СПОСОБЫ ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ В ПОДЗЕМНОМ ПЛАСТЕ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЦЕМЕНТНОЙ КОМПОЗИЦИИ, СОДЕРЖАЩЕЙ ЗАТРАВОЧНЫЕ КРИСТАЛЛЫ ГИДРАТИРОВАННОГО СИЛИКАТА КАЛЬЦИЯ

1. Способ цементирования в подземном пласте, включающий:
введение цементной композиции в подземный пласт, причем цементная композиция содержит:
цемент,
воду и
затравочные кристаллы гидратированного силиката кальция (С-S-H),
причем исследуемая цементная композиция, состоящая, в основном, из цемента, воды и затравочных кристаллов C-S-H и в таких же пропорциях, как в цементной композиции, развивает сопротивление сжатию, составляющее, по меньшей мере, 1200 фунт/кв. дюйм (8,3 МПа) при исследовании в течение 24 ч при температуре 60°F (15,6°C) и давлении 3000 фунт/кв. дюйм (20,7 МПа); и
выдерживание цементной композиции для затвердевания.
2. Способ по п.1, в котором цемент содержит, по меньшей мере, один гидравлический цемент, выбранный из группы, которую составляют портландцемент, пуццолановый цемент, гипсовый цемент, цемент с высоким содержанием оксида алюминия, шлаковый цемент, силикатный цемент и их сочетания.
3. Способ по п.1, в котором вода выбрана из группы, которую составляют пресная вода, солоноватая вода, соленая вода и любое их сочетание.
4. Способ по п.1, в котором затравочные кристаллы C-S-H имеют такое распределение частиц по размерам, что, по меньшей мере, 90% затравочных кристаллов C-S-H имеют размер частиц, составляющий от 1 мкм до 0,1 мкм.
5. Способ по п.1, в котором затравочные кристаллы C-S-H присутствуют в концентрации, составляющей от приблизительно 0,05% до приблизительно 7% по отношению к массе цемента.
6. Способ по п.1, в котором цементная композиция дополнительно содержит латексную добавку.
7. Способ по п.6, в котором латексная добавка представляет собой суспензию, содержащую твердые каучуковые частицы в качестве дисперсной фазы и жидкость в качестве непрерывной фазы.
8. Способ по п.7, в котором каучуковые частицы выбраны из группы, которую составляют цис-1,4-полиизопреновый каучук, стирол-бутадиеновый каучук (SBR), высокостирольный каучук, бутилкаучук, этиленпропиленовые каучуки (ЕРМ и EPDM), неопреновый каучук, нитрильный каучук, кремнийорганический каучук, хлорсульфированный полиэтиленовый каучук, сшитый полиэтиленовый каучук, эпихлоргидриновый каучук, фторуглеродный каучук, фторокремнийорганический каучук, полиуретановый каучук, полиакриловый каучук, полисульфидный каучук, AMPS-стирол-бутадиеновый каучук, модифицированные типы любого из перечисленных выше каучуков, а также их сочетания.
9. Способ по п.1, в котором цементная композиция имеет продолжительность загустевания, составляющую от приблизительно 4 до приблизительно 15 ч при температуре 60°F (15,6°C) и давлении 5000 фунт/кв. дюйм (34,5 МПа).
10. Способ по п.1, в котором цементная композиция имеет начальную продолжительность затвердевания, составляющую менее чем 24 ч при температуре 60°F (15,6°С) и давлении 3000 фунт/кв. дюйм (20,7 МПа).
11. Способ по п.1, в котором цементная композиция имеет продолжительность затвердевания, составляющую менее чем 48 ч при температуре 60°F (15,6°С).
12. Способ по п.1, в котором цементная композиция имеет сопротивление сжатию, составляющее от приблизительно 1000 до приблизительно 5000 фунт/кв. дюйм (от приблизительно 6,9 до приблизительно 34,5 МПа) при исследовании в течение 24 ч при температуре 60°F (15,6°C) и давлении 3000 фунт/кв. дюйм (20,7 МПа).
13. Способ по п.1, в котором цементная композиция имеет продолжительность перехода, составляющую менее чем 1 ч при использовании процедуры статического напряжения сдвига SGSA при температуре 155°F (68,3°C) и давлении 4500 фунт/кв. дюйм (31 МПа).
14. Способ по п.1, в котором цементная композиция имеет продолжительность перехода, составляющую менее чем 50 мин при использовании процедуры статического напряжения сдвига Mini MACS при температуре 60°F (15,6°C) и давлении 5000 фунт/кв. дюйм (34,5 МПа).
15. Способ по п.1, в котором цементная композиция дополнительно содержит, по меньшей мере, одну добавку.
16. Способ по п.15, в котором, по меньшей мере, одна добавка выбрана из группы, которую составляют наполнитель, препятствующая потере текучей среды добавка, замедлитель затвердевания, понизитель трения, препятствующая снижению прочности добавка, понизитель плотности, пеногаситель, утяжелитель, улучшающая механические свойства добавка, пластозакупоривающий материал, понизитель фильтрации, тиксотропная добавка, и их сочетания.
17. Способ по п.1, в котором подземный пласт имеет температуру на забое скважины, составляющую от приблизительно 60°F до приблизительно 120°F (от приблизительно 15,6°С до приблизительно 48,9°С).
18. Способ по п.1, дополнительно включающий стадию определения максимальной объемной доли твердой фазы перед стадией введения.
19. Способ цементирования в подземном пласте, включающий:
введение цементной композиции в подземный пласт, причем цементная композиция содержит:
цемент,
воду и
затравочные кристаллы гидратированного силиката кальция (С-S-H), причем затравочные кристаллы C-S-H присутствуют, по меньшей мере, в достаточной концентрации, таким образом, что цементная композиция развивает сопротивление сжатию, составляющее, по меньшей мере, 1200 фунт/кв. дюйм (8,3 МПа) при исследовании в течение 24 часов при температуре 60°F (15,6°C) и давлении 3000 фунт/кв. дюйм (20,7 МПа), в то время как практически идентичная цементная композиция без затравочных кристаллов C-S-H развивает сопротивление сжатию, составляющее менее чем 1200 фунт/кв. дюйм (8,3 МПа) при исследовании в течение 24 часов при температуре 60°F (15,6°C) и давлении 3000 фунт/кв. дюйм (20,7 МПа); и
выдерживание цементной композиции для затвердевания.
20. Способ цементирования в подземном пласте, включающий:
введение цементной композиции в подземный пласт, причем цементная композиция содержит:
цемент,
воду и
затравочные кристаллы гидратированного силиката кальция (С-S-H), причем затравочные кристаллы C-S-H представляют собой мезоскопические частицы, наночастицы или их сочетания, и затравочные кристаллы C-S-H присутствуют в концентрации, составляющей от приблизительно 1% до приблизительно 5% по отношению к массе цемента; и
выдерживание цементной композиции для затвердевания.