Цементирующие составы и способы применения таких составов для цементирования нефтяных скважин или подобных сооружений

1 Настоящее изобретение относится к технологиям цементирования, используемым в гражданском и промышленном строительстве и,более конкретно, при бурении нефтяных скважин или подобных сооружений. Более точно,изобретение относится к цементирующим составам очень низкой плотности. Существует широкий ряд направлений, где можно использовать легкий цемент. В гражданском и промышленном строительстве применение цемента низкой плотности может позволить создавать менее массивные подструктуры, которые не требовали бы армирования для поддержания веса цементной конструкции. Однако используемые в настоящее время легкие цементы обычно обладают достаточно низкими показателями, в частности, достаточно низкой прочностью на сжатие и очень высокой водопроницаемостью и, таким образом, ими только в редких случаях можно заменять обычные цементы,особенно с точки зрения гарантирования эксплуатации в течение требуемого срока службы. При оборудовании нефтяных скважин выбор плотности цементного раствора зависит от ряда факторов. Основным назначением цементной структуры, размещенной между обсадной колонной и стенкой скважины, является изолирование различных геологических слоев, сквозь которые проходит скважина, и механическое упрочнение обсадной колонны. Цемент также защищает сталь обсадной колонны от коррозии путем ее пассивации. Для исключения какоголибо риска прорыва, плотность цемента следует подбирать так, чтобы давление в нижней части скважины было, по меньшей мере, равно поровому давлению в геологических формациях,через которые проходит скважина. Более конкретно, чем длиннее колонна, тем меньше должна быть плотность цементного раствора. В дополнение к этому нижнему пределу,существует верхний предел плотности. Давление, воздействующее на породу (благодаря гидростатическому давлению, создаваемому цементной колонной, и падению давления, связанному с циркуляцией жидкости во время нагнетания раствора), должно быть меньше давления, которое порода может выдержать без разрушения. Это давление повышается с высотой цементной колонны. В общем, длина цементной секции должна быть, таким образом, ограничена плотностью цементного раствора, который можно использовать. Так как цемент должен иметь минимальную плотность для того, чтобы обладать приемлемыми механическими свойствами, длина цементной секции очень часто ограничена давлением разрушения, если она не ограничена по другим причинам, например, инверсиями давления между геологическими слоями. Каждую новую секцию следует бурить меньшим диаметром, чем предыдущую секцию, чтобы иметь возможность опускать через секции, уже обору 003151 2 дованные обсадными колоннами, бурильный инструмент и трубы обсадной колонны; секция слишком малого диаметра для размещения комплекта инструмента может оказаться непригодной. По этой причине, если количество секций большое, то бурение должно быть начато с использованием секций большого диаметра в верхней части скважины, что приводит к большим дополнительным затратам из-за увеличения объема породы, которую следует бурить, и большему весу секций труб обсадной колонны из-за их большего диаметра. Конечно, известно цементирование секции, выполняемое в несколько этапов, для предотвращения сжатия скважины. Эта технология включает большие дополнительные затраты средств, и оборудование, требующееся для многостадийного цементирования, часто не очень надежно работает. Цемент пониженной плотности был бы в таких случаях желателен для увеличения длины каждой секции, и в то же время его применение позволяло бы сохранять механические свойства затвердевшего цемента, достаточные для обеспечения долгосрочной изоляции. Настоящим изобретением созданы составы легких цементов с хорошими механическими свойствами, водонепроницаемостью и хорошими адгезионными свойствами. В отношении цементов, используемых в нефтяных скважинах, для снижения плотности цементного раствора наиболее часто применяют технологию, заключающуюся в добавлении большего количества воды и модифицирующих агентов, предназначенных для предотвращения выпадения частиц и/или образования свободной воды на поверхности раствора. При такой технологии в большой степени снижается прочность на сжатие цемента, повышается его водопроницаемость и снижается способность адгезии цемента к несущим конструкциям. По этим