記バインダー組成物を９３．３℃（２００°Ｆ）以下の温度で凝結させる工程を含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１８】
前記バインダー組成物を凝結させる工程に続けて、２０４．４℃（４００°Ｆ）以上の温度で前記バインダー組成物を硬化させる工程を更に含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記バインダー組成物を硬化させる工程が、前記バインダー組成物を地下層から産出される１種以上の化合物に曝露させる工程を含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記バインダー組成物を硬化させる工程が、増進石油回収技術及び廃棄作業のうちの少なくとも１つを行う工程を含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２１】
前記高アルミナセメントと、前記高アルミナ耐火性アルミノシリケート材料と、前記リン含有材料とのうちの１つ以上を、混合装置を用いて水と混合する工程を更に含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項２２】
前記バインダー組成物が、１つ以上のポンプを用いて地下層の中に導入される、請求項１３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、概して、バインダー組成物を使用するセメンチング作業及び他の地下作業に関し、より詳しくは、耐腐食性及び耐熱性が向上したバインダー組成物、並びに当該組成物の形成に関連する使用方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
バインダー組成物は様々な地下用途で使用することができる。バインダー組成物を利用する地下用途の例は、地下層を貫通する坑井孔中に、ケーシングやライナーなどのパイプストリングがセメント固定される、一次セメンチングである。一次セメンチングを行う際、バインダー組成物は坑井孔の壁とその中に配置されたパイプストリングの外表面との間の環状空間にポンプ注入される場合がある。バインダー組成物は環状空間の中で凝結し、それによって、その中に、坑井孔中でパイプストリングを支持し、かつ位置づけると共に、パイプストリングの外表面を坑井孔の壁と結合させる、硬化セメントの環状シース（すなわちセメントシース）が形成される。バインダー組成物は、例えばパイプストリングのひび割れまたは穴を塞ぐためや、地下層の高浸透性層または割れ目を塞ぐためなどの補修セメンチング作業でも使用することができる。バインダー組成物は、例えば構造物のセメンチングなどの地上用途でも使用することができる。
【０００３】
坑井孔で用いられるもののようなバインダー組成物は、幅広い温度条件及び圧力条件に遭遇する場合があり、また、それに加えて二酸化炭素や流動酸などの様々な腐食性の化学物質に曝される場合もある。例えば、炭酸（Ｈ2ＣＯ3）が、地下水と二酸化炭素（ＣＯ2）との反応によって生成する場合がある。二酸化炭素は天然に存在する、及び／または、坑井中へ圧入される（例えばＣＯ2増進回収作業で）場合がある。炭酸は、いくつかのセメント（例えばポルトランドセメント）中に存在する場合がある水酸化カルシウムと反応すると考えられており、この反応はセメントを腐食させる場合があり、これが凝結セメントの劣化を引き起こす可能性がある。これは凝結セメントの浸透性を増加させ、それによって地下層からセメントを通ってケーシングへと化合物（例えば塩化物イオン及び硫化水素イオン）を浸み出させる恐れがあり、ひいてはケーシングを腐食させ、望ましくない層間の流体の連通を生じてさせてしまう恐れがある。腐食の問題は、高温の坑井（例えば地熱井）などの高温環境下で特に認められる場合があり、これには典型的には高温、高圧、及び高二酸化炭素濃度が含まれる。このような坑井では、セメントは５年足らずで機能不全になり、坑井ケーシングを崩壊させる場合がある。これは、ひいては生産損失を生じさせ、費用がかかるケーシングの修理を余儀なくさせる場合がある。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
【図１】本開示の態様に基づく、バインダー組成物の坑井孔への調製及び移送のためのシステムを示す。
【図２Ａ】図２Ａは本開示の態様に基づく、坑井孔へのバインダー組成物の打設のために使用できる抗外設備を示す。
【図２Ｂ】図２Ｂは本開示の態様に基づく、坑井孔アニュラスへのバインダー組成物の打設を示す。
【図３Ａ】図３Ａは、本開示の態様に従う試料バインダー組成物の、時間の関数としての様々な特性を示すチャートである。
【図３Ｂ】図３Ｂは、本開示の態様に従う試料バインダー組成物の、時間の関数としての様々な特性を示すチャートである。
【図４Ａ】図４Ａは、本開示の態様に従う試料バインダー組成物の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）画像である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、本開示の態様に従う試料バインダー組成物の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）画像である。
【発明を実施するための形態】
【０００５】
本開示の実施形態が描写及び記載されており、例示的な実施形態を参照することによって明確にされているが、このような参照は本開示を限定することを意図するものではなく、そのような限定が推測されるべきではない。開示した主題は、当業者及び本開示の利益を享受する者が想到するであろうような、形態及び機能に関する大幅な修正、変更、及び均等物が可能である。本開示に描写及び記載された実施形態は例示にすぎず、本開示の範囲を網羅するものではない。
【０００６】
本明細書には、本開示の例示的な実施形態が詳細に記載されている。明確にするために、実際に実施される全ての特徴が本明細書に記載されていない場合がある。当然、全てのこのような実際の実施形態の開発においては、特定の実現目標を達成するために様々な実施形態特有の決定がなされる場合があり、これはある実施形態と別の実施形態とでは異なる場合があることが理解されるであろう。更に、このような開発努力は複雑で時間がかかるものではあるが、本開示の利益を享受する当業者にとっては日常的な仕事であろうことが理解されるであろう。
【０００７】
本開示をより理解し易くするために、以降で特定の実施形態の実施例が示されている。以降の実施例は、本発明の範囲を限定または定義するものとして解釈すべきではない。本開示の実施形態は、任意の種類の地下層中の、水平な、垂直な、ずれた、あるいは直線的ではない坑井孔に適用可能である。実施形態は、炭化水素井及び地熱井を含む、圧入井、観測井、及び生産井に適用することができる。
【０００８】
本開示は、概して、セメンチング作業及び他のバインダー組成物作業に関し、より詳しくは、耐腐食性及び耐熱性が向上したバインダー組成物、並びに関連する形成方法及び使用方法に関する。
【０００９】
本開示のいくつかの実施形態にかかるバインダー組成物は、（ｉ）高アルミナセメントと、高アルミナ耐火性アルミノシリケート材料と、リン含有材料とを含有するセメント、及び、（ｉｉ）ポンプ移送可能なスラリーを形成するのに十分な水、を含有していてもよい。
【００１０】
いくつかの実施形態のバインダー組成物は、一般的には、約５ｌｂ／ｇａｌ〜約２５ｌｂ／ｇａｌの範囲の密度を有していてもよい。いくつかの実施形態では、バインダー組成物の密度の下限は、約５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９及び２０ｌｂ／ｇａｌのうちのいずれか１つであってもよいし、前記数字の任意の２つの間にある非整数の区間であってもよい。いくつかの実施形態のバインダー組成物の密度の上限は、約７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、２３、２４、及び２５ｌｂ／ｇａｌのうちのいずれか１つであってもよいし、前記数字の任意の２つの間にある非整数の区間であってもよい。したがって、例えばいくつかの実施形態にかかるバインダー組成物の密度は、約８ｌｂ／ｇａｌ〜約１７ｌｂ／ｇａｌであってもよい。別の実施形態では、これは約６ｌｂ／ｇａｌ〜約２２ｌｂ／ｇａｌ等であってもよい。ある実施形態では、バインダー組成物はセメント組成物（例えばアルミノリン酸カルシウムセメント（ＣＡＰＣ）など）などの凝結性バインダー組成物を含んでいてもよい。いくつかの実施形態では、バインダー組成物はミクロスフェアを含有する発泡セメント組成物またはバインダー組成物などの、低密度凝結性バインダー組成物であってもよいし、あるいはこれらを含んでいてもよい。
【００１１】
