NO149585B

NO149585B - cement slurry

Info

Publication number: NO149585B
Application number: NO792587A
Authority: NO
Inventors: Charles Arthur Powers; Robert Cecil Smith; George Bartlett Holman
Original assignee: Standard Oil Co
Priority date: 1978-08-08
Filing date: 1979-08-07
Publication date: 1984-02-06
Also published as: NO149585C; RO78647A; IT7949989A0; AU524956B2; EG14041A; NL7906030A; GB2027687B; NO792587L; BR7905034A; AU4961879A; DE2932203A1; FR2439169A1; GB2027687A; IT1120490B; MX152715A; CA1126300A

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en hydraulisk seméntopp-slemming av den art som er angitt i krav l's ingress"." Lettvektssementeri iføige foreliggende oppfinnelse utvisér 'lavere densiteter' og kan oppnå høyere styrke énn dét som kunne- oppnås ved anvendelse av sementhlåndinger hvori vann tilsettes for å nedsette densiteten av blandingen og materialet såsom bentonitt, diatomerjord eller nåtriummetasilikat tilsettes for å forhindre separering av blandingene. The present invention relates to a hydraulic cement top slurry of the type specified in claim 1's preamble. Lightweight cement according to the present invention exhibits 'lower densities' and can achieve higher strength than could be achieved by using cement mixtures in which water is added to reduce the density of the mixture and material such as bentonite, diatomaceous earth or sodium metasilicate is added to prevent separation of the mixtures.

I fig. 1 er vist en sammenligning av styrken for sement ifølge foreliggende oppfinnelse med styrken av tidligere anvendte sementer. Fig, 2 viser styrken av de hule glassmikrosfærer anvendt i henhold til foreliggende oppfinnelse. Fig. 3 viser økningen i oppslemningens densitet for en oppslemning ifølge oppfinnelsen når det hydrostatiske trykk stiger.' Fig. 4 viser vann som er nødvendig for å danne oppslemningene In fig. 1 shows a comparison of the strength of cement according to the present invention with the strength of previously used cements. Fig, 2 shows the strength of the hollow glass microspheres used according to the present invention. Fig. 3 shows the increase in the density of the slurry for a slurry according to the invention when the hydrostatic pressure rises. Fig. 4 shows the water required to form the slurries

ifølge oppfinnelsen. according to the invention.

Fig. 5 viser oppslemningskonsistens for lavdensitetssementen ifølge foreliggende oppfinnelse. Fig. 6 oppslemningsdensiteter som oppnås ved tilsetning av hule glass-sfærer. Fig. 7 viser API fortykningstider for oppslemninger ifølge oppfinnelsen. Fig. 8 viser API.kompresjonsstyrke for oppslemninger ifølge oppfinnelsen. Fig. 5 shows slurry consistency for the low-density cement according to the present invention. Fig. 6 slurry densities obtained by adding hollow glass spheres. Fig. 7 shows API thickening times for slurries according to the invention. Fig. 8 shows API compressive strength for slurries according to the invention.

I oljebrønntypesementering er det funnet at en lavdensitetsement som omfatter hydraulisk sement, hule glassmikrosfærer og vann er overlegent bedre enn de tidligere beskrevne lettvektsementer. Lavdensitet eller lettvektsementer anvendes' ved avslutning In oil well type cementing, it has been found that a low density cement comprising hydraulic cement, hollow glass microspheres and water is superior to the previously described lightweight cements. Low-density or lightweight cements are used for finishing

av brønner som utstrekker seg gjennom svake undergrunnsforma-sjoner for å nedsette det hydrostatiske press som virker på en kolonne av sement i de svake formasjoner. Eksempler på slike formasjoner er ikke-konsoliderte sene tertiære formasjoner som påtreffes i Gulfkystområdet i de Forente Stater, grunne kull-sømmer som påtreffes i Wyoming, Muskegformasjoner som påtreffes i Canada og brutte formasjoner som finnes verden over. Slike formasjoner påtreffes når det bores brønner for utvinning av underjordiske kilder såsom olje, gass, mineraler og vann og lettvektsementene ifølge oppfinnelsen er nyttig ved avslutningsarbeider i slike brønner. Disse avslutningsarbeider i det etter-følgende beskrevet under henvisning til oljebrønner og innbe-fatter, men er ikke begrenset til avslutninger hvor sementoppslemningen pumpes ned gjennom et rør i en brønn og oppover inn i det ringformede rom mellom røret og brønnens vegg, hvor sement-suspensjonen innføres i hulrommet mellom røret og brønnens vegg ved støpeteknikker og hvor en plugg av sementoppslemningen inn-føres i en brønn når denne skal "forlates" eller når det skal etableres en ledekile. of wells extending through weak underground formations to reduce the hydrostatic pressure acting on a column of cement in the weak formations. Examples of such formations are unconsolidated late Tertiary formations found in the Gulf Coast region of the United States, shallow coal seams found in Wyoming, Muskeg formations found in Canada, and fractured formations found worldwide. Such formations are encountered when wells are drilled for the extraction of underground sources such as oil, gas, minerals and water and the lightweight cements according to the invention are useful for completion work in such wells. These completion works are described below with reference to oil wells and include, but are not limited to completions where the cement slurry is pumped down through a pipe in a well and up into the annular space between the pipe and the wall of the well, where the cement suspension is introduced into the cavity between the pipe and the wall of the well by casting techniques and where a plug of the cement slurry is introduced into a well when this is to be "abandoned" or when a guide wedge is to be established.

Det er beskrevet i del 3 av en serie artikler med tittelen It is described in part 3 of a series of articles entitled

Basic Cementing, Oil and Gas Journal, Volume 75, No. 11, Basic Cementing, Oil and Gas Journal, Volume 75, No. 11,

■14. mars 1977 at "'Basically, lightweight slurries aré made by adding more watér to lightén the mixture ånd then adding materials which keep the solids from separating." Bentonitt, diatomerjord og natrium-metasilikat er beskrevet som materiale - som' kan tilsettes for å forhindre at faststoffet separeres når vann tilsettes for ' å nedsette bppslemnihgens densitet. Det er også beskrevet at oppslemningsdensitetér så lave som 1,29 kg/l kan oppnås ved tilsetning av vann. Denne fremgangsmåte ved fremstilling av lettvektssementoppslemninger har den ulempe at tilsetning av mere vann forlenger herdetiden og reduserer styrken av den erholdte lettvekssément i en slik grad at de ikke kan blandes til densiteter mindre enn-ca. 1,29 kg/l. ■14. March 1977 that "'Basically, lightweight slurries are made by adding more water to lighten the mixture then adding materials which keep the solids from separating.' Bentonite, diatomaceous earth and sodium metasilicate are described as materials which can be added to prevent the solid from separating when water is added to reduce the density of the slurry. It has also been described that slurry densities as low as 1.29 kg/l can be achieved by adding water. This method for the production of lightweight cement slurries has the disadvantage that the addition of more water prolongs the setting time and reduces the strength of the obtained lightweight cement to such an extent that they cannot be mixed to densities less than approx. 1.29 kg/l.

Lavdensitetsementen ifølge oppfinnelsen fremstilles ved tilsetning av hule glassmikrosfærer og tilstrekkelig vann til hydraulisk sement for å danne en pumpbar oppslemning. Den ytterligere vannmengde som er nødvendig som følge av anvendelse av mikrosfærer ér vesentlig mindre enn den som er nødvendig når vann tilsettes for å nedsetté' oppslemningsdensitet, følgelig' har den herdede sement ifølge oppfinnelsen en betydelige høyere styrke enn de tidligere anvendte lavdensitetssementer og ytterligere er herdetiden nedsatt. Som følge av den ytterligere styrke kan lettvektssementen i henhold til oppfinnelsen frem- ' stilles med densiteter meget lavere enn densiteten for de kjente oppslemninger på 1,29 kg/l, som beskrevet i dén ovenfor angitte publikasjon. Dette er vist i fig. 1 hvor kompresjonsstyrken av lettvektssementer beskrevet i den ovenfor nevnte publikasjon sammenlignes med kompresjonsstyrker for lettvektssementer ifølge oppfinnelsen. The low density cement according to the invention is produced by adding hollow glass microspheres and sufficient water to hydraulic cement to form a pumpable slurry. The additional amount of water required as a result of the use of microspheres is significantly less than that required when water is added to reduce slurry density, consequently the hardened cement according to the invention has a significantly higher strength than the previously used low density cements and the hardening time is further discounted. As a result of the additional strength, the lightweight cement according to the invention can be produced with densities much lower than the density of the known slurries of 1.29 kg/l, as described in the above-mentioned publication. This is shown in fig. 1 where the compression strength of lightweight cements described in the above-mentioned publication is compared with compression strengths for lightweight cements according to the invention.

