КОМПОЗИЦИЯ ЦЕМЕНТНЫХ РАСТВОРОВ С УСТОЙЧИВОЙ ПЕНОЙ И СПОСОБ ЕЕ ПОЛУЧЕНИЯ

1. Вспененная цементная композиция, содержащая:
пенообразующую композицию, включающую:
цемент,
жидкость на основе воды, присутствующую в количестве, составляющем приблизительно от 20 до 80 мас.% от массы цемента,
- пенообразующую композицию, содержащую ионную гелевую систему, присутствующую в количестве, составляющем приблизительно от 0,05 до 10 мас.% от массы жидкости на основе воды, и
газ, присутствующий в количестве, составляющем приблизительно от 5 до 85 об.% от объема пенообразующей композиции для формирования вспененной цементной композиции.
2. Композиция по п.1, в которой цемент выбран из группы, включающей классы цемента по классификации API, виды цемента, используемые на нефтяных промыслах, шлаковые цементы, а также их смеси или комбинации.
3. Композиция по п.1, в которой жидкость на основе воды выбрана из группы, включающей пресную воду, соленую воду, соляные растворы, морскую воду, а также их смеси или комбинации.
4. Композиция по п.1, в которой газ выбран из группы, включающей азот, воздух, другие смеси азота-кислорода, а также их смеси или комбинации.
5. Композиция по п.1, в которой вспененная цементная композиция имеет плотность, равную приблизительно от 6 до 16 фунтов на галлон.
6. Композиция по п.1, в которой ионная гелевая система включает ионное взаимодействие между: (1) катионным поверхностно-активным веществом или несколькими катионными поверхностно-активными веществами и анионной полимерной/цвиттерионной системой поверхностно-активных веществ или (2) анионным поверхностно-активным веществом или несколькими анионными поверхностно-активными веществами и катионной полимерной/цвиттерионной системой или несколькими катионными полимерными/цвиттерионными системами поверхностно-активных веществ, либо (3) их смесями или комбинациями.
7. Композиция по п.6, в которой ионная гелевая система присутствует в количестве, составляющем приблизительно от 0,01 до 10 мас.% от массы жидкости в композиции.
8. Композиция по п.1, дополнительно включающая диспергатор, присутствующий в количестве, составляющем приблизительно от 1,0 до 2,5 мас.% от массы цемента.
2
9. Композиция по п.1, дополнительно включающая активатор, выбранный из группы, включающей гидратированную известь, Са(ОН), гидроксид натрия, сульфат натрия, карбонат натрия, силикат натрия, портландцемент, а также их смеси или комбинации.
10. Композиция по п.9, в которой активатор присутствует в количестве, составляющем приблизительно от 0,5 до 10 мас.% от массы шлакового цемента.
11. Композиция по п.1, дополнительно включающая стабилизирующий пену агент, присутствующий в количестве, составляющем приблизительно от 0,01 до 5 мас.% от массы жидкости в композиции.
12. Композиция по п.1, в которой стабилизирующий пену агент выбран из группы, включающей цвиттерионные соединения, оксиды аминов, алкилированные оксиды полиалкиленов либо их смеси или комбинации.
13. Композиция по п.12, в которой стабилизирующий пену агент присутствует в количестве, составляющем приблизительно от 1 до 2 мас.% от массы композиции.
14. Способ получения вспененной цементной композиции, в котором осуществляют:
добавление цемента к водной жидкости,
добавление первой аддитивной композиции, включающей:
заряженный полимер,
стабилизирующий агент и
воду,
добавление второй аддитивной композиции, включающей имеющее противоположный заряд поверхностно-активное вещество, при этом заряженный полимер и имеющее противоположный заряд поверхностно-активное вещество формируют ионную гелевую систему, и
инжектирование некоторого количества газа, достаточного для формирования вспененной цементной композиции.
15. Способ по п.14, в котором цемент выбран из группы, включающей классы цемента по классификации API, виды цемента, используемые на нефтяных промыслах, шлаковые цементы, а также их смеси или комбинации.
16. Способ по п.14, в котором жидкость на основе воды выбирают из группы, включающей пресную воду, соленую воду, соляные растворы, морскую воду, а также их смеси или комбинации.
17. Способ по п.14, в котором газ выбирают из группы, включающей азот, воздух, другие смеси азота-кислорода, а также их смеси или комбинации.
18. Способ по п.14, в котором вспененная цементная композиция имеет плотность, равную приблизительно от 6 до 16 фунтов на галлон.
19. Способ по п.14, в котором ионная гелевая система включает (а) катионное поверхностно-активное вещество или несколько катионных поверхностно-активных веществ и анионный полимер или (b) анионное поверхностно-активное вещество или несколько анионных поверхностно-активных веществ и катионный полимер, либо (с) их смеси или комбинации.
20. Способ по п.14, в котором ионная гелевая система присутствует в количестве, составляющем приблизительно от 0,05 до 10 мас.% от массы жидкости в композиции.
21. Способ по п.14, дополнительно включающий использование цементного диспергатора, присутствующего в количестве, составляющем приблизительно от 0,15 до 5 мас.% от массы жидкости в композиции.
2
22. Способ по п.14, дополнительно включающий использование активатора, выбранного из группы, включающей гидратированную известь, Са(ОН), гидроксид натрия, сульфат натрия, карбонат натрия, силикат натрия, портландцемент, а также их смеси или комбинации.
23. Способ по п.22, в котором активатор присутствует в количестве, составляющем приблизительно от 0,5 до 10 мас.% от массы шлакового цемента.
24. Способ по п.14, дополнительно включающий использование стабилизирующего пену агента, присутствующего в количестве, составляющем приблизительно от 0,01 до 5 мас.% от массы жидкости в композиции.
25. Способ по п.24, в котором стабилизирующий пену агент выбран из группы, включающей цвиттерионные соединения, оксиды аминов, алкилированные оксиды полиалкиленов либо их смеси или сочетания.
26. Способ по п.25, в котором стабилизирующий пену агент присутствует в количестве, составляющем приблизительно от 0,01 до 5 мас.% от массы композиции.