前述のように、いくつかの実施形態のバインダー組成物は、高アルミナセメントと、高アルミナ耐火性アルミノシリケート材料と、リン含有材料とを含有するセメントを含んでもよい。ある実施形態では、このセメントは少なくとも部分的に未水和であってもよい。地下用途での使用に好適ないずれの高アルミナセメントも、好適に使用することができる。本明細書において、用語「高アルミナセメント」とは、高アルミナセメントの約４０質量％〜約８０質量％の範囲のアルミナ濃度を有するセメントを意味すると理解されるであろう。いくつかの実施形態では、好適な高アルミナセメントはアルミン酸カルシウムセメント（ＣＡＣ）を含んでいてもよい。好適な高アルミナセメントの例としては、ＫＥＲＮＥＯＳTM  Ａｌｕｍｉｎａｔｅ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓから市販されている、商品名「ＳＥＣＡＲ（登録商標）  ５１」、「ＳＥＣＡＲ（登録商標）  ６０」、「ＳＥＣＡＲ（登録商標）  ７１」、「ＳＥＣＡＲ（登録商標）  ７１２」、「ＳＥＣＡＲ（登録商標）  ８０」、及び／または「ＣＩＭＥＮＴ  ＦＯＮＤＵ（登録商標）」セメント、並びにＡＬＭＡＴＩＳTM  Ｐｒｅｍｉｕｍ  Ａｌｕｍｉｎａから市販されているＣＡ−１４、及び／またはＣＡ−２７０として入手可能なものなどの、市販の高アルミナセメントが挙げられるが、これらに限定されない。
【００１２】
ある実施形態では、高アルミナセメントは、セメント質量基準（ｂｗｏｃ）で約２０％〜約７０％の範囲でバインダー組成物中に存在していてもよい。本明細書において使用される「セメント質量基準」及び「ｂｗｏｃ」とは、未水和セメント（例えば高アルミナセメントと高アルミナ耐火性アルミノシリケート材料とリン含有材料の総和）の質量パーセンテージのことをいう。いくつかの実施形態で存在する高アルミナセメントの範囲の下限は、約２０、２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９、３０、３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７、３８、３９、４０、４１、４２、４３、４４、４５、４６、４７、４８、４９、５０、５１、５２、５３、５４、５５、５６、５７、５８、５９、６０、６１、６２、６３、６４及び６５％ｂｗｏｃのうちのいずれか１つであってもよい。いくつかの実施形態では、存在する高アルミナセメントの範囲の下限は、直前に述べた数字の任意の２つの間にある任意の１０分の１パーセンテージの区間（または他の区間）などの、非整数であってもよい（例えば３２．４％ｂｗｏｃ、４７．５％ｂｗｏｃ、４８．６％ｂｗｏｃ等）。いくつかの実施形態で存在する高アルミナセメントの範囲の上限は、約２５、２６、２７、２８、２９、３０、３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７、３８、３９、４０、４１、４２、４３、４４、４５、４６、４７、４８、４９、５０、５１、５２、５３、５４、５５、５６、５７、５８、５９、６０、６１、６２、６３、６４、６５、６６、６７、６８、６９及び７０％ｂｗｏｃのうちのいずれか１つであってもよい。いくつかの実施形態の高アルミナセメントの範囲の上限も同様に、直前に述べた数字の任意の２つの間にある任意の１０分の１パーセンテージの区間（または他の区間）などの、非整数であってもよい（例えば２９．１５％ｂｗｏｃ、４７．５％ｂｗｏｃ、４８．６％ｂｗｏｃ、５９．６８％ｂｗｏｃ等）。したがって、上の記載に基づく好適な典型的範囲には、例えば約４５．１％〜４８．５％ｂｗｏｃ、約２０．１５％〜２５．２０％ｂｗｏｃ、約６５．００％〜７０．００％ｂｗｏｃなどが含まれていてもよい。
【００１３】
バインダー組成物及び／またはセメントは、高アルミナ耐火性アルミノシリケート材料を更に含有していてもよい。本明細書において使用される用語「高アルミナ耐火性アルミノシリケート材料」は、シリカに対するアルミナの比率（またはＡ：Ｓ）が０．７より大きく、耐火れんがなどの耐火性材料由来である材料を意味する。いくつかの実施形態では、シリカに対するアルミナの比率は１より大きくてもよく、ある実施形態では、少なくとも１７ほどに高くてもよい。つまり、高アルミナ耐火性アルミノシリケート材料は、シリカよりもアルミナを多く含んでいてもよく、いくつかの場合にはシリカよりも大幅に多くアルミナを含んでいてもよい。高アルミナ耐火性アルミノシリケート材料の例としては、特には破砕耐火れんが、耐火れんがグロッグ、耐火モルタル、耐火粘土、ムライト、溶融ムライト、及びこれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。いくつかの実施形態では、高アルミナ耐火性アルミノシリケート材料は、高アルミナセメントに対する低コスト補完物質として機能する。いくつかの実例では、バインダー組成物中のアルミナ含量が高いほどより耐熱性が優れる場合があり、これは高温用途（例えば約９３．３℃（２００°Ｆ）以上の温度などの坑井孔）に有利な場合がある。破砕耐火れんが及び耐火れんがグロッグなどのいくつかの高アルミナ耐火性アルミノシリケート材料は、いくつかの他のアルミノシリケート材料のアモルファス構造とは対照的に、結晶構造を含んでいる場合がある。更に、破砕耐火れんが及び耐火れんがグロッグなどのいくつかの高アルミナ耐火性アルミノシリケート材料は、異なる材料源から得られる材料間で、それらの特性に十分な均質性を示すことができる。これは、他のバインダー組成物に添加されるフライアッシュのようなケイ素質フィラーなどの他のフィラーに対する複数の利点を与えうる。例えば、異なるバッチの「フライアッシュ」（粉砕石炭または粉末状石炭の燃焼によって生じ、例えば発電所で発生した燃焼排ガスなどによって運ばれる、微粉末残渣のことをいう）は、フライアッシュの廃棄物という特性のため、大きく異なる性質を示す場合がある。特に、フライアッシュは中でも石灰、セメント、石膏、ＣａＯ、及びＳｉＯ2のうちの任意の１つ以上で汚染されている場合がある。この不均質性及び他の不均質性のため、異なるバッチのフライアッシュを得てバインダー組成物に添加するたびに、セメント処方の試験及び修正を行うことが必要になることもあり得る。それに対して、耐火グロッグなどの実質的に均質の材料を使用することで、異なるバッチ及び／または異なる材料源の耐火グロッグを使用しても、バインダー組成物の均質性を高めることができる（及びそれによって繰り返し試験及び／または再処方をする必要性が減る）。この利点は、フライアッシュなどのフィラーを含有するセメント材料が予測できない結果を生じさせる場合のあるいくつかの低温用途（例えば約９３．３℃（２００°Ｆ）未満）で特に際立つ。
【００１４】
いくつかの実施形態において、破砕耐火れんが及び／または耐火れんがグロッグなどの高アルミナ耐火性アルミノシリケート材料を添加すると、代わりにフライアッシュ、軽石、頁岩などのフィラーを用いたセメントや他のバインダー組成物と比べて、凝結及び／または硬化後により多くのアルミニウム含有種及び／またはアルミナ含有種を含むバインダー組成物とすることができる。同様に、高アルミナ耐火性アルミノシリケート材料を添加すると、凝結バインダー組成物（例えば凝結セメント）中に存在するアモルファス材料の量を大幅に減らすか、あるいは実質的になくすことができ、また、凝結セメント中に存在する石英の量が減る可能性があることから、それによって圧縮強度及び／または凝結時間などの特性を高められる。いくつかの実施形態にかかる高アルミナ耐火性アルミノシリケート材料は、更に、バインダー組成物に高温安定性及び耐腐食性を付与することができる。これは、いくつかの実例では、いくつかの実施形態にかかる高アルミナ耐火性アルミノシリケート材料中に存在するムライトやコランダムなどの種によるものである場合がある。破砕耐火れんが及び耐火れんがグロッグなどの高アルミナ耐火性アルミノシリケート材料は、本来的に有する耐熱性及び耐薬品性を、このような材料を含有するバインダー組成物に付与することができる。下の表１は、高アルミナ耐火性アルミノシリケート材料を含有することによって存在しているいくつかの成分を含む、バインダー組成物中に含まれる場合がある様々な成分のＸ線回折（「ＸＲＤ」）組成分析を示す。表１では具体的に、高アルミナ耐火性アルミノシリケート材料（表１では耐火グロッグ「ＦＢＧ］）の組成（質量％）が、セメントキルンダスト（ＣＫＤ）、フライアッシュ（フライアッシュＦ）、軽石、及び頁岩それぞれと比較されている。表２は、他の上述したバインダー組成物と比較した耐火れんがグロッグの全酸化物分析を示す。
【００１５】
表１. 様々なバインダー組成物成分のXRD
0006280656.tif 000002
【００１６】
表2. バインダー組成物の全酸化物分析
0006280656.tif 000003
【００１７】