причинам такая технология не может быть использована для изготовления цемента с плотностью меньше порядка 1300 кг/м 3 и поддержания изоляциигеологических слоев, а также обеспечения достаточной прочности обсадной колонны. Другой обычный способ получения облегченного цемента содержит приготовление цементного раствора, содержащего поверхностноактивные вещества (ПАВ), и введение газа, например, воздуха или азота, в цементный раствор до его схватывания. Количество вводимого газа таково, что оно обеспечивает получение цемента требуемой плотности. Количество газа может быть таким, что получаются вспененные цементы. "Качество пены" может быть определено для таких систем, как отношение объема газа к объему вспененного продукта, а "вспучивание" как отношение увеличения объема в результате вспенивания к объему пены. Эта технология немного менее энергоемкая, чем предыдущая технология, так как плотность газа меньше 3 плотности воды, и поэтому требуется меньше добавлять. Однако плотность цемента на практике ограничена плотностями более 1100 кг/м 3 для применения в нефтедобывающей промышленности даже тогда, когда начинают с приготовления цементного раствора, который был ранее облегчен водой. При превышении определенного значения "качества пены" стабильность пены снижается очень быстро, и прочность на сжатие затвердевшего вспененного цемента становится слишком низкой, а его водопроницаемость становится слишком высокой, что ведет к снижению срока его службы в среде горячей воды, содержащей ионы, агрессивные по отношению к цементу в большей или меньшей степени. По этой причине следует обратиться к патенту США 5696059, поскольку в нем описан вспененный цемент с плотностью 1170 кг/м 3, "качество пены" которого находится в пределах 30-35% и который в возрасте 24 ч обладает прочностью на сжатие всего 4,2 МПа, в то время как температура твердения превышает 100 С, а смесь содержит микроцемент и кремнезем. Авторы настоящего изобретения установили, что очень легкие, обладающие превосходными качествами вспененные цементы получают путем сильного вспенивания плотных цементных растворов с очень низким содержанием воды, для обеспечения хороших механических свойств и очень низкой водопроницаемости, в противоположность применяемым в настоящее время способам и тем, которые на первый взгляд представляются более рациональными, а именно, способам, в которых используют цементные растворы, уже обладающие низкой плотностью, затворенные водой. Эти более плотные цементные растворы сохраняют более высокие показатели "качества пены" и образуют стабильные пены. И наконец, при идентичной плотности вспененного цемента механические свойства вспененного цемента,полученного согласно изобретению, лучше, они обладают меньшей водопроницаемостью, повышена их адгезивная способность по отношению к трубам обсадной колонны и к геологическим формациям. В первом варианте исполнения изобретения предложены цементные растворы, основанные на обычном цементе, причем перед вспениванием исходный цементный раствор должен содержать ПАВ для стабилизации пены, и он отличается малым содержанием воды; в общем,первоначальное содержание воды не должно превышать 50 об.% невспененного цементного раствора, а предпочтительно - менее 45 об.%, и более предпочтительно - около 40 об.%. В некоторых случаях содержание воды может быть еще более снижено, но в общем цементный раствор с содержанием воды менее 33 об.% не используют, так как становится очень сложно достичь необходимую реологию. Жидкую долю 4 добавок, когда они представляют собой жидкость, или твердых растворимых веществ вычисляют как часть объема жидкости вместе с затворяющей водой. В противоположность этому, если жидкие добавки содержат нерастворимые частицы в виде суспензии, то объем этих частиц считают как часть остальных твердых веществ. Под термином "обычный цемент" здесь понимают цемент со средним диаметром частиц, который в общем близок к 20 мкм при максимальном размере частиц, который может достигать 100 мкм, и удельной поверхностью единицы массы, определяемой по тесту на воздухопроницаемость (тонина по Блейну), которая обычно находится в пределах 0,2 - 0,4 м 2/г. Весь коммерчески реализуемый портландцемент (марок А - Н) может быть использован для применения в нефтяных скважинах, но цементы маркиG предпочтительны для настоящего изобретения. Низкое содержание воды в комбинации с хорошей реологией может быть достигнуто