ВЫБОР НЕОРГАНИЧЕСКИХ ЧАСТИЦ ДЛЯ ЦЕМЕНТИРУЮЩИХ СКВАЖИНЫ КОМПОЗИЦИЙ С КОНКРЕТНЫМИ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ

1. Способ выбора неорганических частиц для цементирующих скважины композиций, включающий:
анализ каждой из группы неорганических частиц для генерирования данных о физико-химических свойствах каждой из неорганических частиц;
2
генерирование корреляции между индексом реакционной способности каждой из неорганических частиц и указанными данными, причем указанный индекс реакционной способности представляет собой меру реакционной способности каждой из неорганических частиц, скорректированную с учетом различий в по меньшей мере одном из: удельной плотности, объемной плотности, потребности в воде и количества SiO и СаО, при этом указанная корреляция представляет собой полилинейную регрессионную модель;
определение цементной добавки, основанное по меньшей мере частично на корреляции;
приготовление образца цементной композиции, содержащей цементную добавку, и
испытание образца цементной композиции для определения одной или большего количества эксплуатационных характеристик.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что этап анализа включает измерение по меньшей мере одного из: удельной плотности, объемной плотности, потребности в воде или концентрации неорганических веществ.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что по меньшей мере одна из неорганических частиц содержит по меньшей мере одно из: кремнезема, глинозема, железа, оксида железа, кальция, оксида кальция, натрия, калия, магния, серы и их комбинаций.
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что анализ неорганических частиц включает анализ одним или большим количеством методов, выбранных из группы, состоящей из: микроскопии, спектроскопии, дифракции рентгеновских лучей, рентгеновской флуоресценции, анализа размера частиц, анализа потребности в воде, сканирующей электронной микроскопии, энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии, площади поверхности, анализа удельной плотности, термогравиметрического анализа, морфологического анализа, инфракрасной спектроскопии, ультрафиолетовой и видимой спектроскопии, масс-спектроскопии, масс-спектрометрии вторичных ионов, масс-спектрометрии по энергии электронов, дисперсионной рентгеновской спектроскопии, оже-электронной спектроскопии, анализа индуктивно связанной плазмы, термоионизационной масс-спектроскопии, масс-спектроскопии с тлеющим разрядом, рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии, испытания механических свойств, испытания модуля Юнга, реологических свойств, коэффициента Пуассона и их комбинаций.
5. Способ по п. 1, дополнительно включающий оценку реакционной способности цементной добавки, основанную по меньшей мере частично на указанной корреляции, причем цементная добавка содержит две или большее количество неорганических частиц.
6. Способ по п. 1, дополнительно включающий разработку цементной композиции, основанную по меньшей мере частично на указанной корреляции, и приготовление цементного раствора, основанного на цементной композиции, и при этом способ дополнительно включает размещение цементного раствора в подземный пласт с использованием одного или большего количества насосов.
7. Система выбора неорганических частиц для цементирующих скважины композиций, содержащая:
аналитический инструмент, выполненный с возможностью сбора физико-химических данных о совокупности неорганических частиц,
и компьютерную систему, выполненную с возможностью приема физико-химических данных и генерации корреляции между индексом реакционной способности каждой из неорганических частиц,
2
причем указанный индекс реакционной способности представляет собой меру реакционной способности каждой из неорганических частиц, скорректированную с учетом различий в по меньшей мере одном из: удельной плотности, объемной плотности, потребности в воде и количества SiO и СаО,
при этом указанная корреляция представляет собой полилинейную регрессионную модель, а компьютерная система выполнена с возможностью приема пользовательского ввода, содержащего одну или большее количество эксплуатационных характеристик цемента, и с возможностью определения цементной добавки, основанного по меньшей мере частично на корреляции одной или большего количества эксплуатационных характеристик цемента, и вывода цементной композиции, содержащей указанную цементную добавку.
8. Система по п. 7, отличающаяся тем, что этап анализа включает измерение по меньшей мере одного из: удельной плотности, объемной плотности, потребности в воде или концентрации неорганических веществ, при этом по меньшей мере одна из неорганических частиц содержит по меньшей мере одно из кремнезема, глинозема, железа, оксида железа, кальция, оксида кальция, натрия, калия, магния, серы и их комбинаций.
9. Система по п. 7, отличающаяся тем, что аналитический инструмент выполнен с возможностью выполнения одной или большего количества функций, выбранных из группы, состоящей из: микроскопии, спектроскопии, дифракции рентгеновских лучей, рентгеновской флуоресценции, анализа размера частиц, анализа потребности в воде, сканирующей электронной микроскопии, энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии, площади поверхности, анализа удельной плотности, термогравиметрического анализа, морфологического анализа, инфракрасной спектроскопии, ультрафиолетовой и видимой спектроскопии, масс-спектроскопии, масс-спектрометрии вторичных ионов, масс-спектрометрии по энергии электронов, дисперсионной рентгеновской спектроскопии, оже-электронной спектроскопии, анализа индуктивно связанной плазмы, термоионизационной масс-спектроскопии, масс-спектроскопии с тлеющим разрядом, рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии, испытания механических свойств, испытания модуля Юнга, реологических свойств, коэффициента Пуассона и их комбинаций.
10. Система по п. 7, отличающаяся тем, что компьютерная система дополнительно выполнена с возможностью оценки реакционной способности цементной добавки, основанной по меньшей мере частично на указанной корреляции, причем цементная добавка содержит две или большее количество неорганических частиц.
11. Энергонезависимый машиночитаемый носитель, содержащий хранящиеся на нем данные, представляющие программное обеспечение, выполняемое компьютером, причем программное обеспечение предназначено для выбора неорганических частиц для цементирующих скважины композиций и содержит команды, содержащие:
команды для приема физико-химических данных для одной или большего количества неорганических частиц;
команды для расчета индекса реакционной способности для одной или большего количества неорганических частиц;
2
причем указанный индекс реакционной способности представляет собой меру реакционной способности каждой из неорганических частиц, скорректированную с учетом различий в по меньшей мере одном из: удельной плотности, объемной плотности, потребности в воде и количества SiO и СаО,
команды для расчета корреляции между физико-химическими данными и индексом реакционной способности для по меньшей мере одной из одной или большего количества неорганических частиц, при этом указанная корреляция представляет собой полилинейную регрессионную модель;
команды для приема пользовательского ввода, содержащего одну или большее количество эксплуатационных характеристик цемента;
команды для определения цементной добавки, основанного по меньшей мере частично на указанной корреляции и на одной или большем количестве эксплуатационных характеристик цемента, причем по меньшей мере одна из этих эксплуатационных характеристик представляет собой прочность на сжатие, и вывода цементной композиции, содержащей указанную цементную добавку.