かくして、上の表から明らかなように、高アルミナ耐火性アルミノシリケート材料は、他のフィラーと比較して、アルミニウムとアルミナのいずれかあるいは両方をより多く含有する場合がある。したがって、高アルミナ耐火性アルミノシリケート材料を含有するバインダー組成物は、このような材料をより多く含有する場合がある。例えば、いくつかの実施形態にかかるバインダー組成物に添加される高アルミナ耐火性アルミノシリケート材料は、５０質量％より多いムライトを含有していてもよい。ある実施形態では、高アルミナ耐火性アルミノシリケート材料は、３０、３５、４０、４５、５０、５５、６０、６５、及び７０質量％のうちのいずれかよりも多い量のムライトを含有していてもよい。いくつかの実施形態では、高アルミナ耐火性アルミノシリケート材料はコランダムを含有していてもよい。ある実施形態では、高アルミナ耐火性アルミノシリケート材料は、１０、１５、２０、２５、及び３０質量％のいずれかよりも多い量のコランダムを含有していてもよい。同様に、いくつかの実施形態にかかるバインダー組成物に添加される高アルミナ耐火性アルミノシリケート材料には、実質的にアモルファス（非晶質）材料が含まれていなくてもよい。
【００１８】
高アルミナ耐火性アルミノシリケート材料は、いくつかの実施形態のバインダー組成物中に、約２０％〜約７０％ｂｗｏｃの範囲で存在していてもよい。いくつかの実施形態において存在する高アルミナ耐火性アルミノシリケート材料の範囲の下限は、約２０、２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９、３０、３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７、３８、３９、４０、４１、４２、４３、４４、４５、４６、４７、４８、４９、５０、５１、５２、５３、５４、５５、５６、５７、５８、５９、６０、６１、６２、６３、６４、及び６５％ｂｗｏｃのうちのいずれか１つであってもよい。いくつかの実施形態では、存在する高アルミナ耐火性アルミノシリケート材料の範囲の下限は、直前に述べた数字の任意の２つの間にある任意の１０分の１パーセンテージの区間（または他の区間）などの、非整数であってもよい（例えば３１．３％ｂｗｏｃ、４７．５％ｂｗｏｃ、５８．６％ｂｗｏｃ等）。いくつかの実施形態において存在する高アルミナ耐火性アルミノシリケート材料の範囲の上限は、約２５、２６、２７、２８、２９、３０、３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７、３８、３９、４０、４１、４２、４３、４４、４５、４６、４７、４８、４９、５０、５１、５２、５３、５４、５５、５６、５７、５８、５９、６０、６１、６２、６３、６４、６５、６６、６７、６８、６９、及び７０％ｂｗｏｃのうちのいずれか１つであってもよい。いくつかの実施形態では、存在する高アルミナ耐火性アルミノシリケート材料の範囲の上限も同様に、直前に述べた数字の任意の２つの間にある任意の１０分の１パーセンテージの区間（または他の区間）などの、非整数であってもよい（例えば２９．１５％ｂｗｏｃ、４７．５％ｂｗｏｃ、４８．６％ｂｗｏｃ、５９．６８％ｂｗｏｃ等）。したがって、上の記載に基づく好適な典型的範囲には、例えば約４５．１％〜４８．５％ｂｗｏｃ、約２０．１５％〜２５．２０％ｂｗｏｃ、約６５．００％〜７０．００％ｂｗｏｃなどが含まれていてもよい。
【００１９】
また、高アルミナ耐火性アルミノシリケート材料は、いくつかの実施形態のバインダー組成物及び／またはセメントに、粉砕状、粉末状、または他の同様な粒子状の形態で含まれていてもよい。いくつかの実施形態では、バインダー組成物及び／またはセメントは、粒径が４．７６ｍｍ以下（Ｕ．Ｓ．メッシュサイズ４及びそれ以下に対応）の高アルミナ耐火性アルミノシリケート粒子を含有していてもよい。いくつかの実施形態では、高アルミナ耐火性アルミノシリケート粒子の粒子径は２．００ｍｍ以下（Ｕ．Ｓ．メッシュサイズ１０及びそれ以下に対応）であってもよい。様々な実施形態にかかる高アルミナ耐火性アルミノシリケート粒子の粒径の上限は、０．１７７、０．２１０、０．２５０、０．２９７、０．４２０、０．５００、０．５９５、０．７０７、０．８４１、１．００、１．１９、１．４１、１．６８、２．００、２．３８、２．８３、３．３６、及び４．７６ｍｍ（それぞれ８０、７０、６０、５０、４０、３５、３０、２５、２０、１８、１６、１４、１２、１０、８、７、６、及び４Ｕ．Ｓ．メッシュサイズに対応）のうちのいずれか１つであってもよい。高アルミナ耐火性アルミノシリケート粒子のサイズに下限がない実施形態もあるが、サイズの下限を有する実施形態がある場合もある。例えば、様々な実施形態にかかる高アルミナ耐火性アルミノシリケート粒子の粒径の下限は、０．０３７、０．０４４、０．０５３、０．０６３、０．０７４、０．０８８、０．１０５、０．１２５、０．１４９、０．１７７、０．２１０、０．２５０、０．２９７、０．４２０、０．５９５、０．７０７、０．８４１、１．００、１．１９、１．４１、１．６８、２．００、２．３８、２．８３、及び３．３６ｍｍ（それぞれ４００、３２５、２７０、２３０、２００、１７０、１４０、１２０、１００、８０、７０、６０、５０、４０、３０、２５、２０、１８、１６、１４、１２、１０、８、７及び６Ｕ．Ｓ．メッシュサイズに対応）のうちのいずれか１つであってもよい。したがって、いくつかの実施形態にかかるバインダー組成物及び／またはセメントは、次の例示的な範囲：約０．０３７〜０．１７７ｍｍの粒径（約４００〜８０Ｕ．Ｓ．メッシュサイズに対応）、約０．０３７〜０．０７４ｍｍの粒径（約４００〜２００Ｕ．Ｓ．メッシュサイズに対応）、約０．１４９〜０．５９５ｍｍの粒径（約１００〜３０Ｕ．Ｓ．メッシュサイズに対応）、約０．１７７〜０．２５０ｍｍの粒径（約８０〜６０Ｕ．Ｓ．メッシュサイズに対応）、約０．１７７〜１．００ｍｍの粒径（約８０〜約１８Ｕ．Ｓ．メッシュサイズに対応）等、のうちの、任意の１つ以上のサイズの高アルミナ耐火性アルミノシリケート粒子を含んでいてもよい。
【００２０】
バインダー組成物及び／またはセメントは、リン含有材料を更に含有していてもよい。リン含有材料には、水溶性リン酸塩を含めることができる。ガラス状リン酸ナトリウム、ヘキサメタリン酸ナトリウム、ポリリン酸ナトリウム、トリポリリン酸ナトリウム、オルトリン酸ナトリウム、メタリン酸ナトリウム、ヘキサメタリン酸アンモニウム、ポリリン酸アンモニウム、トリポリリン酸アンモニウム、オルトポリリン酸アンモニウム、及びメタリン酸アンモニウムを含む（ただしこれらに限定されない）、いずれの種類の水溶性リン酸塩も使用することができる。他の実施例には、任意のヘキサメタリン酸塩、トリポリリン酸塩、オルトリン酸塩、メタリン酸塩、及び／または他のポリリン酸塩が含まれる場合がある。別の実施例には、前述したものの任意の塩が含まれる。いくつかの実施形態においては、代わりに、あるいはそれに加えて、前述したものの任意の２つ以上の混合物または組み合わせを用いてもよい。水溶性リン酸塩を添加した場合、特に、水溶性リン酸塩が、高アルミナセメントの中に存在する場合があるアルミン酸カルシウムと結びついて、耐腐食性の場合があるヒドロキシアパタイトの形態のリン酸カルシウムを形成すると考えられている。リン含有材料と、高アルミナセメント及び高アルミナ耐火性アルミノシリケート材料のうちのいずれか又は両方に含まれるアルミン酸材料と、の間の他の反応によって、混合された際に（これだけで、あるいはいくつかの実施形態では水の存在下で）耐腐食性の製品になる場合がある。いくつかの実例では、腐食は、例えば地下層を貫通する掘削孔中の中で遭遇する化学物質（天然のものと、石油やガスや他の回収作業時及び他の地下作業時に添加されるものの両方）に対するものの場合がある。例えば耐性は特に、流動酸、ＣＯ2、Ｈ2Ｓ、及びこれらの組み合わせのうちの任意の１つ以上に対してのものであってもよい。
【００２１】
リン含有材料は、いくつかの実施形態のバインダー組成物中に、約１％〜約３０％ｂｗｏｃの範囲で存在していてもよい。いくつかの実施形態において存在するリン含有材料の範囲の下限は、約１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８、及び２９％ｂｗｏｃのうちのいずれか１つであってもよい。いくつかの実施形態では、存在するリン含有材料の範囲の下限は、直前に述べた数字の任意の２つの間にある任意の１０分の１パーセンテージの区間（または他の区間）などの、非整数であってもよい（例えば１．３％ｂｗｏｃ、７．５％ｂｗｏｃ、８．６％ｂｗｏｃ等）。いくつかの実施形態において存在するリン含有材料の範囲の上限は、約２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９、及び３０％ｂｗｏｃのうちのいずれか１つであってもよい。いくつかの実施形態では、存在するリン含有材料の範囲の上限も同様に、直前に述べた数字の任意の２つの間にある任意の１０分の１パーセンテージの区間（または他の区間）などの、非整数であってもよい（例えば３．１５％ｂｗｏｃ、７．５％ｂｗｏｃ、８．６％ｂｗｏｃ、９．６８％ｂｗｏｃ等）。したがって、上の記載に基づく好適な典型的範囲には、例えば約４．５％〜８．５％ｂｗｏｃ、約２．１５％〜５．２０％ｂｗｏｃ、約６．００％〜１０．００％ｂｗｏｃなどが含まれていてもよい。
【００２２】