Sammenligningene vist i fig. 1 ble utført med "American Petroleum Institute (API) Class A" sementer i en API-brønnsimu-ieringsprøveopplegg for en 3 05' m brønn, slik som beskrevet i "API Recommended Practice for Testing Oil Well Cements and Cement Additives," (American Petroleum Institute, Washington, D.C., API RP-10B,' 20th Edition, April 1977). Disse sammenlig-ninger kan gjøres i forhold til den ovenfor nevnte "Oil and Gas Journal" publikasjon hvor det er beskrevet at de fleste operatører venter til en sement har nådd en minimal kompresjonsstyrke på 3447 kPa før driften gjenopptas. Det kan ses fra fig. 1 at en 1,03 kg/l sementblanding ifølge foreliggende oppfinnelse vil oppnå en kompresjonsstyrke på ca. 3447 kPa i 24 h sammenlignet med en 1,56 kg/l sementblanding hvori det anvendes vann for å nedsette densiteten av sementblandingen, samt bentonitt, diatomerjord eller natriumsilikat for å forhindre separasjon av faststoff. Det kan også ses at en 1,32 kg/l sementblanding ifølge oppfinnelsen vil oppnå en kompresjonsstyrke på ca. 3447 kPa i løpet av 12 h. Dette viser at anvendelse av lettvektssementen ifølge oppfinnelsen i betydelig grad kan nedsette ventetiden for sementens herdning til den minimale styrking, vente på sementherdetid (WOC). The comparisons shown in fig. 1 was performed with "American Petroleum Institute (API) Class A" cements in an API well simulation test setup for a 305' m well, as described in "API Recommended Practice for Testing Oil Well Cements and Cement Additives," (American Petroleum Institute, Washington, D.C., API RP-10B,' 20th Edition, April 1977). These comparisons can be made in relation to the above-mentioned "Oil and Gas Journal" publication where it is described that most operators wait until a cement has reached a minimum compression strength of 3447 kPa before resuming operations. It can be seen from fig. 1 that a 1.03 kg/l cement mixture according to the present invention will achieve a compression strength of approx. 3447 kPa in 24 h compared to a 1.56 kg/l cement mixture in which water is used to reduce the density of the cement mixture, as well as bentonite, diatomaceous earth or sodium silicate to prevent separation of solids. It can also be seen that a 1.32 kg/l cement mixture according to the invention will achieve a compression strength of approx. 3447 kPa during 12 h. This shows that the use of the lightweight cement according to the invention can significantly reduce the waiting time for the cement to harden to the minimum strengthening, wait for cement hardening time (WOC).

Lettvektsementen ifølge oppfinnelsen er også overlegent bedre The lightweight cement according to the invention is also superiorly better

enn lettvektsementene beskrevet i US-patentene 3.699.701, 3.722.591, 3.782.985 og 3.804.058. Det er beskrevet i kolonne 2, linje 35 - 38 i US-patent nr. 3.699.701 at lettvektsoljebrønn-sementer kan fremstilles ved tilsetning av flyteaske, som agre-gat til eksisterende oljebrønnsementer. Flyteaske er beskrevet i konlonne 1, linjene 13 - 15 som den del av flyveasken som flyter på vann og som har en spesifikk vekt på ca. 0,7. Anvendelse av flytende flyveaske er også beskrevet i kolonne 2, than the lightweight elements described in US patents 3,699,701, 3,722,591, 3,782,985 and 3,804,058. It is described in column 2, lines 35 - 38 of US patent no. 3,699,701 that lightweight oil well cements can be produced by adding fly ash as an aggregate to existing oil well cements. Fly ash is described in column 1, lines 13 - 15 as the part of the fly ash that floats on water and has a specific weight of approx. 0.7. Application of liquid fly ash is also described in column 2,

i linjene 7 - 18 i US-patent nr.3.782.985. Det er også beskrevet i konlonne 2, linjene 17 - 22 i US-patent nr. 3.722.591 vat et borehull kan fores med en isolerende foring dannet in situ ved herding, i stedet for herdbar, flytende blanding bestående i det vesentlige av herdbar, flytende klebende sement og et byggemiddel, et fast lukket cellemateriale. En egnet klebende sement er beskrevet i konlonne 3, linje 18 i det sistnevnte patent som hydraulisk sement. Som egnet byggemiddel angis et fast lukket cellemateriale i kolonne 3, linjene 59 - 63 i patentet som flytende flyveaske. I US-patent nr. 3.804.058 er beskrevet i konlonnne 5, linjene 4 - 8 at pumpbare sementoppslemninger kan fremstilles ved å blande nortlandsement, vannfritt natrium-metasilikat, vann og hule sfærer fremstilt av keramikk eller glass. Keramikk og glass-sfærer er sammenlignet i konlonne 5, linjene 30 - 37 i patentet hvor det er beskrevet at keramiske sfærer er foretrukkket i brønner hvori de hydrostatiske trykk in lines 7 - 18 of US patent no. 3,782,985. It is also described in section 2, lines 17 - 22 of US Patent No. 3,722,591 that a borehole can be lined with an insulating liner formed in situ by curing, instead of curable, liquid mixture consisting essentially of curable, liquid adhesive cement and a building agent, a solid closed cell material. A suitable adhesive cement is described in section 3, line 18 of the latter patent as hydraulic cement. As a suitable building material, a fixed closed cell material is indicated in column 3, lines 59 - 63 of the patent as liquid fly ash. In US Patent No. 3,804,058 it is described in column 5, lines 4 - 8 that pumpable cement slurries can be prepared by mixing nortland cement, anhydrous sodium metasilicate, water and hollow spheres made of ceramics or glass. Ceramic and glass spheres are compared in section 5, lines 30 - 37 of the patent where it is described that ceramic spheres are preferred in wells in which the hydrostatic pressure

går opp til ca. 17 237 kPa. Vannet som er nødvendig for er-hbldelse av en pumpbar oppslemning ifølge patentet er beskrevet 1 kolonne 5, linjene 38 - 55 og i konlonne 6, linjene 1 og 2, hvor det-er beskrevet at ytterligere vann tilsettes for glass-sfærer og for natrium-metasilikatet. Fordelene som oppnås ved dette ekstra vann er beskrevet i kolonne 4, linjene 11 - 16 i patentet hvor det er angitt at det ekstra vann forøker rommet mellom' de suspenderte hulforseglede glass-sfærér og således nedsettes brekkasjen' av sfærene. goes up to approx. 17,237 kPa. The water that is necessary to obtain a pumpable slurry according to the patent is described in column 5, lines 38 - 55 and in column 6, lines 1 and 2, where it is described that additional water is added for glass spheres and for sodium -the metasilicate. The advantages achieved by this extra water are described in column 4, lines 11 - 16 of the patent, where it is stated that the extra water increases the space between the suspended hollow-sealed glass spheres and thus reduces the breakage of the spheres.

Det ytterligere vann som kreves i henhold til US-patent nr. 3.804.058'vil ha den samme ødeleggende effekt som beskrevet i henhold til lettvektsoppslemningene fremstilt ved'å tilsette vann for å nedsette densiteten av oppslemninger tilsatt bentonitt, diatomerjofd eller'natrium-metasilikat'for å forhindre faststoffet fra å separere. Prøvenummer 4a, 8, 9, 9a, 9b og 9c i Tabell II i US-patent nr. 3.804.058 er eksempler på an-vendélse av ytterligere vann sammen med natrium-metasilikat for å forhindre vannsepafasjon. Tilsetningen av vann i henhold til det nevnte patent forøker herdetiden og nedsetter styrken av den erholdte lettvektssement. Derfor har lettvektssementen i henhold' til dette patent lengre herdetider og dårligere styrke The additional water required by US Patent No. 3,804,058 will have the same destructive effect as described under the lightweight slurries made by adding water to reduce the density of bentonite, diatomaceous earth or sodium metasilicate slurries. 'to prevent the solid from separating. Sample numbers 4a, 8, 9, 9a, 9b and 9c in Table II of US Patent No. 3,804,058 are examples of the use of additional water together with sodium metasilicate to prevent water sepaation. The addition of water according to the aforementioned patent increases the setting time and reduces the strength of the lightweight cement obtained. Therefore, the lightweight cement according to this patent has longer setting times and poorer strength

enn sémentoppslemninger i henhold til foreliggende opfinnelse som er fri for effektiv mengder av tilsetningmidler såsom bentonitt diatomerjord og natrium-metasilikat. Én effektiv mengde av en av disse tilsetningsmidler er en mengde som ville forhindre separasjon av vann og partikler fra oppslemningen. than cement slurries according to the present invention which are free of effective amounts of additives such as bentonite diatomaceous earth and sodium metasilicate. An effective amount of one of these additives is an amount that would prevent separation of water and particles from the slurry.

Det API frie vanninnhold av suspensjoner av portlandsement, "IG 101" glass-sfærer markedsført av Emerson & Cuming, Inc. og mengd.en av vann beskrevet i det sistnevnte patent i kolonne 5, linjene 35 - 38 og kolonne 6, linjene 1 og 2, også vist i Tabell 2 er for høy for oljebrønntype'avslutninger. The API free water content of suspensions of Portland cement, "IG 101" glass spheres marketed by Emerson & Cuming, Inc. and the amount of water described in the latter patent in column 5, lines 35 - 38 and column 6, lines 1 and 2, also shown in Table 2 is too high for oil well type terminations.

API fritt vanninnhold for en oppslemning holdes på ikke mere enn 2 volum-% og fortrinnsvis mindre enn 1 volum-% for å minimali-sere vannseparasjonen etter innføring av oppslemningen. Vannseparasjonen i en sementkolonne kan danne lommer av fritt vann inne i sementkolonnen eller nedsettes høyden av kolonnen av sus-pensjonen. Lommer med fritt vann inne i en kolonne kan forårsake korrosjon i den tilstøtende omhylling. Høye prosent-andeler vannseparasjon kan danne kanaler gjennom hvilken væske kan migrere forbi sementkolonnen. The API free water content of a slurry is maintained at no more than 2% by volume and preferably less than 1% by volume to minimize water separation after introduction of the slurry. The water separation in a cement column can form pockets of free water inside the cement column or reduce the height of the column by the suspension. Pockets of free water inside a column can cause corrosion in the adjacent casing. High percentages of water separation can form channels through which liquid can migrate past the cement column.