путем добавления грубых частиц; под термином"грубые частицы" здесь понимают частицы с размерами, которые обычно в 5 - 50 раз превышают размеры частиц обычных порландцементов, используемых в цементах для нефтяных скважин, или, другими словами, частиц с размерами в пределах 100 мкм - 1 мм. Такие грубые частицы предпочтительно являются легкими частицами, например, полыми сферическими частицами или частицами, изготовленными из пластиков или эластичных материалов. Однако для получения вспененного цемента с плотностью более 900 кг/м 3, по соображениям экономии и обеспечения более высокой прочности на сжатие, можно использовать сплошные грубые частицы с размерами менее 1 мм, состоящие,например, из кремнезема или карбонатов натуральной извести или любых других малорастворимых минеральных веществ, которые могут быть или не быть реакционноспособными в воде цементного раствора. Высококачественные плотные цементные растворы с пониженным содержанием воды, которые тем не менее обладают достаточной текучестью, чтобы их можно было нагнетать без чрезмерного падения давления, предпочтительно получают в соответствии с Европейским патентом 621247 А или заявкой PCT/FR98/02429, причем в дополнение к цементу они содержат группу "грубых" частиц с типичным диаметром в пределах 200 - 800 мкм и группу "тонких" частиц с типичным диаметром в пределах 0,5-5 мкм, и выборочно другие группы более грубых или более тонких частиц, причем каждая группа частиц имеет пределы размеров зерна, которые отличаются от пределов размеров зерна других групп, а средний диаметр частиц отличается коэффициентом порядка 5 - 20, и соответствующие соотношения долей частиц разных 5 групп таковы, что компактность смеси является максимальной или, по меньшей мере, близка к ее теоретическому максимуму. Обычно доля твердого вещества в таких цементных растворах с пониженным содержанием воды, составляет 35 - 65 об.% грубых частиц, 20 - 45 об.% портландцемента и 5 - 25 об.% микрочастиц. В более предпочтительном варианте исполнения доля твердого вещества составляет 55 об.% мелкого песка со средним размером частиц 300 мкм, 35 об.% портландцемента и 10 об.% мелкого кремнезема. Можно также начинать с многочастных цементных растворов, аналогичных тем, которые описаны в Европейском патенте 621247 А, с распределением частиц с размерами,которые превышают размеры частиц цемента,причем функции "грубых" частиц выполняют пузырьки пены. Во втором варианте исполнения изобретения плотные цементные растворы предпочтительно получают в соответствии с Европейской заявкой 0748782 А или Французской заявкой на патент 9815570. Эти цементные растворы,которые особенно пригодны для операций заполнения цементным раствором под давлением,тампонирования или упрочнения слабых геологических формаций, основаны на микроцементе,а не на обычном цементе. Под термином "микроцемент" здесь понимают цемент с максимальным размером частиц в пределах 6-12 мкм, предпочтительно - в пределах 8-11 мкм, со средним диаметром частиц в несколько микрон, обычно - 4 мкм для коммерчески реализуемых тестированных микроцементов, и удельной поверхностью единицы массы,определяемой тестом на воздухопроницаемость(тонина по Блейну), которая составляет более 0,6 м 2/г, предпочтительно - более 0,7 м 2/г, а еще более предпочтительно - близко к 0,8000 м 2/г. В большей части случаев в нефтедобывающей промышленности, где используют микроцемент, применяют соединения, полученные из шлака, который содержит 45% извести, 30% кремнезема, 10% глинозема, 1% окисей железа и 5-6% окиси марганца (только основные окиси здесь упомянуты; эти соотношения могут, конечно, несколько изменяться в зависимости от поставщика). Микроцементы с химическим составом, который соответствует портландцементу марки G, также коммерчески поставляются; они обычно содержат около 65% извести, 22% кремнезема, 4% глинозема, 4% окисей железа и менее 1% окиси марганца. Два этих типа материалов или смеси двух этих материалов можно использовать в этом втором варианте исполнения изобретения. Для получения цементных растворов, основанных на микроцементе, количество используемой воды неизбежно выше, чем при получении цементных растворов, основанных на обычном цементе. Таким образом, для получе 003151 6 ния цементных растворов согласно изобретению объем используемой воды составляет менее 72%, предпочтительно - в пределах 58 - 70%. Очевидно, что ПАВ может быть также добавлен