上で述べたように、いくつかの実施形態のバインダー組成物は水を更に含有していてもよい。水は、バインダー組成物中の他の化合物に悪影響を及ぼす化合物が過剰に含まれていない限り、任意のものを供給源としていてもよい。例えば、本開示のバインダー組成物は、真水、塩水（例えば１種以上の塩が溶解した水）、食塩水、海水、またはこれらの任意の組み合わせを含有していてもよい。水は、ポンプ移送可能なスラリーを形成するのに十分な量で存在していてもよい。より具体的には、水は、いくつかの実施形態のバインダー組成物中に約２５％〜約１００％ｂｗｏｃの範囲で存在していてもよい。水は、いくつかの実施形態のバインダー組成物中に約２５、２６、２７、２８、２９、３０、３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７、３８、３９、４０、４１、４２、４３、４４、４５、４６、４７、４８、４９、５０など整数値で増加していき最大１７０％ｂｗｏｃまで、のうちの任意の１つ程度の少ない量で存在していてもよい。いくつかの実施形態では、水は、直前に述べたパーセンテージの任意の２つの間にある任意の非整数の％ｂｗｏｃ程度の少ない量で存在していてもよい。いくつかの実施形態では、水は、約４０、４１、４２、４３、４４、４５、４６、４７、４８、４９、５０など整数値で増加していき最大２００％ｂｗｏｃまで、のうちの任意の１つほどの多い量で存在していてもよい。いくつかの実施形態では、水は、直前に述べたパーセンテージの任意の２つの間にある任意の非整数の％ｂｗｏｃほどの多い量で存在していてもよい。したがって、水は約２５〜約５０％ｂｗｏｃ、または約３０．１〜約５５．５％ｂｗｏｃ、または約３５〜約４５％ｂｗｏｃ、または約３０〜約１００％ｂｗｏｃなどの範囲の量で存在していてもよい。
【００２３】
いくつかの実施形態のバインダー組成物には、凝結遅延剤、ミクロスフェア、粉砕ゴム粒子、炭素繊維、促進剤、界面活性剤、流体損失抑制剤、加重材、分散剤などのうちの任意の１種以上を含む、任意の１種以上の様々な添加剤が添加されてもよい。
【００２４】
例えば、いくつかの実施形態には１種以上の凝結遅延剤が含まれていてもよい。本明細書において、「凝結遅延剤」は、いくつかの実施形態にかかるバインダー組成物の凝結を遅らせる添加剤である。凝結遅延剤には、水溶性カルボン酸（例としてはリンゴ酸、乳酸、酢酸、酒石酸、クエン酸、及びギ酸が挙げられるが、これらに限定されない）が含まれていてもよい。いくつかの実施形態の凝結遅延剤は、その代わりに、あるいは追加的に、スルホアルキル化リグニン、ヒドロキシカルボン酸、アクリル酸及び／またはマレイン酸を含むコポリマー、並びにこれらの組み合わせの、アンモニウム塩やアルカリ金属塩やアルカリ土類金属塩や金属塩のうちの任意の１種以上を含んでいてもよい。好適なスルホアルキル化リグニンの１つの例にはスルホメチル化リグニンが含まれる。いくつかの実施形態にかかる好適な凝結遅延剤は、Ｈａｌｌｉｂｕｒｔｏｎ  Ｅｎｅｒｇｙ  Ｓｅｒｖｉｃｅｓ、Ｉｎｃ．から商品名「ＨＲ（登録商標）４」、「ＨＲ（登録商標）５」、「ＨＲ（登録商標）７」、「ＨＲ（登録商標）１２」、「ＨＲ（登録商標）１５」、「ＨＲ（登録商標）２５」、「ＳＣＲTM１００」、及び「ＳＣＲTM５００」として市販されている。いくつかの実施形態にかかる１種以上の凝結遅延剤は、バインダー組成物を地下層に打設した後に必要とされる時間まで、バインダー組成物の凝結を遅らせるのに十分な量で添加されていてもよい。より具体的には、凝結遅延剤は、いくつかの実施形態のバインダー組成物の中に約０．１％〜約５．０％ｂｗｏｃの範囲の量で含まれていてもよい。いくつかの実施形態では、凝結遅延剤（類）はバインダー組成物中に約０．１、０．５、１、１．５、２．０、２．５、３．０、３．５及び４．０％ｂｗｏｃのうちの任意の１つ程度の少ない量で存在していてもよい。いくつかの実施形態では、凝結遅延剤（類）は、直前に述べたパーセンテージの任意の２つの間にある任意の非整数の％ｂｗｏｃ程度の少ない量で存在していてもよい。いくつかの実施形態では、凝結遅延剤は約０．５、１、１．５、２．０、２．５、３．０、３．５、４．０、４．５及び５．０％ｂｗｏｃのうちの任意の１つほどの多い量で存在していてもよい。いくつかの実施形態では、凝結遅延剤（類）は、直前に述べたパーセンテージの任意の２つの間にある任意の非整数の％ｂｗｏｃほどの多い量で存在していてもよい。いくつかの実施形態では、２種以上の凝結遅延剤が上に記載した量に従う合計量でバインダー組成物中に含まれていてもよい。バインダー組成物の高温での打設などのいくつかの条件下では、遅延剤を組み合わせると、バインダー組成物の凝結時間とポンプ移送時間のうちのいずれかあるいは両方によい影響がある場合がある。
【００２５】
ミクロスフェアは、いくつかの実施形態のセメント組成物に添加するのに好適な添加剤のもう１つの例である。ミクロスフェアは特に、いくつかの実施形態にかかるバインダー組成物の密度を下げることができる。地下用バインダー組成物と適合する任意のミクロスフェア、例えばバインダー組成物に添加された際に長時間化学的に安定であるもの、を使用することができる。好適なミクロスフェアの例は、Ｔｅｘ、ＨｏｕｓｔｏｎのＨａｌｌｉｂｕｒｔｏｎ  Ｅｎｅｒｇｙ  Ｓｅｒｖｉｃｅｓ，Ｉｎｃ．から商品名ＳＰＨＥＲＥＬＩＴＥ（登録商標）として市販されている。ミクロスフェアは、添加される場合、いくつかの実施形態のバインダー組成物中に、バインダー組成物が望ましい範囲の密度を有するのに十分な量で存在することができる。例えば、ミクロスフェアは約１０％〜８０％ｂｗｏｃの範囲の量で存在していてもよい。いくつかの実施形態では、ミクロスフェアはバインダー組成物中に約１０、１５、２０、２５、３０、３５、４０、４５、５０、５５及び６０％ｂｗｏｃのうちの任意の１つ程度の少ない量で存在していてもよい。いくつかの実施形態では、ミクロスフェアは、直前に述べたパーセンテージの任意の２つの間にある任意の整数または非整数の％ｂｗｏｃ程度の少ない量で存在していてもよい。いくつかの実施形態では、ミクロスフェアは約１５、２０、２５、３０、３５、４０、４５、５０、５５、６０、６５、７０、７５及び８０％ｂｗｏｃのうちの任意の１つほどの多い量で存在していてもよい。いくつかの実施形態では、ミクロスフェアは、直前に述べたパーセンテージの任意の２つの間にある任意の整数または非整数の％ｂｗｏｃほどの多い量で存在していてもよい。
【００２６】
粉砕ゴム粒子は、いくつかの実施形態にかかるもう１つの例示的添加剤である。粉砕ゴム粒子は、特に、いくつかの実施形態のバインダー組成物に弾性及び／または延性を付与するために添加することができる。このような粒子は、例えばタイヤから製造することができる。いくつかの実施形態にかかる粉砕ゴム粒子は、約１／４”未満の平均長を有していてもよく、これらは約１０／２０及び２０／３０のＵ．Ｓ．メッシュサイズのフィルターを通過可能であってもよい。粉砕ゴム粒子は、添加される場合、いくつかの実施形態のバインダー組成物中に、バインダー組成物に望ましい程度の延性を与えるのに十分な量で、例えば約１０％〜約３０％ｂｗｏｃの範囲の量で存在することができる。いくつかの実施形態では、粉砕ゴム粒子はバインダー組成物中に約１０、１５、２０、及び２５％ｂｗｏｃのうちの任意の１つ程度の少ない量で存在していてもよい。いくつかの実施形態では、粉砕ゴム粒子は、直前に述べたパーセンテージの任意の２つの間にある任意の整数または非整数％ｂｗｏｃ程度の少ない量で存在していてもよい。いくつかの実施形態では、粉砕ゴム粒子は約１５、２０、２５、及び３０％ｂｗｏｃのうちの任意の１つほどの多い量で存在していてもよい。いくつかの実施形態では、粉砕ゴム粒子は、直前に述べたパーセンテージの任意の２つの間にある任意の整数または非整数％ｂｗｏｃほどの多い量で存在していてもよい。粉砕ゴム粒子は、ミクロスフェアのように、任意の様々な段階（例えば空練り、未水和セメントと流体との混合の前の流体との混合、及び／または、バインダー組成物が流体と混合されてスラリーになった後のバインダー組成物との混合）でバインダー組成物に添加されてもよい。
【００２７】