Det API frie vanninnhold av en oppslemning fremstilt ved å blande "API Class H" sement med 20,68 vekt-% "IG 101" hule glass-sfærer og 126 vekt-% vann er ea. 18,4 volum-%. I tillegg til vannseparasjon så- segregerer faststoffet under den nevnte API-prøve. Den nedre del av en 250 ml's målsylinder hvori denne prøve ble utført inneholdt 84 ml faststoff, den midlere del inneholdt ca. 46 ml vann og toppdelen inneholdt ca. 120 ml faststoff flytende i vannet. Denne oppslemning hadde den samme sammen-setning som i eksempel 1 i Tabell 2 i US-patent nr. 3.8 04.058. Det frie vanninnhold i en annen sementoppslemning fremstilt ved The API free water content of a slurry prepared by mixing "API Class H" cement with 20.68 wt.% "IG 101" hollow glass spheres and 126 wt.% water is ea. 18.4% by volume. In addition to water separation, the solid separates during the aforementioned API test. The lower part of a 250 ml measuring cylinder in which this test was carried out contained 84 ml of solids, the middle part contained approx. 46 ml of water and the top part contained approx. 120 ml solid liquid in the water. This slurry had the same composition as in example 1 in Table 2 in US patent no. 3.8 04.058. The free water content of another cement slurry produced by

å blande "API Class H"sement med 10,34 vekt-% "IG 101" hule glass-sfærer og 84 vekt-% vann var ca. 16 volum-%. Denne oppslemning var beheftet med den samme alvorlige partikkelsepara-sjon som beskrevet med hensyn til oppslemninger fremstilt med 20,68 % sfærer. Denne oppslemningen inneholder vannmengden angitt i kolonne 5, linjene 53 - 55 for sement og glass-sfærer. Det er i det sistnevnte patent beskrevet at en oppslemning bør inneholde 18,9 1 vann pr. 42,6 kg sement og 16,7 1 vann pr. hver 10 vekt-% glass-sfærer. Dette tilsvarer fremstilling av sus-pensjonen med 44 vekt-% vann far sementen og 3,9 vekt-% vann for hver vektprosent glass-sfærer. En oppslemning fremstilt med denne vannmengde ville inneholde 84 vekt-% vann når den blandes med ca. 10,34 vekt-% glass-sfærer og 124 vekt-% vann når den blandes med ca. 20,68 vekt-% glass-sfærer. Disse vekt-prosent er basert på vekten av sementen. mixing "API Class H" cement with 10.34 wt.% "IG 101" hollow glass spheres and 84 wt.% water was approx. 16% by volume. This slurry was subject to the same severe particle segregation as described with respect to slurries prepared with 20.68% spheres. This slurry contains the amount of water indicated in column 5, lines 53 - 55 for cement and glass spheres. It is described in the latter patent that a slurry should contain 18.9 1 water per 42.6 kg cement and 16.7 1 water per each 10% by weight glass spheres. This corresponds to the production of the suspension with 44% by weight of water for the cement and 3.9% by weight of water for each percentage by weight of glass spheres. A slurry made with this amount of water would contain 84% water by weight when mixed with approx. 10.34 wt% glass spheres and 124 wt% water when mixed with approx. 20.68 wt% glass spheres. These weight percentages are based on the weight of the cement.

De keramiske sfærer beskrevet i patentet markedsføres av Emerson & Cuming, Inc. under handelsnavnet "FA.A Eccospheres". Disse keramiske sfærer er kjent innen industrien som flytende flyveaske eller flyveaske. The ceramic spheres described in the patent are marketed by Emerson & Cuming, Inc. under the trade name "FA.A Eccospheres". These ceramic spheres are known in the industry as liquid fly ash or fly ash.

Det er funnet at hule keramiske sfærer har egenskaper som gjør dem uønsket som tilsetningsmidler i lettvektssementer for olje-brønnavslutning. En 1,52 kg/l oppslemning fremstilt med "API Class A",sement, ca. 20 vekt-% hule keramiske sfærer og tilstrekkelig vann til å. danne en oppslemning med et API normalt vanninnhold mistet ca, 10 % av sitt volum når den ble utsatt for trykk på mindre enn 34 474 kPa og en 1,2 kg/l oppslemning. med "API Class A" sement ca. 67 vekt-% hule keramiske sfærer og tilstrekkelig vann til å gi en oppslemning med et . API normalt vanninnhold mistet ca. 10 % av sitt oppslemnings-.. volum når den ble utsatt for trykk på mindre enn 13 090 kPa. Dette .volumtap for en 1,2 kg/l oppslemning resulterte i en fast plugg som ikke var numpbar.. Oppslemninger ifølge opfinnelsen mister ikke deres pumpbarhetsevne etter tap av 10 % av deres pppslemningsvolum under hydrostatisk trykk og ytterligere vil tap. av oppslemningsvolum for opslemninger ifølge oppfinnelsen ikke være proporsjonal med mengden av hule sfærer som blandes med oppslemningen. Hollow ceramic spheres have been found to have properties that make them undesirable as additives in lightweight oil well completion cements. A 1.52 kg/l slurry made with "API Class A", cement, approx. 20 wt% hollow ceramic spheres and sufficient water to form a slurry with an API normal water content lost about 10% of its volume when subjected to pressures of less than 34,474 kPa and a 1.2 kg/l slurry . with "API Class A" cement approx. 67% by weight hollow ceramic spheres and sufficient water to produce a slurry with a . API normal water content lost approx. 10% of its slurry.. volume when subjected to pressures of less than 13,090 kPa. This volume loss for a 1.2 kg/l slurry resulted in a solid plug that was not pumpable. Slurries according to the invention do not lose their pumpability after losing 10% of their slurry volume under hydrostatic pressure and further loss. of slurry volume for opslurries according to the invention not be proportional to the amount of hollow spheres that are mixed with the slurry.

Det er også funnet at lettvektssementer blandet med disse keramiske sfærer belemret med en betydelig forøkning i oppslemningsdensitet og nedsetning i suspensjonens volum når den herder, ved et hydrostatisk trykk på ca. 3447 kPa. En 1,16 kg/l oppslemning av "API Class A" sement, keramiske sfærer og tilstrekkelig vann til å gi en oppslemning med et API normalt vanninnhold krøp ikke eller forøket i densitet når den ble herdet ved atmosfæretemperatur og trykk, imidlertid når en prøve av den samme oppslemning fikk herde ved atmosfæretemperatur og et hydrostatisk trykk på 3447 kPa mistet den ca. 10 % av sitt volum og forøket densiteten.til ca. 1,2 kg/l. It has also been found that lightweight cements mixed with these ceramic spheres packed with a significant increase in slurry density and decrease in the volume of the suspension when it hardens, at a hydrostatic pressure of approx. 3447 kPa. A 1.16 kg/l slurry of "API Class A" cement, ceramic spheres and sufficient water to give a slurry with an API normal water content did not creep or increase in density when cured at atmospheric temperature and pressure, however when a sample of the same slurry was allowed to harden at atmospheric temperature and a hydrostatic pressure of 3447 kPa, it lost approx. 10% of its volume and increased the density to approx. 1.2 kg/l.

Effektiviteten av hydrostatisk trykk på volumet av en lettvekts-sementoppslemning blandet med hule keramiske sfærer skulle lede en fagmann bort fra anvendelse av disse i oljebrønnavslutninger. Disse ødeleggende effekter er særlig alvorlige når lettvektssementoppslemninger blandes med hule keramiske sfærer til å gi opslemninger med densiteter mindre enn ca. 1,2 kg/l. Foreliggende lettvektssementer er ikke belemret med de samme ødeleggende effekter som vist for lettvektssementoppslemninger fremstilt med hule keramiske sfærer. Det vil bli beskrevet under henvisning til fig. 2 og 3 at effekten av det hydrostatiske trykk på oppslemninger ifølge oppfinnelsen er proporsjonale med densiteten av de hule glass-sfærer som velges. Oppfinnelsen er særpreget ved det sem er angitt i krav l's karakteriserende del. The effectiveness of hydrostatic pressure on the volume of a lightweight cement slurry mixed with hollow ceramic spheres should lead one skilled in the art away from their use in oil well completions. These destructive effects are particularly severe when lightweight cement slurries are mixed with hollow ceramic spheres to produce slurries with densities less than about 1.2 kg/l. Existing lightweight cements are not plagued with the same destructive effects as shown for lightweight cement slurries made with hollow ceramic spheres. It will be described with reference to fig. 2 and 3 that the effect of the hydrostatic pressure on slurries according to the invention is proportional to the density of the hollow glass spheres that are selected. The invention is characterized by what is stated in the characterizing part of claim 1.

De hule glassmikrosfærer som anvendes ved fremstilling av foreliggende lettvektssement har en midlere partikkeldiameter på mindre enn 500 um og kan fremstilles ved fremgangsmåten' beskrevet i US-patentene nr. 3.365.315 og 3.030.215. I det førstnevnte patent er beskrevet at hule glassmikrosfærer fremstilles ved å føre glasspartikler av glass inneholdende et gassdannende materiale gjennom en strøm" av oppvarmet luft eller en flamme. De .gassdannende materialer kan innarbeides i glass-partiklene ved det enkle trinn å la partiklene, enten ved rom-temperatur eller ved høyere temperaturer under smeltning- få ab-sorbere eller adsorbere de følgende materialer fra atmosfæren som omgir partiklene: 1^0, CO^, SO2, etc. Det er beskrevet i US-patent nr. 3.030.215 at hule glassmikrosfærer kan fremstilles ved å utsette en pulverformig blanding av silisiumhol- The hollow glass microspheres used in the production of the present lightweight cement have an average particle diameter of less than 500 µm and can be produced by the method described in US Patent Nos. 3,365,315 and 3,030,215. In the first-mentioned patent, it is described that hollow glass microspheres are produced by passing glass particles of glass containing a gas-forming material through a stream of heated air or a flame. The gas-forming materials can be incorporated into the glass particles by the simple step of letting the particles, either at room temperature or at higher temperatures during melting, absorb or adsorb the following materials from the atmosphere surrounding the particles: 1^0, CO^, SO2, etc. It is described in US patent no. 3,030,215 that hollow glass microspheres can be prepared by exposing a powdery mixture of silicon hol-

dig materiale såsom natriumsilikat, et vanndesensibiliserings-middel, såsom borsyre og et blåsemiddel såsom urea for forhøyede temperaturer i et tidsrom nødvendig for å smelte partiklene og forårsake ekspansjon av partiklene til hule glass-sfærer. Glass med høy styrke såsom borsilikatglass kan anvendes for å frem-stille hule mikrosfærer med hydrostatisk sammenfallingsstyrker som er større enn ca. 34 474 kPa, bestemt i henhold til ANS I/AS TM D3102-72 (American Society for Testing and Materials) .. material such as sodium silicate, a water desensitizing agent such as boric acid and a blowing agent such as urea for elevated temperatures for a period of time necessary to melt the particles and cause expansion of the particles into hollow glass spheres. High strength glass such as borosilicate glass can be used to produce hollow microspheres with hydrostatic collapse strengths greater than approx. 34,474 kPa, determined according to ANS I/AS TM D3102-72 (American Society for Testing and Materials) ..