для стабилизации пены. Это содержание воды значительно выше, чем в случае, когда готовят цементный раствор, основанный на обычном цементе, но объем жидкости тем не менее заметно меньше, если сравнивать с обычно используемым количеством для получения цементных растворов, основанных на микроцементе, обычно используемых для операций заполнения цементным раствором под давлением,в частности, для впрыскивания в трещины, когда содержание воды составляет более 75% (количество добавляемой воды составляет как минимум 100% массы цемента) и обычно близко к 80% объема раствора. Это представляет собой отличительную особенность изобретения, а именно, вспенивание "плотного" цементного раствора. При применении цементных растворов,основанных на микроцементе, приготовленных в соответствии с Европейской заявкой на патент 0748782 А или Французской заявкой на патент 9815570 (плотность 1650 - 1800 кг/м 3 для обычных цементных растворов для операций заполнения цементным раствором под давлением), в дополнение к характеристикам, упомянутым выше, пена обладает тем преимуществом, что не проникает в очень пористую среду,например, коллекторскую породу. Авторы настоящего изобретения неожиданно установили,что, несмотря на более высокий предел текучести из-за вспенивания, эти пены обладают значительно более высокой способностью к проникновению в пористые трещины в сравнении с обычными невспененными цементными растворами для заполнения цементным раствором под давлением, и только очень незначительно меньшей аналогичной способностью в сравнении с невспененными цементными растворами,описанными в вышеуказанных заявках на патенты 621247 и 9815570. Такие цементные растворы представляют собой жидкость на основе воды, диспергатор в растворе в водной фазе и выборочно другие жидкие добавки, микроцемент, т.е. цемент,представленный частицами с микронными размерами, и первую добавку, представленную частицами, которые в 5 - 100 раз, а предпочтительно - порядка в 10 раз, меньше частиц микроцемента. Обычно средний диаметр частиц,таким образом, находится в пределах 0,05 - 0,5 мкм, например, латекс, кремнеземный дым типа конденсата кремнезема, конденсат окислов марганца в тумане пигмента, некоторые типы тонкой сажи, углеродная сажа или некоторые микрогели полимеров, например, жидкости, потерявшие контролирующий агент, и выборочно,вторую добавку, представленную ультратонкими частицами, которые в 5 - 100 раз, а предпоч 7 тительно - порядка в 10 раз, меньше частиц первой добавки, например, диспергированные коллоидные кремнеземы или глиноземы (средний размер составляет 3-60 нм (нанометров), предпочтительно - 15 - 40 нм), или нанолатекс. Предпочтительные составы смесей, известные из Европейского патента 621247 А,содержат 10 - 40% первой добавки и 5 - 30%"ультратонких" частиц, долю которых определяют относительно общего объема твердых частиц в составе смеси. Более конкретно, предпочтительны смеси, содержащие 50 - 75% микроцемента, 15-40% "очень тонких" частиц и 5 20% "ультратонких" частиц. Предпочтительные смеси, известные из Французской заявки 9815570, содержат водную фазу, микроцемент и водную суспензию,содержащую полимер типа винилацетата, полученный путем химического сшивания в ходе реакции при контролируемом перемешивании,поливиниловое соединение (ПВА) в растворе с би-или многофункциональными сшивающими реагентами, которые сшивают спиртовые группы (первичные, вторичные или третичные),причем молярная концентрация упомянутого сшивающего реагента относительно остатков мономера ПВА составляют в пределах 0,1 0,5%, нанолатекс и анионовое ПАВ (поверхностно-активное вещество) с температурой помутнения выше 80 С. Следует отметить, что при каких-либо вариациях присутствие очень тонких частиц, как описано в упомянутых выше патентах, способствует стабилизации пены и можно достичь более высоких показателей "качества пены", чем при использовании обычных пенообразующих добавок и добавок, стабилизирующих пену. Также можно начать с цементных растворов,полученных путем приготовления суспензий твердых частиц (минеральных частиц, цементов, микроцементов, органических частиц, например латексов или полимерных микрогелей),для которых кривая распределения размеров смеси частиц имеет форму логарифма накопленной частоты частиц, так как логарифмическая функция размера частицы представляет собой, по существу, прямую линию, при условии, что они содержат микроскопические частицы, хотя они менее предпочтительны, чем предыдущие соединения, так как "компактность" доли твердых частиц ниже, т.