炭素繊維は、特にバインダー組成物の引張強度を向上させるためにいくつかの実施形態で添加される場合がある。そのような実施形態での添加に好適な炭素繊維は、高い引張強度及び／または高い引張弾性率を有する場合がある。ある典型的な実施形態では、引張弾性率は約１８０ＧＰａ以上であってもよく、繊維の引張強度は約３０００ＭＰａ以上であってもよい。繊維は好ましくは約１ｍｍ以下の平均長を有する。ある典型的な実施形態では、炭素繊維の平均長は約５０〜約５００ミクロンであり、他の実施形態では、約１００〜２００ミクロンである。平均繊維長は、約５０、５５、６０、６５、７０、７５、８０、８５、９０、９５、１００、１０５、１１０、１１５、１２０、１２５、１３０、１３５、１４０、１４５、１５０、１５５、１６０、１６５、１７０、１７５、１８０、１８５、１９０、１９５、２００、２５０、３００、３５０、４００、及び４５０ミクロンのうちの任意の１つ程度に小さくてもよい。いくつかの実施形態では、炭素繊維は、直前に述べたミクロン長の任意の２つの間にある任意の整数長または非整数長程度に小さい平均長を有していてもよい。平均繊維長は、約５５、６０、６５、７０、７５、８０、８５、９０、９５、１００、１０５、１１０、１１５、１２０、１２５、１３０、１３５、１４０、１４５、１５０、１５５、１６０、１６５、１７０、１７５、１８０、１８５、１９０、１９５、２００、２５０、３００、３５０、４００、４５０、及び５００ミクロンのうちの任意の１つ程に大きくてもよい。いくつかの実施形態では、炭素繊維は、直前に述べたミクロン長の任意の２つの間にある任意の整数長または非整数長程に大きい平均長を有していてもよい。炭素繊維は、Ｎ．Ｊ．、ＡｓｂｕｒｙにあるＡｓｂｕｒｙ  Ｇｒａｐｈｉｔｅ  Ｍｉｌｌｓ，Ｉｎｃ．から市販されている「ＡＧＭ−９４」、「ＡＧＭ−９９」、「ＡＧＭ−９５」炭素繊維が例として挙げられる、粉砕炭素繊維であってもよい。「ＡＧＭ−９４」繊維は、例えば約１５０ミクロンの平均長と約７．２ミクロンの直径を有する。「ＡＧＭ−９９」炭素繊維は、例えば約１５０ミクロンの平均長と約７．４ミクロンの直径を有する。通常、炭素繊維は、凝結セメントが必要とする引張強度を得られるのに十分な量で存在することができる。炭素繊維は、いくつかの実施形態のバインダー組成物中に、約１％〜約１５％ｂｗｏｃの範囲の量で存在していてもよい。いくつかの実施形態では、炭素繊維はバインダー組成物中に約１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３及び１４％ｂｗｏｃのうちの任意の１つ程度に少ない量で存在していてもよい。いくつかの実施形態では、炭素繊維は、直前に述べたパーセンテージの任意の２つの間にある任意の非整数の％ｂｗｏｃ程度の少ないで存在していてもよい。炭素繊維は、いくつかの実施形態では約２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４及び１５％ｂｗｏｃのうちの任意の１つほどの多い量で存在していてもよい。いくつかの実施形態では、炭素繊維は、直前に述べたパーセンテージの任意の２つの間にある任意の非整数の％ｂｗｏｃほどの多い量で存在していてもよい。
【００２８】
前述したように、いくつかの実施形態のバインダー組成物への添加に好適な他の添加剤の例としては、促進剤、界面活性剤、流体損失抑制剤、加重材、分散剤、気体発生剤、逸泥用材、濾過調整剤、消泡剤、油膨潤性粒子、水膨潤性粒子、チキソトロピー付与剤、及びこれらの組み合わせが挙げられる。好適な流体損失抑制剤の例は、例えばＯｋｌａ、ＤｕｎｃａｎのＨａｌｌｉｂｕｒｔｏｎ  Ｅｎｅｒｇｙ  Ｓｅｒｖｉｃｅｓ，Ｉｎｃ．から販売名「ＬＡＴＥＸ  ３０００TM」として市販されている、スチレン−ブタジエンラテックスである。カチオン化デンプンも好適な流体損失抑制剤である場合がある。添加剤の更に具体的な例としては、結晶質シリカ、アモルファスシリカ、フュームドシリカ、塩、繊維、水硬性粘土、もみ殻灰、エラストマー、エラストマー粒子、樹脂、ラテックス、これらの組み合わせなどが挙げられる。例えば逸泥用材は、流体循環の地下層への逸失を防止する働きをすることができ、逸泥用材としては杉皮、破砕したサトウキビの茎、鉱物繊維、雲母片、セロファン、炭酸カルシウム、破砕ゴム、高分子材料、プラスチック片、破砕大理石、木、木の実の殻、フォーマイカ、トウモロコシの穂軸、及び綿の殻を挙げることができる。別の例として、消泡剤は、いくつかの実施形態にかかるバインダー組成物の、組成物の混合及び／またはポンプ移送時の泡立ち傾向を抑えることができる。好適な消泡剤の例としてはポリオールシリコーン化合物が挙げられるが、これに限定されない。また、チキソトロピー付与剤は、薄いあるいは低粘度の液体としてポンプ移送可能であるが静置された場合には比較的高粘度になるバインダー組成物、を与えることができる。好適なチキソトロピー付与剤の例としては、石膏、水溶性カルボキシアルキル、ヒドロキシアルキル、混合カルボキシアルキルヒドロキシアルキル、セルロース、多価金属塩、ヒドロキシエチルセルロースを含む塩化オキシジルコニウム、及びこれらの組み合わせが挙げられる。
【００２９】
添加剤は、任意の適切な手段によって、様々な実施形態のバインダー組成物に添加することができる。例えば、添加剤は水などの流体の添加前に、セメントに添加される流体と混合することによって、または、流体の添加に連続して若しくは後にセメントスラリーと混合することによって、セメントと乾式混合されてもよい。いくつかの実施形態では、添加剤を予め水に懸濁させ、水性スラリーとしてセメント混合流体の中へ、またはセメントスラリーの中へ、入れてもよい。ある実施形態では、液体添加剤（あるいは上述のような懸濁させた添加剤）は水などの流体と混合されてもよく、固体添加剤はセメントと混合されてもよく、その後、流体とセメント（プラスそれに混ぜられたそれぞれの添加剤）が混ぜ合わされてポンプ移送可能なスラリーが形成されてもよい。液体添加剤の例としては、凝結遅延剤、促進剤、界面活性剤、流体損失抑制剤、及び分散剤を挙げることができる。いくつかの実施形態では、これらの液体添加剤の任意の１種以上は、それらの液体形態の代わりに、あるいはそれに加えて、固体の形態で用いられてもよい。固体添加剤の更なる例としては、ゴム粒子、炭素繊維、ミクロスフェア、及び加重材を挙げることができる。
【００３０】
ある実施形態のバインダー組成物は、低密度バインダー組成物であってもよい。例えば、いくつかの実施形態のバインダー組成物は、発泡バインダー組成物を含んでいてもよい。発泡させる場合、バインダー組成物には、バインダー組成物を望ましい密度に発泡させるのに十分な量で膨張剤が含まれていてもよい。バインダー組成物を発泡させる場合、任意選択的には、発泡を促進するためにバインダー組成物に発泡剤及び／または泡安定剤を添加してもよい。いくつかの実施形態では、発泡剤及び／または泡安定剤を含有する界面活性剤がバインダー組成物に添加されてもよい。好適な発泡化及び安定化界面活性剤組成物としては、アルキルエーテル硫酸塩のアンモニウム塩とコカミドプロピルベタイン界面活性剤とコカミドプロピルジメチルアミンオキシド界面活性剤と塩化ナトリウムと水との混合物、アルキルエーテル硫酸塩界面活性剤のアンモニウム塩とコカミドプロピルヒドロキシスルタイン界面活性剤とコカミドプロピルジメチルアミンオキシド界面活性剤と塩化ナトリウムと水との混合物、加水分解ケラチン、エトキシ化アルコールエーテル硫酸塩界面活性剤とアルキル若しくはアルケンアミドプロピルベタイン界面活性剤とアルキル若しくはアルケンジメチルアミンオキシド界面活性剤との混合物、アルファ−オレフィンスルホン酸塩界面活性剤とベタイン界面活性剤との水溶液、及びこれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。ある１つの実施形態では、発泡化及び安定化界面活性剤組成物は、アルキルエーテル硫酸塩のアンモニウム塩とコカミドプロピルベタイン界面活性剤とコカミドプロピルジメチルアミンオキシド界面活性剤と塩化ナトリウムと水との混合物が含まれていてもよい。このような混合物の好適な例は、Ｈａｌｌｉｂｕｒｔｏｎ  Ｅｎｅｒｇｙ  Ｓｅｒｖｉｃｅｓ，Ｉｎｃから市販されている発泡剤「ＺＯＮＥＳＥＡＬ（登録商標）  ２０００」である。発泡剤及び／または泡安定剤を使用する場合、これは安定な泡を生成するのに十分な量でいくつかの実施形態のバインダー組成物中に存在させることができる。ある典型的な実施形態では、発泡剤及び／または泡安定剤は、組成物中の水の質量基準で約０．５％〜約５％の範囲の量で存在していてもよく、他の実施形態では、水の質量基準で約１％〜約２％の範囲で存在していてもよい。更に、いくつかの実施形態のバインダー組成物を発泡させるために膨張剤を使用してもよい。空気、窒素、またはこれら両方の混合物などの気体を使用してもよい。ある典型的な実施形態では、窒素を使用してもよい。膨張剤を添加する場合、膨張剤はバインダー組成物の密度を望ましい値に調節するのに十分な量でバインダー組成物中に存在させることができる。膨張剤がバインダー組成物に添加されたある典型的な実施形態では、発泡バインダー組成物は約１０．５〜約１７．５ｌｂ／ｇａｌの範囲の密度を有していてもよく、あるいはいくつかの実施形態では約１１．５〜約１２．５ｌｂ／ｇａｌの範囲の密度を有していてもよい。
【００３１】
発泡バインダー組成物は、任意の適切な混合技術に従って調製することができる。例えば、大量の水をセメントブレンダーに入れ、次いで高アルミナセメントとリン含有材料と高アルミナ耐火性アルミノシリケート材料とを含有するセメントを添加してもよい。混合物は、ポンプ移送可能な未発泡スラリーが形成されるのに十分な時間撹拌されてもよい。その後、スラリーは坑井孔にポンプ移送され、発泡剤及び／または泡安定剤、そしてその次の膨張剤は、その場でスラリーに投入されてもよい。得られる発泡バインダー組成物が打設されるべき位置に、スラリーと膨張剤が坑井孔を通って流れていくと、バインダー組成物が発泡し安定化することができる。他の添加剤を使用する場合には、他の添加剤はセメントの成分とそれらが混合される前に水に添加されてもよく、及び／または他の添加剤は混合前にセメントに添加されてもよい。
【００３２】