I fig. 2 er vist at hule mikrosfærer med midlere sanne partikkeldensiteter på ca. 0,2 g/cm 3, bestemt i henhold til ANSI/ASTM D 2840.69 generelt utviser ANSI/ASTM hydrostatiske sammenfallingsstyrker på mindre enn ca. 3447 kPa, mens hule glassmikrosfærer med ANSI/ASTM midlere sann partikkeldensitet på ca. 0,5 g/cm<3 >utviser en ANSI/ASTM hydrostatiske sammenfallingsstyrke større enn 34 474 kPa. In fig. 2 it is shown that hollow microspheres with mean true particle densities of approx. 0.2 g/cm 3 , determined according to ANSI/ASTM D 2840.69 generally exhibits ANSI/ASTM hydrostatic collapse strengths of less than approx. 3447 kPa, while hollow glass microspheres with ANSI/ASTM mean true particle density of approx. 0.5 g/cm<3 >exhibits an ANSI/ASTM hydrostatic collapse strength greater than 34,474 kPa.

De hydrostatiske sammenfallingsstyrkemålinger vist i fig. 2 ble utført i henhold til fremgangsmåten beskrevet i ANSI/ASTM D 3102-72. Trykket som er nødvendig for å sammenklappe ca. 10 volum-% av de hule glassmikrosfærer er angitt som den hydrostatiske sammenfallingsstyrke for mikrosfærene. Dette er tenkt å simulere det hydrostatiske trykk under hvilket sementoppslemningen, inneholdende disse mikrosfærer vil utsettes for under sementeringsoperasjoner i oljebrønner, samt også simulere det isotaktiske trykk under hvilke disse mikrosfærer blir utsatt for under disse operasjoner. Disse mikrosfærer er generelt fremstilt med en midlere partikkeldiameter på ca. 10 - 300 um. The hydrostatic collapse strength measurements shown in fig. 2 was performed according to the procedure described in ANSI/ASTM D 3102-72. The pressure required to fold approx. 10% by volume of the hollow glass microspheres is indicated as the hydrostatic collapse strength of the microspheres. This is intended to simulate the hydrostatic pressure under which the cement slurry containing these microspheres will be exposed during cementing operations in oil wells, as well as simulating the isotactic pressure under which these microspheres are exposed during these operations. These microspheres are generally produced with an average particle diameter of approx. 10 - 300 µm.

Mange'av anvendelsene av -lettvektssementer• ifølge oppfinnelsen vil være ved avslutning av brønnoperasjonene med dybden fra 305 m - 1830 m. I API RP-10B er det beskrevet at brønner, for API simulerte testbetingelser, med dybder på ca. 305 m vil ha Many of the applications of -lightweight cements• according to the invention will be at the end of well operations with depths from 305 m - 1830 m. In API RP-10B it is described that wells, for API simulated test conditions, with depths of approx. 305 m want

et bunnhulltrykk på ca. 7 000 kPa og at brønner med en dybde ned til ca. 1830 m vil ha bunnhulltrykk-på ca. 26 700 kPa. Kommersielt tilgjengelige hule glassmikrosfærer med ANSI/ASTM sann partikkeldénsitet på ca. 0,3 g/cm 3 og ANSI/ASTM hydrostatisk sammentrykningsstyrke på ca. 6895 kPa er tilfredsstillende for avslutning av API simulerte brønner til dybde' på ca. 305 m. Kommersielt tilgjengelige hule glassmikrosfærer med ANSI/ASTM sanne partikkeldensiteter på ca. 0,4 g/cm 3 og ANSI/ASTM hydrostatisk sammenfallingsstyrke på ca. 27 579 kPa er tilfredsstillende for avslutning av API simulerte brønner til dybde ned på ca. 1830 m. Generelt høyere densitet og hule glassmikrosfærer med høyere styrke er ønskelig for avslutning av dypere brønner. Glass-sfærer med ANSI/ASTM hydrostatisk sammenfallingsstyrke større enn ca. 27 57 9 kPa kan være mere økonomisk for ferdig-gjøring av brønner til dybder på 3050 m og dypere. a bottom hole pressure of approx. 7,000 kPa and that wells with a depth down to approx. 1830 m will have bottom hole pressure of approx. 26,700 kPa. Commercially available hollow glass microspheres with ANSI/ASTM true particle density of approx. 0.3 g/cm 3 and ANSI/ASTM hydrostatic compressive strength of approx. 6895 kPa is satisfactory for completion of API simulated wells to a depth of approx. 305 m. Commercially available hollow glass microspheres with ANSI/ASTM true particle densities of approx. 0.4 g/cm 3 and ANSI/ASTM hydrostatic collapse strength of approx. 27,579 kPa is satisfactory for completion of API simulated wells to a depth of approx. 1830 m. In general, higher density and hollow glass microspheres with higher strength are desirable for completion of deeper wells. Glass spheres with ANSI/ASTM hydrostatic collapse strength greater than approx. 27 57 9 kPa may be more economical for completing wells to depths of 3050 m and deeper.

Det er observert at sementoppslemningene ifølge oppfinnelsen øker i densitet når trykket på oppslemningen forøkes. Dette er vist i fig. 3 hvor det er vist at oppslemningsdensiteten kan kompanseres for ved å blande oppslemningen med en mengde hule glassmikrosfærer som vil tilveiebringe den passene oppslemningsdensitet under de hydrostatiske betingelser som oppslemningen vil utsettes for. Det er vist at en oppslemning som skal utsettes for et hydrostatisk trykk på ca. 13 790 kPa initialt bør ha en høyere konsentrasjon av disse mikrosfærer enn en oppslemning som skal utsettes for et hydrostatiske trykk på ca. 6895 kPa, It has been observed that the cement slurries according to the invention increase in density when the pressure on the slurry is increased. This is shown in fig. 3 where it is shown that the slurry density can be compensated for by mixing the slurry with a quantity of hollow glass microspheres which will provide the appropriate slurry density under the hydrostatic conditions to which the slurry will be exposed. It has been shown that a slurry which is to be exposed to a hydrostatic pressure of approx. 13,790 kPa should initially have a higher concentration of these microspheres than a slurry which is to be subjected to a hydrostatic pressure of approx. 6895 kPa,

og etter at disse blandinger har vært utsatt for de nevnte maksi-male hydrostatiske trykk vil begge suspensjoner inneholde ca. den samme konsentrasjon av disse mikrosfærer, slik det fremgår and after these mixtures have been subjected to the aforementioned maximum hydrostatic pressures, both suspensions will contain approx. the same concentration of these microspheres, as can be seen

av deres opslemningsdensiteter. Det kan ses fra fig. 3 at den høyere prosentandel av mikrosfærene går tapt når det hydrostatiske trykk øker fra 10 342 kPa til 13 790 kPa enn det som går tapt når det hydrostatiske trykk økes fra 3447 kPa til 6895 kPa. Mikrosfærene anvendt for forsøkene vist i fig. 3 ville være tilfredsstillende for ferdiggjøring av eh brønn med et hydrostatisk trykk ved bunnhullet på ca. 6895 kPa, imidlertid kan mikrosfærer med høyere sammenfallingsstyrke være mere økonomiske for anvendelse ved større dyp. of their opslimation densities. It can be seen from fig. 3 that the higher percentage of the microspheres is lost when the hydrostatic pressure increases from 10,342 kPa to 13,790 kPa than is lost when the hydrostatic pressure is increased from 3,447 kPa to 6,895 kPa. The microspheres used for the experiments shown in fig. 3 would be satisfactory for the completion of eh well with a hydrostatic pressure at the bottom hole of approx. 6895 kPa, however, microspheres with higher collapse strength may be more economical for use at greater depths.