е. минимальный объем, занимаемый твердыми частицами цементного раствора, больше, чем в предшествующем случае, что означает, что использовано большее количество воды. Таким образом, можно получать вспененные цементы с плотностью менее 660 кг/м 3, которые обладают механическими свойствами,водонепроницаемостью и адгезивной способностью, подходящими для применения в нефтедобывающей промышленности. Теплоизоляционные свойства этих пеномасс с очень высокими 8 показателями "качества пены" также сильно улучшены благодаря введению большего количества газа (воздух или азот обычно предпочтительны, потому что легче использовать на месте, и из-за их стоимости), а также значительно снижено выделение тепла во время твердения благодаря малому количеству цемента и растворению газом, что является особенно благоприятным фактором при цементировании в зонах вечной мерзлоты. Хорошие теплоизоляционные свойства также благоприятны при использовании цемента в очень глубоких скважинах, в частности тогда, когда секции скважины, расположенные наиболее близко к поверхности, не были зацементированы цементными растворами, содержащими кремнезем, но должны тем не менее выдерживать жесткую циркуляцию при высокой температуре. Известные ПАВ добавляют для образования и стабилизации цементных пеномасс. Могут быть введены и другие добавки, например, любые обычные цементы, строительные растворы и бетонные добавки, за исключением, конечно,противовспенивающих добавок. Примерами могут служить диспергаторы (также известные как суперпластификаторы), средства, препятствующие гелеобразованию, вещества, удерживающие воду, замедлители (предназначенные для регулирования времени схватывания при температурах выше 60 С) или ускорители(предназначенные для регулирования времени схватывания при низких температурах). Способы приготовления пеномассы, которые также хорошо известны, не составляют части настоящего изобретения. Используют существующие способы. "Качество пены" регулируют как функцию плотности исходного цементного раствора для достижения требуемой плотности пены. Однако "качество пены" не должно превышать значения 65%, выше которого ограничена стабильность пены и ее свойства быстро ухудшаются, становясь слишком низкими(прочность на сжатие, водонепроницаемость). Условие работы оборудования для получения пены и количество ПАВ регулируют так, чтобы размер пузырьков не превышал 7 мм, предпочтительно - 3 мм. Настоящее изобретение проиллюстрировано следующими примерами. Пример 1. Сравнивали свойства четырех цементных растворов. Цементный раствор А (согласно изобретению). Приготовили смесь порошков, состоящую из 55 объем.% мелкозернистого песка со средним размерам частиц 300 мкм, 35 об.% портландцемента марки G и 10 об.% мелкозернистого кремнезема со средним размером частиц 3 мкм. Воду и добавки [замедлитель на базе очищенных лигносульфонатов (D801), поставляемый фирмой Schlumberger Dowell, в количестве 4,5 мл на кг твердой смеси (3,785 л на мешок массой 42,637 кг смеси или, другими словами, 9 0,0888 л добавки на 1 кг смеси, вещество AMPS(алкиламидометилпропансульфонат) на полимерной базе для удерживания воды (D158), поставляемое фирмой Schlumberger Dowell, в количестве 13,3 мл на кг твердой смеси, и суперпластификатор на базе полинафталенсульфоната (D80), поставляемый фирмой SchlumbergerDowell, в количестве 1,8 мл на кг твердой смеси] смешали с этим порошком так, чтобы доля жидкости в цементном растворе составляла 40 об.%. Плотность цементного раствора составляла 2115 кг/м 3. Реология цементного раствора характеризовалась ее пластической вязкостью(Пв) (спуаз или мПас), коэффициент пересчета составлял 1; пределом текучести (Пт) (в фунтах на 100 кв. футов, преобразование в Паскали производили умножением на 0,478803), принимая, что цементный раствор был вязкопластичной жидкостью. Предел текучести цементного раствора А составлял 5,3 Па, а пластическая вязкость составляла 159 мПас. Время загустевания при 85 С составило 5 ч 40 мин. Не было ни свободной воды, ни отстоя при использовании стандартного теста Американского нефтяного института. Цементный раствор В (согласно настоящему изобретению). Приготовили смесь порошков. Она состояла из 55 об.% полых сфер со средним размером 170 мкм, 35 об.% портландцемента марки G и 10 об.