様々な実施形態にかかるバインダー組成物は、数多くの様々なセメンチング作業に好適な場合があるが、これらは特に地下層でのセメンチング方法に適している場合がある。例えば、いくつかの実施形態にかかるバインダー組成物は、バインダー組成物が地下層に導入されて凝結する、一次及び／または補修セメンチング作業で使用することができる。本明細書においては、バインダー組成物を地下層に導入することには、地下層に掘削された坑井孔、坑井孔周囲の坑井孔近傍領域、またはこれらの両方を含む（ただしこれらに限定されない）、地下層の任意の部分に導入することが含まれる。更に、バインダー組成物を地下層に導入することには、坑井孔が貫通する１つ以上の地下層へのバインダー組成物の導入が包含されることが意図されている。
【００３３】
一次セメンチングの実施形態では、例えば水と高アルミナセメントと高アルミナ耐火性アルミノシリケート材料とリン含有材料とを含有するバインダー組成物は、坑井孔のアニュラスの中へ導入され、その中で凝結してもよい。アニュラスには、例えば導管（例えばパイプストリング、サーフェイスケーシング、中間ケーシング、プロダクションケーシング、ライナーなど）と坑井孔の壁との間の環状空間、または坑井孔中の導管とそれより大きい導管との間の環状空間を含めることができる。凝結したバインダー組成物は、特に、坑井孔中の導管を固定することができる。中でも、バインダー組成物は、坑井孔の中に流体が移動するのを防止する防壁を形成することができる。バインダー組成物は、例えば坑井孔中の導管を支持することもできる。
【００３４】
補修セメンチングの実施形態においては、水と高アルミナセメントと高アルミナ耐火性アルミノシリケート材料とリン含有材料とを含有するバインダー組成物は、例えばスクイズセメンチング作業またはプラグの設置で使用することができる。例えば、バインダー組成物は、層中、グラベルパック中、導管中、セメントシース中、及び／またはセメントシースと導管との間のマイクロアニュラスにある、隙間やひびなどの開口を塞ぐために坑井孔中に打設することができる。別の実施形態では、バインダー組成物は、例えば坑井孔のシーリングなど、プラグで坑井孔に蓋をするために坑井孔中に打設してもよい。
【００３５】
いくつかの実施形態では、水と高アルミナセメントと高アルミナ耐火性アルミノシリケート材料とリン含有材料とを含有するバインダー組成物は、比較的低温で、すなわち約９３．３℃（２００°Ｆ）、８７．８℃（１９０°Ｆ）、８２．２℃（１８０°Ｆ）、７６．７℃（１７０°Ｆ）、７１．１℃（１６０°Ｆ）、６５．６℃（１５０°Ｆ）、６０．０℃（１４０°Ｆ）、５４．４℃（１３０°Ｆ）、４８．９℃（１２０°Ｆ）、４３．３℃（１１０°Ｆ）、３７．８℃（１００°Ｆ）未満、またはそれ以下の温度で凝結及び／または硬化することができる。他の実施形態では、バインダー組成物は約９３．３℃（２００°Ｆ）の温度で凝結及び／または硬化することができる。ある実施形態では、凝結と硬化のいずれも極端な温度で、例えば１４８．９℃（３００°Ｆ）以上で、あるいはいくつかの実施形態では１７６．７℃（３５０°Ｆ）以上で生じる場合がある。いくつかの実施形態では、凝結及び／または硬化は約２０４．４℃（４００°Ｆ）、２３２．２℃（４５０°Ｆ）、２６０．０℃（５００°Ｆ）、２８７．８℃（５５０°Ｆ）、及び３１５．６℃（６００°Ｆ）のうちの任意の１つ以上で生じる場合がある。前述した任意の１つ以上の温度での圧力は２，０００ｐｓｉ〜３５，０００ｐｓｉの範囲であってもよい。圧力の下限にはこの範囲内の任意の整数値または非整数値が含まれていてもよい。同様に、圧力の上限にはこの範囲内の任意の整数値または非整数値が含まれていてもよい。したがって、いくつかの実施形態にかかる圧力設定範囲には、例えば２，０００〜３，０００ｐｓｉ、２，５００〜２，７５０ｐｓｉ、３，０５０ｐｓｉ〜５，０７５ｐｓｉ、７，５００ｐｓｉ〜１０，０００ｐｓｉ、９，０００ｐｓｉ〜１５，０００ｐｓｉ、９，０００ｐｓｉ〜２５，０００ｐｓｉ、１０，０００ｐｓｉ〜３０，０００ｐｓｉ、２５，０００〜３０，０００ｐｓｉのいずれかなどが含まれていてもよい。本明細書において使用される「凝結する」または「凝結」は、いくつかの実施形態にかかるバインダー組成物などの材料がスラリー状態から固化した状態に硬化するプロセスのことをいう。例えば、「凝結」は、少なくとも部分的に水の存在下での水和反応によって硬化する材料のことをいう場合がある。いくつかの実施形態では、凝結は特に適切な条件下（例えば適切な温度及び／または圧力）におけるバインダー組成物などの材料の打設であってもよい。この打設は、いくつかの実施形態に従い、坑底であってもよい。本明細書において使用される「硬化」は、継続的に及び／またはより大きい、温度条件下及び／または圧力条件下におかれた場合に、凝結した材料が受けうる現象のことをいう。したがって、「硬化」には、後に続く処理、及び／または、凝結した材料を特定の条件下（これは材料が最初に凝結する時と同様の条件であってもよく、あるいは、より高い温度及び／または圧力条件の場合などの異なる条件であってもよい）におくことが含まれる。
【００３６】
いくつかの実施形態には、最初の、低い、温度及び／または圧力で凝結し、その後に継続して高い温度及び／または圧力で処理（例えば硬化）することが含まれていてもよい。例えば、バインダー組成物を約２００°Ｆ以下の温度で最初に凝結させ、引き続いて組成物を更に硬化しうる温度である約４００°Ｆ以上の高温においてもよい。最初の凝結も、硬化も、様々な実施形態での凝結のための上に挙げた温度以外の任意の他の温度でも生じうる。いくつかの実施形態では、凝結は、例えば水熱処理などの任意の好適な手段によって生じさせることができる。いくつかの実施形態では、凝結は、坑底に打設され、その後に坑底環境中で自然に遭遇する条件（例えば高められた温度及び／または圧力）に曝されることによって生じてもよい。したがって、凝結には、組成物が凝結すべき坑底の位置で、バインダー組成物を温度及び／または圧力条件下におくことが含まれていてもよい。いくつかの実施形態における凝結には、代わりに、あるいはそれに加えて、バインダー組成物に、増進石油回収技術（火攻及び／または蒸気ポンピング作業など）、廃棄作業（酸性ガス廃棄作業など）、及びこれらの組み合わせのうちの少なくとも１つを受けさせることが含まれていてもよい。いくつかの実例では、任意のこのような技術及び／または作業が、バインダー組成物が凝結する温度及び／または圧力を上げる場合がある。ある実施形態では、凝結には、代わりに、あるいはそれに加えて、バインダー組成物を産出条件（例えば炭化水素の産出及び／または地下層から産出される他の材料の産出）におくことが含まれていてもよい。同様に硬化には、バインダー組成物に、凝結した後に増進石油回収技術（火攻及び／または蒸気ポンピング作業など）、廃棄作業（酸性ガス廃棄作業など）、及びこれらの組み合わせのうちの少なくとも１つを受けさせることが含まれていてもよい。そして硬化には、バインダー組成物を、凝結した後に、地下層から産出される１種以上の化合物（例えば炭化水素、地下水、または任意の他の産出される化合物）に曝すことも含んでいてもよいし、あるいは代わりにこれを含んでいてもよい。このような曝露には、高温及び／または高圧条件が含まれていてもよい。いくつかの実施形態では、より高い凝結温度及び／または圧力では、凝結時にバインダー組成物が受ける化学的作用が修正される場合がある。例えば、より高い温度では、より低い温度で凝結した場合とは異なる生成物及び／または結晶構造を凝結後に凝結組成物が含むように、反応生成物が変わる場合がある。同様に、高温での硬化によって凝結後のバインダー組成物の化学的性質が修正される場合がある。例えば、極端な温度及び／または圧力で硬化すると、凝結バインダー組成物中に高温結晶相を生じさせる化学的変化が起こる場合がある。いくつかの実例では、このような工程はアニーリングと似ている場合がある。したがって、いくつかの実施形態のバインダー組成物は、極端な温度条件に耐えられるだけではなく、このような条件への更なる曝露への適応も可能な場合がある。したがって、このようなバインダー組成物は、生産、注入、増進回収技術、火攻、蒸気ポンピングなどの、極めて高い温度条件でのいずれの作業での使用��も好適な場合がある。
【００３７】