Lavdensitetsementen ifølge foreliggende oppfinnelsen blandes med tilstrekkelig vann til å danne en pumpbar oppslemning med et fritt vanninnhold som ikke overstiger 2 volum-% og fortrinnsvis mindre enn 1 volum-%, bestemt i henhold til prøve-måten beskrevet i seksjon 4 "Determination of Water Content of Slurry", API RP-10B. Den pumpbare oppslemning ifølge oppfinnelsen inneholder fortrinnsvis mer enn det minimale vanninnhold og mere foretrukket inneholder den ca. det normale vanninnhold, begge disse vanninnhold er beskrevet i den nevnte seksjon 4 i API RP-10B. En oppslemning med et minimalt vanninnhold er beskrevet i API RP-10B som en med en konsistens på ca. 30 "Bearden" enheter med oppslemningskonsistens (Bc), mens en oppslemning med normalt vanninnhold er beskrevet som å ha en konsistens på ca. 11 Bc- En oppslemning med mindre enn et API minimalt vanninnhold er vanskelig å pumpe og en oppslemning med et API normalt vanninnhold ér en som er betraktet som å utvise optimal konsistens for pumping og. med et tilfredstillende fritt vanninnhold. I fig. 4 er vist at en oppslemning ifølge oppfinnelsen fremstilt med "API Class A" portlandsement og 8 - 50 vekt-% hule borsili-katglassmikrosfærer, regnet på vekten av sementen, kan blandes med tilstrekkelig vann til å gi en oppslemning med et API normalt vanninnhold. De hule glassmikrosfærer vist i disse for-søk er "B37/2000" mikrosfærer markedsført av Minnesota Mining and Munfacturing Company og har en gjennomsnitlig diameter på 20 - 130 um. Andre mikrosfærer kan ha andre vannbehov. Denne oppslemning blandes med tilstrekkelig vann til å gi en pumpbar oppslemning med portland sement og en ytterligere vannmengde fordi mikrosfærene krever ca. 1,2 vekt-% ekstra vann for hver vekt-% tilsatt hulemikrosfærer når oppslemningen blandes med ca. 8 vekt-% av mikrosfærene, basert på vekten av sementen og ca. 2,2 vekt-% ekstra vann for hver ekstra vekt-% av disse mikrosfærer når oppslemningen blandes med ca. 50 vekt-% av disse mikrosfærer, regnet på vekten av sementen. Ved ca. 10 vekt- The low density cement according to the present invention is mixed with sufficient water to form a pumpable slurry with a free water content not exceeding 2% by volume and preferably less than 1% by volume, determined according to the test method described in section 4 "Determination of Water Content" of Slurry", API RP-10B. The pumpable slurry according to the invention preferably contains more than the minimum water content and more preferably it contains approx. the normal water content, both of these water contents are described in the aforementioned section 4 of API RP-10B. A slurry with a minimal water content is described in API RP-10B as having a consistency of approx. 30 "Bearden" units of slurry consistency (Bc), while a slurry with normal water content is described as having a consistency of approx. 11 Bc- A slurry with less than an API minimum water content is difficult to pump and a slurry with an API normal water content is one that is considered to exhibit optimal consistency for pumping and. with a satisfactory free water content. In fig. 4 it is shown that a slurry according to the invention made with "API Class A" portland cement and 8-50% by weight hollow borosilicate glass microspheres, calculated on the weight of the cement, can be mixed with sufficient water to give a slurry with an API normal water content. The hollow glass microspheres shown in these applications are "B37/2000" microspheres marketed by the Minnesota Mining and Munfacturing Company and have an average diameter of 20-130 µm. Other microspheres may have different water needs. This slurry is mixed with sufficient water to produce a pumpable slurry of portland cement and an additional amount of water because the microspheres require approx. 1.2 weight-% extra water for each weight-% added hollow microspheres when the slurry is mixed with approx. 8% by weight of the microspheres, based on the weight of the cement and approx. 2.2 weight-% extra water for each extra weight-% of these microspheres when the slurry is mixed with approx. 50% by weight of these microspheres, calculated on the weight of the cement. At approx. 10 weight-

% av disse mikrosfærer er API fritt vanninnhold for en oppslemning blandet med ca. 1,3 vekt-% ekstra vann for hver vekt-% % of these microspheres is the API free water content for a slurry mixed with approx. 1.3% by weight additional water for each % by weight

hule mikrosfærer ca. 2,5 ml eller ca. 1 volum-%. Ved 30 vekt-% av disse mikrosfærer er API fritt vanninnhold for en oppslemning med ca. 1,8 vekt-% ekstra vann for hver vekt-% hule mikrosfærer ca. 1 ml eller ca. 0,4 volum-%. hollow microspheres approx. 2.5 ml or approx. 1% by volume. At 30% by weight of these microspheres, the API free water content for a slurry is approx. 1.8% by weight additional water for each % by weight of hollow microspheres approx. 1 ml or approx. 0.4% by volume.

Vekt-% vann for hver vekt-% mikrosfærer, som vist i fig. 4, er % by weight of water for each % by weight of microspheres, as shown in fig. 4, is

i tillegg til det vann som er nødvendig for å gi en pumpbar oppslemning med sement. Dette er vist for en "API Class A" portlandsement blandet med ca. 10 vekt-% hule glassmikrosfærer med en ANSI/ASTM midlere sanne partikkeldensiteter på ca. 0,37 g/cm<3 >og ca. 59 vekt-% vann basert på vekten av-sement til å gi en oppslemning med en densitet på ca. 1,4 kg/l og et API normalt vanninnhold. Ca. 4 6 vekt-% vann basert på vekten av sementen er nødvendig for å gi. en pumpbar oppslemning med sement og ca. 13 vekt-% basert på vekten av sementen er nødvendig for å fukte overflaten av glass-sfærene og for å gi en pumpbar oppslemning med blandingen av sement og glass-sfærer. Uten det ytterligere vann for hver vekt-% mikrosfærer ville oppslemningen av sement, glass-sfærer og vann ikke være pumpbar. in addition to the water necessary to produce a pumpable slurry of cement. This is shown for an "API Class A" portland cement mixed with approx. 10 wt% hollow glass microspheres with an ANSI/ASTM mean true particle densities of approx. 0.37 g/cm<3 >and approx. 59% by weight of water based on the weight of cement to give a slurry with a density of approx. 1.4 kg/l and an API normal water content. About. 4 6% by weight of water based on the weight of the cement is required to yield. a pumpable slurry with cement and approx. 13% by weight based on the weight of the cement is required to wet the surface of the glass spheres and to provide a pumpable slurry with the mixture of cement and glass spheres. Without the additional water for each wt% microspheres, the slurry of cement, glass spheres and water would not be pumpable.

Vanninnholdet for de hydrauliske sementoppslemninger for anvendelse ved fremstilling av blandingen ifølge oppfinnelsen er vist i seksjon 4 av API RP-10B hvor normal og minimum vanninnholdene er spesifisert.. Den hydrauliske sement kan inneholde hvilke som helst av de konvensjonelle tilsetningsmidler som er nødven-dig for tilpasning til brønnbetingelsene og bør inneholde normalt til minimalt vanninnhold, som nødvendig, når slike tilsetningsmidler blandes med den hydrauliske sement. Ønskede tilsetningsmidler er akseleratorer, "loss circulation" materialer og dispergeringsmidler. Den etterfølgende Tabell 1 er også gjen-gitt i seksjon 4 i API RP-10B og angir vann som er nødvendig for blanding av ublandet API sementklasser med vann for å gi oppslemninger med normale vanninnhold. The water content of the hydraulic cement slurries for use in the preparation of the mixture according to the invention is shown in section 4 of API RP-10B where the normal and minimum water contents are specified. The hydraulic cement may contain any of the conventional additives which are necessary for adaptation to the well conditions and should contain normal to minimal water content, as necessary, when such additives are mixed with the hydraulic cement. Desired additives are accelerators, "loss circulation" materials and dispersants. The following Table 1 is also reproduced in section 4 of API RP-10B and indicates the water required for mixing unmixed API cement grades with water to produce slurries with normal water contents.

Det er vist i fig. 5 at ca. 1,3 vekt-% ekstra vann for hver vekt-% "B37/2000 mikrosfærer regnet på vekten av sementen, vil gi en oppslemning med et AP.I normalt vanninnhold for ca. 10 volum-% hule mikrosfærer, regnet på vekten av sement, til en oppslemning med et API minimalt vanninnhold ved ca. 4 0 vekt-% hule glassmikrosfærer. It is shown in fig. 5 that approx. 1.3% by weight of additional water for each % by weight of "B37/2000 microspheres by weight of cement will produce a slurry with an AP.I normal water content for about 10% by volume of hollow microspheres by weight of cement , to a slurry with an API minimum water content of about 40% by weight of hollow glass microspheres.

Det er vist i fig. 6 at "API Class A" sement blandet med glassmikrosfærer med ANSI/ASTM midlere sanne partikkeldensiteter i området 0,2 - 0,5 g/cm 3 og et API normalt vanninnhold kan frem-stiles til å gi oppslemninger med densiteter mindre enn 1,4 kg/l. Generelt vil mikrosfærer med ANSI/ASTM sanne partikkeldensiteter i området 0,3 - 0,4 g/cm anvendes for fremstilling av oppslemninger med densiteter i området 1,08 - 1,4 kg/l. It is shown in fig. 6 that "API Class A" cement mixed with glass microspheres with ANSI/ASTM mean true particle densities in the range of 0.2 - 0.5 g/cm 3 and an API normal water content can be produced to give slurries with densities less than 1, 4 kg/l. In general, microspheres with ANSI/ASTM true particle densities in the range 0.3 - 0.4 g/cm will be used for the production of slurries with densities in the range 1.08 - 1.4 kg/l.

Lettvektsementen ifølge oppfinnelsen kan fremstilles med en hvilken som helst hydraulisk sement som normalt anvendes i olje-brønntypesementarbeider og de hule glassmikrosfærer kan anvendes i kombinasjon med andre tilsetningsmidler. Portlandsementer er de basiske hydrauliske sementer som nå anvendes i oljebrønntype-sementarbeider og disse blandes ofte med akseleratorer, retar-deringsmidler, dispergeringsmidler og "loss circulation"midler for å tilfredsstille spesielle brønnbetingelser. The lightweight cement according to the invention can be produced with any hydraulic cement that is normally used in oil-well type cement works and the hollow glass microspheres can be used in combination with other additives. Portland cements are the basic hydraulic cements that are now used in oil well type cement works and these are often mixed with accelerators, retarders, dispersants and "loss circulation" agents to satisfy special well conditions.

Anvendelse av kalsiumklorid som akseleratorer i lavdensitets-sement ifølge oppfinnelsen, er vist i fig. 7 og 8 hvorav det kan ses at fortykningstidene for lettvektssementer ifølge oppfinnelsen generelt øker når de blandes med høye konsentrasjoner av hule glassmikrosfærer og at deres kompresjonsstyrke generelt avtar ved høyere konsentrasjoner av mikrosfærer. Det kan ses at kalsiumklorid har en større akselererende effekt på lettvektssementen ifølge oppfinnelsen blandet med lavere konsentrasjoner av hule glassmikrosfærer. Kalsiumklorid fortynnes med ytterligere vann for hver vekt-% glassmikrosfærer. The use of calcium chloride as accelerators in low-density cement according to the invention is shown in fig. 7 and 8 from which it can be seen that the thickening times for lightweight cements according to the invention generally increase when they are mixed with high concentrations of hollow glass microspheres and that their compressive strength generally decreases with higher concentrations of microspheres. It can be seen that calcium chloride has a greater accelerating effect on the lightweight cement according to the invention mixed with lower concentrations of hollow glass microspheres. Calcium chloride is diluted with additional water for each weight % of glass microspheres.