% мелкозернистого кремнезема со средним размером частиц 3 мкм. Воду и добавки [вещество (AMPS) на полимерной базе для удерживания воды (D159), поставляемое фирмой Schlumberger Dowell, в количестве 8 мл на кг смеси и суперпластификатор на базе полинафталенсульфоната (D80) в количестве 4,5 мл на кг смеси] смешали с этим порошком так, чтобы доля жидкости в цементном растворе составляла 40 об.%. Плотность этого цементного раствора составляла 1465 кг/м 3. Не было ни свободной воды, ни отстоя при использовании стандартного теста Американского нефтяного института. Цементный раствор С (сравнительный пример). Этот пример соответствует современной технологии приготовления цементных растворов средних плотностей. Воду и добавки [замедлитель, на базе очищенных лигносульфонатов (D801) в количестве 4,5 мл на кг цемента,вещество (AMPS) на полимерной базе для удерживания воды (D158) в количестве 13,5 мл на кг смеси и суперпластификатор на базе полинафталенсульфоната (D80) в количестве 1,78 мл на кг смеси] смешали с портландцементом марки G так, чтобы получился цементный раствор плотностью 1900 кг/м 3, т.е. доля жидкости составляла 58 об.%. 10 Раствор D (сравнительный пример). Цементный раствор соответствует технологии приготовления цементных растворов низких плотностей. Приготовили смесь порошков. Она содержала цемент марки G с добавлением бентонита, составлявшего 10 мас.% цемента. Воду добавили в указанную выше смесь порошков так, чтобы плотность цементного раствора составляла 1575 кг/м 3, т.е. доля жидкости составляла 73,8 об.%. Для вспенивания этих цементных растворов добавляли обычные ПАВ, поставляемые фирмой Schlumberger Dowell, марки D139 (водный раствор алкоксилатов, метанола и полигликолей) и марки F052.1 (ПАВ на основе этанола,пропиленгликоля и солей жирных спиртов сульфата аммония) в пропорции 1:1). Количество зависело от "качества пены". Больше ПАВ добавляли для получения большего значения"качества пены". 7,46 мл на кг твердой смеси было использовано для получения цементного раствора с "качеством пены" 50%. Плотность Раствор А В таблице плотность выражена в кг/м 3. К означает "качество пены" и выражено в процентах по объему. Пс означает прочность на сжатие через 24 ч после схватывания, МПа. В означает водопроницаемость затвердевшего бетона, микроДарси. Из таблицы видно, что вспененные цементные растворы, приготовленные в соответствии с настоящим изобретением, обладали прочностью на сжатие, которая была существенно выше, а водопроницаемость их была значительно ниже, чем у обычных вспененных цементных растворов с аналогичной плотностью. Пример 2. В этом примере в цементный раствор были введены субмикронные частицы, в данном случае частицы латексного типа размером 150 нм,составлявшие 50 объем.% водной суспензии. Следует отметить, что латекс может быть заменен минеральными частицами (кремнеземный дым или пигментный дым в суспензии) или представлен микрогелями сшитого полимера,как это описано в Европейском патенте 0705850 А или публикации Международной заявки WО 98/35918. Цементный раствор Е Смесь порошков была точно такой же, как и в цементном растворе А. Воду, латекс в количестве 1,514 л (0,4 галлона) на мешок смеси и добавки [замедлитель на базе очищенных лигносульфонатов (D800) в количестве 0,15 мас.% твердой смеси и суперпластификатор (D80) на базе полинафталенсульфоната в количестве 0,12 мас.% твердой смеси] смешали с этим порошком так, чтобы получить цементный раствор с содержанием жидкости 40 об.%. Плотность этого цементного раствора составляла 2090 кг/м 3. Его реология характеризовалась следующими показателями: пределом текучести 1484,29 Па (31 фунт/кв.фут) и пластической вязкостью - 68 спуаз, используя модель вязкопластичной жидкости. Время загустевания при температуре 102 С составляло 4 ч 00 мин. Не было ни свободной воды, ни отстоя при использовании стандартного теста Американского нефтяного института. Плотность Раствор Е (согласно изобретению) Единицы измерения и обозначения такие же, как и те, которые были использованы ранее. Из таблицы видно, что прочность на сжатие была несколько ниже, чем в примере 1, но все еще вполне приемлемая. В противоположность этому, водопроницаемость была значительно ниже, что является благоприятным показателем с точки зрения устойчивости бетона к химическому воздействию жидкостей, например, подземной воды или кислотных растворов,выходящих во время эксплуатации скважины,для увеличения валового объема производства. Пример 3. В этом примере базовый цементный раствор соответствовал по составу смеси, описанному в предыдущих патентах более подробно и предназначенному для цементирования при очень низкой температуре, когда требуется сокращенное время загустевания и быстрое достижение прочности на сжатие. Цементный раствор F Состав смеси порошков был таким же, как и состав цементного раствора В, за исключением того, что мелкозернистый кремнезем был заменен тем же количеством (по объему) микроцемента Dyckerhoff Mikrodur PU, а именно 10 об.