本明細書に開示した例示的なバインダー組成物は、直接的または間接的に、１つ以上の成分に、または開示したバインダー組成物の調製、移送、回収、リサイクル、再使用、及び／または廃棄に関係する装置の１つ１つに、影響を与える場合がある。例えば、開示したバインダー組成物は、直接的または間接的に、例示したバインダー組成物の生成、貯蔵、観察、調整、及び／または再生に使用される、１つ以上のミキサー、関連する混合装置、泥溜め、貯蔵設備若しくはユニット、組成物分離装置、熱交換器、センサー、ゲージ、ポンプ、コンプレッサーなどに影響を与える場合がある。開示したバインダー組成物は、直接的または間接的に、例えばバインダー組成物を１つの場所から他の場所へ組成物状で動かすために使用される任意の輸送容器、導管、パイプライン、トラック、管、及び／またはパイプなどの、坑井現場へ若しくは坑底へバインダー組成物を運ぶために使用される任意の輸送装置または移送装置、バインダー組成物を動かすために使用される任意のポンプ、コンプレッサー、若しくはモーター（例えば上部または坑底）、バインダー組成物の圧力若しくは流速を制御するために使用される任意のバルブ若しくは関連するジョイント、任意のセンサー（すなわち圧力及び温度）、ゲージ、及び／またはこれらの組み合わせなどに影響を与える場合もある。開示したバインダー組成物は、直接的または間接的に、坑井孔ケーシング、坑井孔ライナー、仕上ストリング、インサートストリング、ドリルストリング、コイルドチュービング、スリックライン、ワイヤーライン、ドリルパイプ、ドリルカラー、マッドモーター、ダウンホールモーター及び／またはポンプ、セメントポンプ、地表設置モーター及び／またはポンプ、セントラライザー、ターボライザー、スクラッチャー、フロート（例えばシュー、カラー、バルブ等）、検層工具、及び関連する遠隔装置、アクチュエータ（例えば電気機械式装置、油圧機械式装置等）、スライディングスリーブ、生産スリーブ、プラグ、スクリーン、フィルター、流量制御装置（例えば流入制御装置、自律流入制御装置、流出制御装置等）、連結器（例えば電気油圧式ウエットコネクト、ドライコネクト、誘導結合器等）、制御ライン（例えば電気式、光ファイバー式、油圧式等）、監視ライン、ドリルビット及びリーマー、センサー若しくは分散型センサー、ダウンホール熱交換器、バルブ若しくは関連する作動装置、工具シール、パッカー、セメントプラグ、ブリッジプラグ、並びに他の坑井孔分離装置または構成要素など（ただしこれらに限定されない）の、セメント組成物／添加剤と接触する可能性がある様々なダウンホール設備及び工具に影響を与える場合もある。
【００３８】
次に図１を参照して、例示実施形態に基づくバインダー組成物の調製を以下に説明する。図１は、ある実施形態に基づくバインダー組成物の調製及び坑井孔への移送のためのシステム２を示している。図示のように、バインダー組成物は、ジェットミキサー、再循環ミキサー、またはバッチ式ミキサーなどの混合装置４中で混合されてもよく、例えばその後、ポンピング装置６を介して坑井孔へポンプ移送されてもよい。いくつかの実施形態では、混合装置４及びポンピング装置６は、当業者に明白であろうように、１台以上のセメントトラックの上に設置されていてもよい。いくつかの実施形態では、例えば坑井孔にセメントをポンプ注入しつつセメントを水と連続的に混合するために、ジェットミキサーが使用されてもよい。
【００３９】
次に図２Ａ及び図２Ｂを参照しつつ、地下層へのバインダー組成物の打設のための例示技術を説明する。図２Ａは、ある実施形態に基づくバインダー組成物の打設に使用することができる坑外設備１０を示している。図２Ａは、概略的に陸上の作業を描写しているが、当業者であれば本開示の範囲を逸脱することなしに、本明細書に記載の原理が浮遊式または海上のプラットフォーム及びリグを用いる海底作業に等しく適用可能であることを容易に認識するであろうことに留意すべきである。図２Ａに示されているように、坑外設備１０には、セメンチングユニット１２（これには１台以上のセメントトラックが含まれていてもよい）が含まれていてもよい。セメンチングユニット１２には、当業者に明白であろうように、混合装置４及びポンピング装置６（例えば図１）が含まれていてもよい。セメンチングユニット１２は、バインダー組成物１４を、供給パイプ１６を介して、バインダー組成物１４を坑底に運ぶセメンチングヘッド１８へ、ポンプ移送することができる。
【００４０】
次に図２Ｂを見ると、バインダー組成物１４は、例示の実施形態に従って地下層２０に打設されてもよい。図示のように、坑井孔２２は地下層２０の中に掘削されていてもよい。地下層２０に概して垂直に延在する坑井孔２２が示されているが、本明細書に記載の原理は、水平な坑井孔及び傾斜した坑井孔などの、ある角度で地下層２０を通って延在する坑井孔にも適用可能である。図示のように、坑井孔２２は壁２４を含んでいる。図示の実施形態では、サーフェイスケーシング２６が坑井孔２２の中に挿入されている。サーフェイスケーシング２６は、セメントシース２８によって坑井孔２２の壁２４にセメント固定されていてもよい。図示の実施形態では、ケーシング３０としてここに示されている１つ以上の追加的な導管（例えば中間ケーシング、生産ケーシング、ライナー等）も、坑井孔２２の中に配置されていてもよい。図示のように、ケーシング３０と、坑井孔２２の壁２４及び／またはサーフェイスケーシング２６と、の間に形成される坑井孔アニュラス３２が存在する。例えば、セメンチング作業の前にあるいは作業中に、坑井孔２２の中でケーシング３０を中心に位置させるために、ケーシング３０に１つ以上のセントラライザー３４が取り付けられていてもよい。
【００４１】
引き続き図２Ｂを参照すると、バインダー組成物１４はケーシング３０内部にポンプダウンされてもよい。バインダー組成物１４はケーシング３０の内部を流下してケーシング３０の底部でケーシングシュー４２を通り、坑井孔アニュラス３２へとケーシング周りで上ることができる。バインダー組成物１４は、例えばケーシング３０を坑井孔２２の中で支持し、かつ位置づけるセメントシースを形成するために、坑井孔アニュラス３２の中で凝結されてもよい。図示されてはいないが、バインダー組成物１４を導入するために他の技術を利用することもできる。例として、ケーシング３０を通る代わりに坑井孔アニュラス３２によって地下層２０の中へバインダー組成物１４を導入することが含まれる、逆循環技術を使用してもよい。
【００４２】
バインダー組成物１４は、導入されるにつれ、ケーシング３０内部及び／または坑井孔アニュラス３２に存在する場合がある掘削流体及び／またはスペーサー流体などの他の流体３６と置き換わることができる。置換された流体３６の少なくとも一部は、フローライン３８を経由して坑井孔アニュラス３２を出て、例えば図２Ａに示されているような１つ以上の貯留ピット４０（例えば泥溜め）に溜め置かれる場合がある。再び図２Ｂを参照すると、例えばセメンチングの前にケーシング３０内部にある場合がある流体３６からバインダー組成物１４を分離するために、バインダー組成物１４の前にボトムプラグ４４を坑井孔２２の中に入れてもよい。ボトムプラグ４４がランディングカラー４６に到達した後、バインダー組成物１４がボトムプラグ４４を通過できるように、ダイヤフラムまたは他の好適な装置を破裂させてもよい。図２Ｂでは、ボトムプラグ４４がランディングカラー４６の上部に示されている。図示の実施形態では、トッププラグ４８がバインダー組成物１４の後に坑井孔２２の中へ入れられてもよい。トッププラグ４８は、バインダー組成物１４を置換流体５０から分離できると共に、バインダー組成物をボトムプラグ４４から押し出すこともできる。
【００４３】
いくつかの実施形態では、本開示は、水及びセメントを含有するバインダー組成物であって、セメントは高アルミナセメントと、シリカに対するアルミナが約０．７より大きい比率でアルミナ及びシリカを含有する高アルミナ耐火性アルミノシリケート材料と、リン含有材料とを含有する、バインダー組成物を提供することができる。
【００４４】
ある実施形態では、バインダー組成物を地下層に導入することと、バインダー組成物を凝結させることと、を含むセメンチング方法であって、バインダー組成物が、水と、高アルミナセメントと、シリカに対するアルミナが約０．７より大きい比率でアルミナ及びシリカを含有する高アルミナ耐火性アルミノシリケート材料と、リン含有材料とを含むスラリーを含有する、セメンチング方法を提供することができる。
【００４５】
本開示をより理解しやすくするため、複数の典型的な実施形態である以下の実施例が示されている。これら実施例は本開示の範囲を限定するものとして解釈すべきではない。
【実施例】
【００４６】
実施例１
複数の実施形態にかかる１組の試料バインダー組成物スラリーを、表３に示す組成で調製した。
【００４７】
表3. 試料バインダー組成物スラリー
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【００４８】
表３において、Ｓｅｃａｒ７１は高アルミナセメントであり、ＳＨＭＰはヘキサメタリン酸ナトリウム（いくつかの実施例にかかるリン含有材料の例）である。ＦＤＰ−Ｃ９１９−０９及びＦＥ−２はそれぞれ凝結遅延剤である。耐火グロッグＡには３０Ｕ．Ｓ．メッシュサイズの篩を通り抜ける大きさの耐火れんが粒子が含まれており、耐火グロッグＢには７０Ｕ．Ｓ．メッシュサイズの篩を通り抜ける大きさの耐火れんが粒子が含まれている。
【００４９】
試料I及びIIをそれぞれオートクレーブ中、２００°Ｆ、約１０，０００ｐｓｉで凝結させた。各スラリー試料は、大体３〜４時間（試料Iは３：１４：００、試料IIは４：０４：３０）で約７０Ｂｅａｒｄｅｎ係数（Ｂｃ）のコンシステンシーに到達した。図３Ａ及び図３Ｂは、それぞれ、試料I及びIIの各硬化時間の関数としての、各温度、圧力、コンシステンシー、壁温度、及びモーター速度を示すチャートである。温度、圧力、及びコンシステンシーは、スラリー試料のそのような特性のことである。壁温度は、オートクレーブチャンバーの壁（加熱素子が設置されている場所）の温度のことである。モーター速度は、バインダー組成物スラリー試料を試験中に撹拌するミキシングパドルの回転速度のことであり、回転毎分（ＲＰＭ）で測定される。