Forsøk er også utført med "API Class A" sement blandet med cå. 25,5 vekt-% hule glassmikrosfærer med ANSI/ASTM sanne partikkeldensiteter på ca. 0,37 g/cm^ og med dispergeringsmidler samt gipshemihydrat. Prosent mikrosfærer er basert på vekten av sementen. Dispergeringsmidler er kjent for å redusere vannet som er nødvendig for blanding av sementer, og gipshemihydrat er kjent for å produsere en sementoppslemning som vil oppnå en høy gelstyrke når bevegelse av oppslemningen nedsettes eller avsluttes. Sementoppslemninger som geler når bevegelsen redu-seres er nyttige for plugging av brudd eller fylling av hulrom i et brønnhull og for å redusere det hydrostatiske trykk påført oppslemningen til svake underjordiske formasjoner etter at inn-føringen av sementoppslemningen er fullstendig. Tilsetning av 0,7 5 vekt-% dispergeringsmiddel, basert på vekten av sement nedsetter det ekstra vann som er nødvendig for tilsetning av hule mikrosfærer fra 1,65 vekt-% til ca. 1 vekt-% for hver ekstra vekt-% av disse mikrosfærer, basert på vekten av sementen. Tilsetning av 7,5 vekt-% gipshemihydrat gir en oppslemning med en gelstryke på ca 50 kg/cm 2 etter at bevegelse av oppslemningen har opphørt i løpet av 12 min., sammenlignet med en gelstyrke pa ca. 2,5 kg/cm 2 for en oppslemning som ikke inneholder gipshemihydrat . Tests have also been carried out with "API Class A" cement mixed with câ. 25.5 wt% hollow glass microspheres with ANSI/ASTM true particle densities of approx. 0.37 g/cm^ and with dispersants and gypsum hemihydrate. The percentage of microspheres is based on the weight of the cement. Dispersants are known to reduce the water required for mixing cements, and gypsum hemihydrate is known to produce a cement slurry that will achieve a high gel strength when movement of the slurry is slowed or stopped. Cement slurries that gel when movement is reduced are useful for plugging fractures or filling voids in a wellbore and for reducing the hydrostatic pressure applied to the slurry to weak underground formations after the introduction of the cement slurry is complete. Addition of 0.75% by weight of dispersant, based on the weight of cement, reduces the additional water required for the addition of hollow microspheres from 1.65% by weight to approx. 1% by weight for each additional % by weight of these microspheres, based on the weight of the cement. Addition of 7.5% by weight gypsum hemihydrate gives a slurry with a gel thickness of approx. 50 kg/cm 2 after movement of the slurry has ceased within 12 min., compared to a gel strength of approx. 2.5 kg/cm 2 for a slurry that does not contain gypsum hemihydrate.

Lavdensitetssementen ifølge oppfinnelsen*er også nyttige i unor-malt varme brønner fordi den er kjennetegnet ved herding i den ganske høye kompresjonsstyrke ved forhøyede temperaturer, over 110°C. I det uvanlige tilfelle hvor "API" sement (bortsett fra Class J) skal herdes eller senere utsettes for høye temperatur-betingelser, (over 110°cy, vil den initiale kompresjonsstyrke ikke bibeholdes men kan falle raskt i størrelsesorden 30 % eller mere. Lettvektssementen ifølge oppfinnelsen er også nyttig ved damp eller varmtvannsinjeksjonsbrønner og roduserende brønner fra varme kilder og lignende, såvel som . i brønner som går gjennom permafrost og hvor det er et definert behov for å oppnå en tilfredsstillende isolerende foring mellom væsken og formasjonene som omgir brønnen. The low density cement according to the invention* is also useful in abnormally hot wells because it is characterized by hardening in the rather high compressive strength at elevated temperatures, above 110°C. In the unusual case where "API" cement (apart from Class J) is to be hardened or later exposed to high temperature conditions, (above 110°cy, the initial compressive strength will not be maintained but may drop rapidly in the order of 30% or more. The lightweight cement according to the invention is also useful for steam or hot water injection wells and producing wells from hot springs and the like, as well as in wells that go through permafrost and where there is a defined need to achieve a satisfactory insulating lining between the liquid and the surrounding formations the well.

Det er funnet at lettvektssementen ifølge oppfinnelsen har It has been found that the lightweight cement according to the invention has

høy temperaturmotstandsevne ved temperaturer over 110°C, high temperature resistance at temperatures above 110°C,

hvilket er minst av samme størrelsesorden som (og enkelte ganger) overstiger den for materialet som herdes ved en temperatur i størrelsesorden 32 - 49°C. Dette illustreres under henvisning til det følgende eksempel på en oppslemning ifølge oppfinnelsen. En "API Class A" sementoppslemning, som i fravær av finfordelte hule sfærer ville inneholde ca. 46 vekt-% vann. Hvis 25,5 vekt-% "B37/2000" sfærer tilsettes (ANSI/ASTM midlere sann partikkeldensitet på 0,37 g/cm 3) rna ytterligere tilsettes 34 vekt-% vann, ca. 1,3 vekt-% vann for hver vekt-% hule sfærer, til å gi et totalt vanninnhold på 80 vekt-% i dette spesielle tilfelle. Prosentandelene er basert på vekten av sementen. Densiteten for den resulterende oppslemning var av størrelsesorden 1,14 kg/l. Når denne oppslemning herdes ved ca. 14 9°C utviser den en styrke etter et døgn på ca. 6895 kPa. En prøve av denne lettvektssement utsettes for en temperatur på 149°C i 7 døgn, kompresjonsstyrke på ca. 6688 kPa som er en helt betydningsløs redusjon. For alle praktiske formål kan man si at de to kompresjonsstyrkene er identiske. Vanligvis vil en "API Class A" oljebrønnsement-oppslemning uten lavdensitettilsetningsmidler ved herding i et døgn ha en styrke av størrelsesorden 20 684 kPa ved 149°C, which is at least of the same order of magnitude as (and sometimes exceeds) that for the material which is cured at a temperature of the order of 32 - 49°C. This is illustrated with reference to the following example of a slurry according to the invention. An "API Class A" cement slurry, which in the absence of finely divided hollow spheres would contain approx. 46% by weight water. If 25.5 wt.% "B37/2000" spheres are added (ANSI/ASTM average true particle density of 0.37 g/cm 3 ) then further 34 wt.% water is added, approx. 1.3 wt% water for each wt% hollow spheres, to give a total water content of 80 wt% in this particular case. The percentages are based on the weight of the cement. The density of the resulting slurry was of the order of 1.14 kg/l. When this slurry hardens at approx. 14 9°C it shows a strength after a day of approx. 6895 kPa. A sample of this lightweight cement is exposed to a temperature of 149°C for 7 days, compression strength of approx. 6688 kPa, which is a completely insignificant reduction. For all practical purposes, the two compressive strengths can be said to be identical. Typically an "API Class A" oil well cement slurry without low density additives when cured for 24 hours will have a strength of the order of 20,684 kPa at 149°C,

men etter å ha vært utsatt for denne temperatur i 7 døgn vil den falle typisk med ca. 30 %. En lettvektssement fremstilt ved tilsetning av vann for å redusere densiteten av oppslemningen til ca. 1,56 kg/l, samt bentonitt/diatomerjord eller natrium-metasilikat for å forhindre faststoffseparering vil i det vesentlige miste all kompresjonsstyrke etter herding ved 14 9°C i en uke. but after being exposed to this temperature for 7 days, it will typically drop by approx. 30%. A lightweight cement made by adding water to reduce the density of the slurry to approx. 1.56 kg/l, as well as bentonite/diatomaceous earth or sodium metasilicate to prevent solids separation will essentially lose all compressive strength after curing at 14 9°C for one week.

Eksempel på hule glassmikrosfærer som er funnet nyttige ved fremstilling av lettvektssementen ifølge oppfinnelsen er vist i Tabell II. Examples of hollow glass microspheres which have been found useful in the production of the lightweight cement according to the invention are shown in Table II.

(Bemerk: i kravene er både natriumborsilikatglass og natrium-'kalkborsilikatglass generisk omtalt som "natriumborsilikatglass" eller "borsilikatglass". Termisk ledningsevne er i størrelses-orden 8-11 kcal/cm/h/m^/°C. (Note: in the requirements, both sodium borosilicate glass and sodium-lime borosilicate glass are referred to generically as "sodium borosilicate glass" or "borosilicate glass". Thermal conductivity is in the order of 8-11 kcal/cm/h/m^/°C.

Emerson & Cuming mikrosfærene er antatt å være fremstilt ved fremgangsmåten beskrevet i US-patent nr. 3.030.215 og mikrosfærene fremstilt av 3M Manufacturing Company er antatt fremstilt ved fremgangsmåten beskrevet i US-patent nr. 3.365.315. The Emerson & Cuming microspheres are believed to be made by the method described in US Patent No. 3,030,215 and the microspheres made by 3M Manufacturing Company are believed to be made by the method described in US Patent No. 3,365,315.