%. Воду, сшитые полимерные микрогели в количестве 0,378 л (0,1 галлона) на мешок смеси и добавки [суперпластификатор на базе полимеламинсульфоната (D145A) в количестве 0,568 л(0,15 галлона) на мешок твердой смеси] смешали с этим порошком так, чтобы получить цементный раствор с содержанием жидкости 42 об.%. 12 Плотность цементного раствора составляла 1480 кг/м 3. Время загустевания при температуре 10 С составляло 5 ч 20 мин. Не было ни свободной воды, ни отстоя при использовании стандартного теста Американского нефтяного института. Плотность К Пс через 24 ч Пс через 48 ч Пс через 89 ч В Единицы измерения и обозначения такие же, как и в предыдущем примере. Прочность на сжатие (Пс) регистрировали через 24, 48 и 89 ч. Измерение прочности проводили при температуре 10 С. Повышение прочности на сжатие происходило намного медленнее, чем в предыдущих примерах. Это происходило из-за очень низкой температуры, из-за которой снижалась скорость гидратации цемента, и из-за чрезвычайно низких плотностей бетона. Эти цементные растворы особенно подходят для цементирования на очень большой глубине под водой, где очень низкая температура и геологические формации дна моря очень нестабильные. Плотность цемента для оборудования скважин на очень большой глубине под водой должна быть даже ниже, чем для других скважин, так как глубина дна моря означает, что существует большая глубина цементного раствора в обсадной колонне и, следовательно, высокое давление, воздействующее на нижнюю часть слабой геологической формации. Из таблицы видно, что, несмотря на все это, прочность на сжатие через 24 ч была приемлемой, означая,что буровой инструмент можно повторно вводить, и прочность продолжает повышаться до значений, которые могут гарантированно обеспечивать хорошую опору. Также можно увидеть, что водопроницаемость была очень низкой. Пример 4. В этом примере состав порошка цементного раствора G был аналогичен составу цементного раствора F. Органические добавки были другими, так как его подвергали воздействию температуры 143 С, чтобы привести его к условиям, сравнимым с теми, которые описаны в патенте США 5696059, упомянутом в примере 2, обозначенном в таблице. Цементный раствор G Состав смеси порошка был таким же, как и в случае цементного раствора F. Добавляли диспергатор полинафталенсульфонат в количестве 0,0378 л (0,01 галлона) на мешок твердой смеси и замедлитель схватывания (D161) в количестве 2,271 л (0,6 галлона) на мешок твердой смеси. Замедлитель добавляли для регулирования времени схватывания бетона при темпера 13 туре 143 С. Использовали те же ПАВ для образования пены, что и во всех предыдущих примерах. Раствор по патенту США 5696059(кг/м 3) Время загустевания при 5 ч 24 мин 126,7 С Реология 11,01/87 Пт/Пс (спуаз) Пс через 24 ч 60 при 143,3 С Плотность Время загустевания при 6 ч 14 мин 126,7 С Реология 54,58/92 Пт/Пс (спуаз) Пс через 24 ч при 143,3 С Единицы измерения и обозначения такие же, как и в предыдущем примере. Из таблицы видно, что реология невспененного цементного раствора F имела значительно более низкие показатели, чем реология цементного раствора по патенту США 5696059 даже при том, что плотность его была выше. Прочность на сжатие через 24 ч цементного раствора F была намного выше, чем цементного раствора по указанному патенту даже при том, что сравнение производили при одинаковом "качестве пены" или одинаковой плотности пены. В частности, прочность на сжатие через 24 ч вспененного цементного раствора F при "качестве пены" 50% следовало сравнивать с цементным раствором по патенту США 5696059. Она была существенно выше даже при том, что плотность была ниже (1040 кг/м 3 против 1170 кг/м 3). Пример 5. Этот пример охватывает области применения с использованием цементных растворов, в которых нет частиц грубее частиц цемента, который использован в этих цементных растворах. Пузырьки пены действуют в их устойчивом состоянии. Для примера мы выбрали цементный раствор, приготовленный в соответствии с Европейским патентом 621247. Цементный раствор Н Использовали микроцемент Spinor A12. Добавили 9,084 л (2,4 галлона) на мешок цемента к добавке в соответствии с Французской заявкой на патент 9815570. Добавили диспергатор (D145A) на базе полимеламинсульфоната в количестве 1,968 л (0,52 галлона) на мешок цемента. Добавки, использовавшиеся для вспенивания цементного раствора и стабилизации пены, были теми же, что и во всех предыдущих примерах, т.