【００５０】
実施例２
表３の試料IIの組成物による２つの試料スラリーを調製した。１つのスラリーは、水浴中、１９０°Ｆで２４時間凝結させた。他方も水浴中、１９０°Ｆで２４時間同様に凝結させた後、オートクレーブに移して５５０°Ｆで７日間更に硬化させた。表４に示される各試料の圧縮強度の結果は、試料IIにかかる組成物が二次硬化プロセス時にオートクレーブ中で高温条件に曝されながらもその強度が上昇し続けたことを示している。
【００５１】
表４．試料IIスラリー硬化後の圧縮強度
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【００５２】
ＸＲＤ回折パターンに基づくＸＲＤ組成分析（表５）は、高温（５５０°Ｆ）で硬化すると、１９０°Ｆで凝結したバインダー組成物から組成的に変化することを示している。
【００５３】
表5. 硬化した試料IIのXRD分析
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【００５４】
例えば、表５に示されるように、５５０°Ｆで硬化した試料では、１９０°Ｆ凝結と比較して、ムライトが少ない量で存在した。更に、１９０°Ｆで凝結した試料中には結晶質シリカ、加藤石、珪灰石、及び未確認のアモルファス材料が相当量存在したが、引き続き５５０°Ｆで硬化した試料には存在しなかった。その一方で、５５０°Ｆ硬化には相当量の六方晶系ＣａＡｌ2Ｓｉ2Ｏ8（ドミスタインベルグ石）及びＡｌＯＯＨ（ベーマイト）が含まれていた。それぞれ１９０°Ｆ凝結及び５５０°Ｆ硬化の、４００ｘ及び５００ｘ拡大の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）像を示している図４Ａ及び図４Ｂから示唆されるように、より高温では、１９０°Ｆ硬化でみられるよりもより大きな度合いの結晶化を試料中の材料に生じさせた可能性があるようである。この結論は、５５０°Ｆ硬化試料中にアモルファスが少ししか示されていないか、または全く示されていないＸＲＤ分析によって確認される。
【００５５】
以上から、本発明は、言及した目的及び利点を実現するためのみならず、これらに内在するものを実現するためにもよく適している。本開示は、本明細書の教示の利益を有する当業者にとって明白な、異なるが均等な方法に修正または実施でき、上に開示した具体的な実施形態は例示的なものに過ぎない。更に、以下の請求項で記載されているもの以外に、本明細書で示した構造または設計の詳細に限定することは意図されていない。したがって、上に開示した具体的な例示実施形態は変更または修正可能であり、全てのそのようなバリエーションが本開示の範囲及び趣旨に含まれると考えられることは明白である。特に、本明細書で開示される値の全ての範囲（「約ａから約ｂ」、または等価的な「おおよそａからｂ」、または等価的な「おおよそａ〜ｂ」の形態）は、値のそれぞれの範囲のべき集合（全ての部分集合の集合）のことをいい、また値のより広い範囲に包含される全ての範囲を意味すると理解されるべきである。また、請求項の中の用語は、特許権者によって明示的に及び明確に定義される場合を除いては、単純な、通常の意味を有する。
本発明のまた別の態様は、以下のとおりであってもよい。
〔１〕水、及び、
セメント
を含むバインダー組成物であって、前記セメントが、
高アルミナセメントと、
約０．７より大きいアルミナ対シリカの比率でアルミナ及びシリカを含む高アルミナ耐火性アルミノシリケート材料と、
リン含有材料と
を含むことを特徴とする、バインダー組成物。
〔２〕前記高アルミナセメントが、アルミン酸カルシウムを含む、前記〔１〕に記載のバインダー組成物。
〔３〕前記高アルミナ耐火性アルミノシリケート材料が、前記高アルミナ耐火性アルミノシリケート材料の５０質量％より多い量でムライトを含む、前記〔１〕に記載のバインダー組成物。
〔４〕前記高アルミナアルミノシリケートが、実質的にアモルファス材料を含まない、前記〔３〕に記載のバインダー組成物。
〔５〕前記高アルミナ耐火性アルミノシリケート材料が、破砕耐火れんが、耐火れんがグロッグ、耐火モルタル、耐火粘土、ムライト、溶融ムライト、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される化合物を含む、前記〔１〕に記載のバインダー組成物。
〔６〕前記リン含有材料が、リン酸塩、ヘキサメタリン酸塩、トリポリリン酸塩、オルトリン酸塩、メタリン酸塩、ポリリン酸塩、前述のいずれか１つのものの塩、及びこれらの組み合わせ、からなる群から選択される化合物を含む、前記〔１〕に記載のバインダー組成物。
〔７〕前記高アルミナセメントが、前記セメントの質量基準で約２０％〜約７０％の範囲の量で前記バインダー組成物中に存在し、
前記高アルミナ耐火性アルミノシリケート材料が、前記セメントの質量基準で約２０％〜約７０％の範囲の量で前記バインダー組成物中に存在し、そして
前記リン含有材料が、前記セメントの質量基準で約１％〜約３０％の範囲の量で前記バインダー組成物中に存在する、前記〔１〕に記載のバインダー組成物。
〔８〕前記水が、前記バインダー組成物を含有するポンプ移送可能なスラリーを形成するのに十分な量で前記バインダー組成物中に存在する、前記〔１〕に記載のバインダー組成物。
〔９〕凝結遅延剤を更に含有する、前記〔８〕に記載のバインダー組成物。
〔１０〕第一の凝結遅延剤及び第二の凝結遅延剤を更に含有する、前記〔８〕に記載のバインダー組成物。
〔１１〕凝結遅延剤、ミクロスフェア、粉砕ゴム粒子、炭素繊維、促進剤、界面活性剤、流体損失抑制剤、加重材、分散剤、気体発生剤、逸泥用材、濾過調整剤、消泡剤、油膨潤性粒子、水膨潤性粒子、チキソトロピー付与剤、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される添加剤を更に含有する、前記〔１〕に記載のバインダー組成物。
〔１２〕前記バインダー組成物を発泡させるのに十分な量の膨張剤と、
発泡剤、泡安定剤、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される化合物と、
を更に含有する、前記〔１〕に記載のバインダー組成物。
〔１３〕バインダー組成物を地下層に導入する工程、及び、
前記バインダー組成物を凝結させる工程
を含むセメンチング方法であって、前記バインダー組成物が、
水と、
高アルミナセメントと、
約０．７より大きいアルミナ対シリカの比率でアルミナ及びシリカを含む高アルミナ耐火性アルミノシリケート材料と、
リン含有材料と
を含むスラリーを含むことを特徴とする、方法。
〔１４〕前記高アルミナ耐火性アルミノシリケート材料が、破砕耐火れんが、耐火れんがグロッグ、耐火モルタル、耐火粘土、ムライト、溶融ムライト、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される化合物を含む、前記〔１３〕に記載の方法。
〔１５〕前記高アルミナセメントが、前記高アルミナセメントと前記高アルミナ耐火性アルミノシリケート材料と前記リン含有材料との合計質量基準で約２０％〜約７０％の範囲の量で前記バインダー組成物中に存在し、
前記高アルミナ耐火性アルミノシリケート材料が、前記高アルミナセメントと前記高アルミナ耐火性アルミノシリケート材料と前記リン含有材料との合計質量基準で約２０％〜約７０％の範囲の量で前記バインダー組成物中に存在し、
前記リン含有材料が、前記高アルミナセメントと前記高アルミナ耐火性アルミノシリケート材料と前記リン含有材料との合計質量基準で約１％〜約３０％の範囲の量で前記バインダー組成物中に存在する、前記〔１３〕に記載の方法。
〔１６〕前記バインダー組成物が、３０Ｕ．Ｓ．メッシュのサイズまたはそれより小さい高アルミナ耐火性アルミノシリケート粒子を含む、前記〔１３〕に記載の方法。
〔１７〕前記バインダー組成物を凝結させる工程が、前記バインダー組成物を約２００°Ｆ以下の温度で凝結させる工程を含む、前記〔１３〕に記載の方法。
〔１８〕前記バインダー組成物を凝結させる工程に続けて、約４００°Ｆ以上の温度で前記バインダー組成物を硬化させる工程を更に含む、前記〔１７〕に記載の方法。
〔１９〕前記バインダー組成物を硬化させる工程が、前記バインダー組成物を地下層から産出される１種以上の化合物に曝露させる工程を含む、前記〔１８〕に記載の方法。
〔２０〕前記バインダー組成物を硬化させる工程が、増進石油回収技術及び廃棄作業のうちの少なくとも１つを行う工程を含む、前記〔１８〕に記載の方法。
〔２１〕前記高アルミナセメントと、前記高アルミナ耐火性アルミノシリケート材料と、前記リン含有材料とのうちの１つ以上を、混合装置を用いて水と混合する工程を更に含む、前記〔１３〕に記載の方法。
〔２２〕前記バインダー組成物が、１つ以上のポンプを用いて地下層の中に導入される、前記〔１３〕に記載の方法。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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