De kommersielt tilgjengelige hule glassmikrosfærer fremstilt ved fremgangsmåten beskrevet i US-patent nr. 3.365.315 har styrke som varierer med ANSI/ASTM sanne partikkeldensiteter, slik som vist i fig. 2 og disse er nyttige for et bredt område hydrostatiske trykkbetingelser som er forventet møtt ved anvendelse av lettvektssementer ifølge oppfinnelsen. Mikrosfærer fremstilt ved fremgangsmåter andre enn den som beskrevet i US-patent nr. 3.365.315 er muligens ikke tilfredsstillende for anvendelse under betingelsene hvor vektssementene ifølge oppfinnelsen utsettes for hydrostatiske trykk større enn 10 340 kPa. The commercially available hollow glass microspheres prepared by the method described in US Patent No. 3,365,315 have strengths that vary with ANSI/ASTM true particle densities, as shown in FIG. 2 and these are useful for a wide range of hydrostatic pressure conditions which are expected to be encountered when using lightweight cements according to the invention. Microspheres produced by methods other than that described in US patent no. 3,365,315 are possibly not satisfactory for use under the conditions where the weight cements according to the invention are exposed to hydrostatic pressures greater than 10,340 kPa.

Med hensyn til anvendelse av disse små glass-sfærer så er det åpenbart at man må være forsiktig ved sammenblanding av sfærene og sement. Det er ikke funnet nødvendig å anvende metasilikat, imidlertid utføres blandingen av disse materialer ved å føre disse inn i en stor lagertank ved hjelp av noe som ligner en stor støvsuger eller membranpumpe og det er ønskelig at de som håndterer materialene anvender respiratorer og briller. Det bør minst være et vanlig vakumposefilter ved utløpsledningen fra vakuumsystemet. Ved bulkstatsjonen hvor disse blandinger skal sammenblandes, tørrblandes sfærene og sementen i nærvær av tilstrekkelig luft til å gi en homogen blanding av disse materialer. De føres deretter over i en truck og sendes til brønnen. Ved brønnen kan anvendes en vanlig "Haliburton" stråleblander eller tilsvarende anordning for å blande disse tørre bestanddeler med vann til den ønskede densitet. Ved anvendelse av pneumatisk bulkhåndteringskar vil nødvendigvis ikke operatørene utsettes for disse små glass-sfærer og det er ikke nødvendig å ta de ovenfor nevnte sikkerhetsforholdsregler. With regard to the use of these small glass spheres, it is obvious that one must be careful when mixing the spheres and cement. It has not been found necessary to use metasilicate, however, the mixing of these materials is carried out by feeding them into a large storage tank using something similar to a large vacuum cleaner or diaphragm pump and it is desirable that those handling the materials use respirators and goggles. There should at least be a regular vacuum bag filter at the outlet line from the vacuum system. At the bulk station where these mixtures are to be mixed, the spheres and the cement are dry mixed in the presence of sufficient air to give a homogeneous mixture of these materials. They are then transferred to a truck and sent to the well. At the well, a standard "Haliburton" jet mixer or similar device can be used to mix these dry ingredients with water to the desired density. When using a pneumatic bulk handling vessel, the operators will not necessarily be exposed to these small glass spheres and it is not necessary to take the above-mentioned safety precautions.

Anvendelse av et densitometer eller en trykksatt væskedensitets-vekt, slik som beskrevet i appendix B i API RP-10B er det minimale utstyr som for tiden er nødvendig for å styre densiteten. En manuell sentrifuge kan også anvendes ved bestemmelse av vanninnholdet. Med en manuell sentrifuge er man ikke avhengig av en strømkilde eller lignende. Like før blandingen skal på-begynnes ved bruksstedet fremstilles små prøver inneholdende mengden av faste bestanddeler som er planlagt for et spesielt arbeide, hver med en innstilt vannmengde, eksempelvis til 7 0 %, 80 %, 90 % og 100. % (regnet på sementens vekt). Disse separate prøver sentrifugeres hvilket forårsaker at materialet separeres ut i en sementdel, en vanndel og en porsjon inneholdende finfordelte gass-sfærer. Det oppsettes et diagram hvor den' virkelige eller kalibrerte prosentandel vann avsettes langs en akse og den som bestemmes fra sentrifugevolumet avsettes langs dens andre akse. En jevn kurve trekkes gjennom punktene og på denne måte kalibreres sentrifugen. Use of a densitometer or a pressurized liquid density balance, as described in appendix B of API RP-10B, is the minimal equipment currently required to control the density. A manual centrifuge can also be used to determine the water content. With a manual centrifuge, you are not dependent on a power source or the like. Just before mixing is to begin at the site of use, small samples are prepared containing the amount of solid components planned for a particular job, each with a set amount of water, for example 70%, 80%, 90% and 100% (calculated on the cement's weight). These separate samples are centrifuged, which causes the material to separate into a cement part, a water part and a portion containing finely divided gas spheres. A diagram is set up where the real or calibrated percentage of water is deposited along one axis and that determined from the centrifuge volume is deposited along its other axis. A smooth curve is drawn through the points and in this way the centrifuge is calibrated.

Når den aktuelle blanding av sement, glass-sfærer og vann finner sted uttas prøver hvert annet minutt og disse sentrifugeres i den kalibrerte sentrifuge. Vannvolumet funnet i prøven avleses mot den kalibrerte kurve for å bestemme den virkelige prosent-vise vannkonsentrasjon i dens uttatte prøve. Hvor kvikt denne operasjon kan utføres fremgår at en typisk verdi for oppslemnings-fremstillingshastigheten er ca. 636 l/min. When the relevant mixture of cement, glass spheres and water takes place, samples are taken every two minutes and these are centrifuged in the calibrated centrifuge. The volume of water found in the sample is read against the calibrated curve to determine the true percent water concentration in its withdrawn sample. How quickly this operation can be carried out can be seen from the fact that a typical value for the slurry production speed is approx. 636 l/min.

For å gi et spesifikt eksempel på en slik operasjon ble 907 kg "IGD-101 hule glassmikrosfærer blandet med 85 sekker (3630 kg) "Oklahoma API Class A" sement. Sementen og de små hule glass-sf 32rene ble blandet i to satser med likt volum. I hver sats ble halvparten av sementen vakuuminjisert inn i blanderen, hvoretter sfærene og deretter resten av sementen. Satsene ble blåst frem og tilbake fra tanken til bulktrucken tre ganger for å blande de hule sfærene med sementen. Blandeoperasjonene tok 1,5 h, innbefattende utpakking av glass-sfærene. Fire personer fra sementfirma deltok i denne operasjonen. Støvingen var ikke overdrevet stor men briller og støvmasker ble båret av alt per-sonell i blandeområdet. ved denne operasjon ble glass-sfærene fylt i en konisk trakt, meget lik "Halliburton" trakten for stråleblanding og ble deretter sugd vertikalt ut av konen med et 15 cm diameter vakuumrør. Det ble funnet at en ganske homogen blanding av finfordelt sement (nominelt mindre enn 300 mesh) og "IGD-101 Microballoons" ble oppnådd ved denne fremgangsmåte. Dette materialet ble deretter blandet til å gi en lettvekts-sementoppslemning. Under denne prosedyre ble anvendt et spesielt "Halliburton loop" densitometer med et området 0,99 - 1,29 kg/l og som var kalibrert med vann ved 1 kg/l. Blandingen ble utført ved hjelp av en stråleblander og en pumpetruck forsynt med 2 (Halliburton T-10" pumper, dvs. typisk oljefeltutstyr. Oppslemningen ble blandet ved forskjellige matevannstrykk i omradet 8,79 - 33,4 kg/cm 2. Oppslemningen ble best blandet med et matevannstrykk pa 33,4 kg/cm 2. Som ovenfor nevnt ble det da oppnådd en blandehastighet på 636 l/min. og oppslemningen var passende pumpbar, selv om den syntes noe tykk. Sentrifugen viste at vanninnholdet var i området 80 - 85 %, hvilket var hensikten, et pyknometer viste at oppslemningens spesifikke vekt var i området 1,03 - 1,14. "Loop" densitometerkartet viste området for den spesifikke vekt i området 1,04 - 1,06 To give a specific example of such an operation, 907 kg of "IGD-101 hollow glass microspheres were mixed with 85 bags (3630 kg) of "Oklahoma API Class A" cement. The cement and the small hollow glass spheres were mixed in two batches of equal volume. In each batch, half of the cement was vacuum injected into the mixer, followed by the spheres and then the rest of the cement. The batches were blown back and forth from the tank to the bulk truck three times to mix the hollow spheres with the cement. The mixing operations took 1.5 h , including unpacking the glass spheres. Four people from the cement company participated in this operation. The dust was not excessively large but goggles and dust masks were worn by all personnel in the mixing area. In this operation, the glass spheres were filled into a conical funnel, very similar to the "Halliburton" blast mixing hopper and was then sucked vertically out of the cone by a 15 cm diameter vacuum tube. It was found that a fairly homogeneous mixture of finely divided cement (nominally less than 300 mesh) and "I GD-101 Microballoons" were obtained by this method. This material was then mixed to produce a lightweight cement slurry. During this procedure, a special "Halliburton loop" densitometer was used with a range of 0.99 - 1.29 kg/l and which was calibrated with water at 1 kg/l. The mixing was carried out using a jet mixer and a pump truck equipped with 2 (Halliburton T-10" pumps, i.e. typical oil field equipment. The slurry was mixed at different feed water pressures in the range 8.79 - 33.4 kg/cm 2. The slurry was best mixed with a feed water pressure of 33.4 kg/cm 2. As mentioned above, a mixing rate of 636 l/min was then achieved and the slurry was suitably pumpable, although it appeared somewhat thick. The centrifuge showed that the water content was in the range of 80 - 85%, which was intended, a pycnometer showed the specific gravity of the slurry to be in the range of 1.03 - 1.14 The "Loop" densitometer chart showed the specific gravity range to be in the range of 1.04 - 1.06

som ble kalibrert mot pyknometermålningBne, hvilket viste at densitometeret var i det vesentlige nøyaktig. which was calibrated against the pycnometer measurementBne, showing that the densitometer was substantially accurate.