е. D139 и F052,1, которые добавляли в количестве 0,3785 л (0,1 галлона) на мешок цемента. "Качество пены" составляло 43%. Единицы измерения и обозначения такие же, что и в предыдущем примере. Этот тип цементного раствора предназначен, помимо прочего, для заполнения цементным раствором под давлениями, заделки трещин, заполнения пустот с очень маленькими отверстиями, для впрыска и для тампонирования пористых стен для удерживания на месте гелей в пористой среде. При использовании невспененных цементных растворов, которые обладают удивительной способностью проникновения даже в проницаемую среду, в некоторых случаях может возникнуть опасение, что они также проникнут в пористую геологическую формацию, если проницаемость будет превышать 1 Дарси, и повредят их. Известно, что пены обладают значительно меньшей способностью к проникновению в поры из-за их высокого предела текучести. Следовательно, может возникнуть опасение, что проникновение в проницаемые трещины будет также снижено. Мы использовали аппараты, описанные в Европейском патенте 621247, для проверки этого явления. Совершенно неожиданно было установлено, что проникновение было очень хорошим. Пена проходила по всей длине (23 см) щели шириной 150 мкм до выхода на другом краю щели. Пена все еще хорошо расширялась на выходе из щели и, следовательно, создавала давление на стенки. Это явление чрезвычайно важно для обеспечения хорошего уплотнения. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ цементирования нефтяной скважины или подобного сооружения, содержащий следующие этапы: а) приготовление цементного раствора, содержащего цемент, поверхностно-активное вещество и воду; б) вспенивание цементного раствора путем введения в него газа; в) подачу цементного раствора в скважину и предоставление возможности его схватывания,отличающийся тем, что содержание воды в цементном растворе составляет менее 50 об.% до вспенивания. 2. Способ по п.1, содержащий этап приготовления цементного раствора с содержанием воды 33-45 об.% до вспенивания. 3. Способ по п.1 или 2, в котором этап приготовления цементного раствора включает обеспечение твердой фракции, представленной следующим: а) частицами со средним диаметром в пределах 200-600 мкм - 35-65 об.%; б) портландцементом - 20-45 об.%; в) частицами со средним диаметром в пределах 0,5-5,0 мкм - 5-25 об.%. 4. Способ цементирования нефтяной скважины или подобного сооружения, содержащий следующие этапы: а) приготовление цементного раствора, содержащего микроцемент с максимальным размером частиц в пределах 6-12 мкм, со средним диаметром частиц в несколько микрон и с удельной поверхностью единицы массы, определяемой тестом на воздухопроницаемость (тонина по Блейну), составляющей более 0,6 м 2/г,поверхностно-активное вещество и воду; б) вспенивание цементного раствора путем введения в него газа; в) подачу цементного раствора в скважину и предоставление возможности его схватывания,отличающийся тем, что содержание воды в цементном растворе составляет до вспенивания менее 72 об.%. 16 5. Способ по п.4, содержащий этап приготовления цементного раствора с содержанием воды до вспенивания 58-70 об.%. 6. Способ по п.4 или 5, включающий этап приготовления цементного раствора, содержащего твердую фракцию, состоящую из 50-75 об.% микроцемента, 15-40 об.% частиц со средним диаметром в пределах 0,05-0,5 мкм и 0-20 об.% частиц со средним диаметром в пределах 3-60 нм. 7. Способ по любому из предыдущих пунктов, содержащий этап введения газа в цементный раствор так, чтобы "качество пены" было в пределах 30-65%. 8. Способ по любому из предыдущих пунктов, содержащий этап введения газа в цементный раствор одной или более добавок следующих типов: диспергатор, вещество, предотвращающее гелеобразование, вещество, удерживающее воду, ускоритель или замедлитель схватывания цементного раствора или стабилизатор пены.