Feltbearbeiding av denne lettvekts, pumpbare sementoppslemning er beskrevet som enkel og i det vesentlige som følger: de homogent blandene tørre materialer, nemlig sfærer og sement, blandes ved brønnen med den vannmengde som er ekvivalent med (a) den vanlige vannmengde (API normal til minimale vanninnhold) pluss (b) overskudd beregnet på konsentrasjonen av sfærene, som ovenfor beskrevet. Dette gir en oppslemning med en konsistens i området fra en maksimal konsistens på 30 Bc (API) til en med et fritt vanninnhold som ikke overstiger 2 volum-% (API) (bestemmelse for konsistens i "Beardens" og for prosent fritt vann som angitt i "API code RP 10B"). Fremstilt på denne måte pumpes materialet med vanlige sementtrucker under anvendelse av vanlige sementarbeideprosedyrer. Ved en slik fremgangsmåte pumpes sementen ned gjennom et brønnrør og strømmer deretter opp og rundt det, hvilket muliggjør manipulering av brønnrøret såsom skraping, rotering, oscillering etc. for å erstatte bore-slam og sementere vel. Field processing of this lightweight, pumpable cement slurry is described as simple and essentially as follows: the homogeneously mixed dry materials, namely spheres and cement, are mixed at the well with the amount of water equivalent to (a) the normal amount of water (API normal to minimal water content) plus (b) excess calculated on the concentration of the spheres, as described above. This gives a slurry with a consistency ranging from a maximum consistency of 30 Bc (API) to one with a free water content not exceeding 2% by volume (API) (determination for consistency in "Beardens" and for percent free water as indicated in "API code RP 10B"). Produced in this way, the material is pumped with normal cement trucks using normal cement working procedures. In such a method, the cement is pumped down through a well pipe and then flows up and around it, which enables manipulation of the well pipe such as scraping, rotation, oscillation, etc. to replace drilling mud and cement the well.

Etter sementen er innført er det funnet at man oppnår vanlige ventetider (WOC).Styrkeutviklingen når oppslemningen herder er ikke bare avhengig av temperatur og trykk, men også av sementtype, vanninnhold og tilstedeværelse av tilsetningsmidler. 01jebrønnsementeringsoppslemninger ifølge oppfinnelsen utvikler relativt høye kompresjonsstyrker i løpet av 12 h, slik som vist i fig. 1, mens tidligere anvendte lavdensitetsoppslemninger utvikler kun lav styrke etter 24 h. Dette er spesielt tilfelle for suspensjonsdensiteter i området 1,08 - 1,4 kg/l. After the cement has been introduced, it has been found that normal waiting times (WOC) are achieved. The strength development when the slurry hardens is not only dependent on temperature and pressure, but also on cement type, water content and the presence of additives. Well cementing slurries according to the invention develop relatively high compressive strengths within 12 h, as shown in fig. 1, while previously used low-density slurries only develop low strength after 24 h. This is especially the case for suspension densities in the range 1.08 - 1.4 kg/l.

Det er meget tidkrevende å bestemme sementers reaksjon i nærvær av alle typer sementtilsetningsmidler. Imidlertid så indikerer forsøksdata ingen forskjeller ved anvendelse av sementadditiver med disse spesielle oppslemninger, sammenlignet med de som fremstilt i fravær av finfordelte hule sfærer. Med andre ord mid-ler såsom dispergeringsmidler, akseleratorer og lignende virker på samme måte som for kjente oppslemninger. It is very time-consuming to determine the reaction of cement in the presence of all types of cement additives. However, experimental data indicate no differences when using cement additives with these particular slurries, compared to those prepared in the absence of finely divided hollow spheres. In other words, agents such as dispersants, accelerators and the like work in the same way as for known slurries.

Det bør understrekes at herdet eller avbundet sement (faststoffet som resultere fra den ovenfor beskrevne oppslemning) utviser en ytterligere verdifull egenskap, i tillegg til høye mekaniske styrker og lave densiteter. Det er at den utviser vesentlig mindre termisk ledningsevne enn vanlige sementer herdet fra oppslemninger som ikke inneholder de hule sfærer. Som i tilfelle for andre varmeisolatorer er tilstede værelsen av innelukket gass i det store antall hule sfærer innarbeidet i det avbunnede faststoff resultere det i en markant nedsettelse av den termiske ledningsevne. Dette er viktig når sementen anvendes mot permafrost eller hvor brønnvæskene er ganske varme. It should be emphasized that hardened or set cement (the solid resulting from the slurry described above) exhibits a further valuable property, in addition to high mechanical strengths and low densities. It is that it exhibits significantly less thermal conductivity than ordinary cements hardened from slurries that do not contain the hollow spheres. As in the case of other heat insulators, the presence of trapped gas in the large number of hollow spheres incorporated in the settled solid results in a marked reduction of the thermal conductivity. This is important when the cement is used against permafrost or where the well fluids are quite warm.

To borestrenger er eksperimentelt ferdig bearbeidet med lettvektssementen i henhold til oppfinnelsen. I begge avslutningsarbeider ble den sirkulerende sement til slamrøret observert med et fjernstyrt kamera. Disse borestrenger hadde henholds-vis diametere på 610 mm og 406 mm og utstrakte seg henholds-vis 183 m og 305 m under slamlinjen i 305 m vann. Tidligere forsøk i tilsvarende brønner å sirkulere kommersielt tilgjengelige lavdensitetssementer til slamlinjen hadde vært mislykket. Two drill strings have been experimentally processed with the lightweight cement according to the invention. In both completion works, the circulating cement to the mud pipe was observed with a remote-controlled camera. These drill strings respectively had diameters of 610 mm and 406 mm and respectively extended 183 m and 305 m below the mudline in 305 m of water. Previous attempts in similar wells to circulate commercially available low-density cements to the mud line had been unsuccessful.

Den 610 mm borestrengen ble sementert med ca. 70 m 3 oppslemning fremstilt ved å blande ca. 900 sekker (38 379 kg) "API Class A" portlandsement med ca. 590 kg kalsiumklorid, ca. 65 kg antiskumningsmiddel og ca. 10 206 kg "B37/2000 hule glassmikro-sf ærer og tilstrekkelig ferskvann til å gi en 1,14 kg/l oppslemning. Den 406 mm borestrengen ble sementert med ca. 62 m<3 >av en oppslemning fremstilt ved å blande 800 sekker (34 110 kg) "API Class A" portlandsement med ca. 544 kg kalsiumklorid, ca. 58 kg av et antiskumningsmiddel, ca. 9072 kg "B37/2000" hule glassmikrosfærer og tilstrekkelig ferskvann til å gi en 1,14 kg/l oppslemning. Mikrosfærene, antiskumningsmiddelet og kal-siumkloridet ble tørrblandet med sementen, hvoretter den tørr-blandede blanding ble blandet med vann like før sementering av borestrengene. The 610 mm drill string was cemented with approx. 70 m 3 of slurry produced by mixing approx. 900 bags (38,379 kg) "API Class A" portland cement with approx. 590 kg of calcium chloride, approx. 65 kg of anti-foaming agent and approx. 10,206 kg "B37/2000 hollow glass micro-spheres and sufficient fresh water to produce a 1.14 kg/l slurry. The 406 mm drill string was cemented with approximately 62 m<3 > of a slurry prepared by mixing 800 bags (34,110 kg) "API Class A" Portland cement with approximately 544 kg of calcium chloride, approximately 58 kg of an antifoam agent, approximately 9072 kg of "B37/2000" hollow glass microspheres and sufficient fresh water to provide a 1.14 kg/l The microspheres, antifoam and calcium chloride were dry mixed with the cement, after which the dry mixed mixture was mixed with water just prior to cementing the drill strings.

Claims

1. Hydraulic cement slurry consisting of hydraulic cement, 8-50% by weight hollow glass microspheres, based on the weight of the cement, which microspheres have an ANSI/ASTM D 2840-69 mean true particle density of 0.2 - 0.5 g/cm , ANSI /ASTM D 3102-72 hydrostatic collapse strength of at least 344 7 kPa and an average particle diameter less than 500 µm, as well as water, characterized in that the API free water content in the slurry is not more than 2% by volume, calculated only on the hydraulic cement and the microspheres .

2. Hydraulic cement slurry according to claim 1, characterized in that essentially all the water in the slurry consists of sufficient water to form a pumpable slurry with at least an API minimum water content and an API free water content of no more than 2% by volume calculated on the cement and the microsphere.

3. Hydraulic cement slurry according to claim 1, characterized in that essentially all of the water in the slurry consists of sufficient water to form a pumpable slurry with at least an API minimum water content, and that the API free water content does not exceed 1% by volume of the cement and the microsphere .

4. Hydraulic cement slurry according to claim 1. characterized in that essentially all the water in the slurry consists of water sufficient to produce a pumpable slurry with an API normal water content.

5. Hydraulic cement slurry according to claim 1, characterized in that essentially all of the water in the slurry consists of an amount of water that is necessary to form a pumpable slurry of the hydraulic cement with an API-free water content that does not is more than 2% by volume as well as a further amount of water equal to the amount of water shown in fig. 4 for each percentage of the microspheres.

6. Hydraulic slurry according to claim 1, characterized in that essentially all of the water in the slurry consists of an amount of water necessary to produce a slurry of the hydraulic cement with at least an API minimum water content and an API free water content of no more than 2% by volume, as well as an additional amount of water per wt% microspheres of 1.2-2.2 wt% water calculated on the weight of the cement.

7. Hydraulic cement slurry according to claim 1, characterized in that the majority of the water in the slurry consists of water necessary to produce a slurry with the hydraulic cement with at least an API minimum water content and an API free water content of no more than 2% by volume, as well as a further amount of water for each weight% of the microspheres of 1.3-1.8 weight% water, calculated on the weight of the cement.