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稠度易调W及密度稳定稳定 性好优点

2021-01-27 19:18 作者:美高美官网 点击:

  [0001] 本发明设及一种低密度油井水泥,尤其设及一种无漂珠低密度油井水泥浆,属于 油气井固井技术领域。

  [0002] 随着钻探领域的发展,地下压力系统越来越复杂,漏失井、稠油井等特殊井不断增 加,常规水泥浆体系已经不能满足此类井的固井要求,突出表现在密度过高、失水量偏大, 体系早期强度发展太慢,稠化时间过长的问题,为了解决运一系列特殊问题,人们又不断地 开发出不同特性的水泥浆体系,如满足不同密度要求的漂珠低密度水泥体系。漂珠外壳的 成分与高侣粘±很接近,珠内被封闭的气体为氮气和二氧化碳,但液体在压力作用下,水进 入漂珠后,漂珠密度是在不断变化的,使得水泥浆浆体高度下降,封固高度达不到设计要 求;又由于不同井段,漂珠进水的情况不同,各井段的胶结强度有所变化,封固质量不均匀; 且目前漂珠市场价格高,质量稳定性差,导致整个水泥浆体系成本偏高,稳定性不好,从而 降低了勘探的经济效益。

  [0003] 现有技术中的无漂珠低密度水泥,如公开号为CN101805596A,名称为非漂珠低密 度油井水泥的发明专利,该专利包括下列成分:1〇〇份油井水泥,12~20份纳米娃灰石, 120~180份粉煤灰,3~6份早强剂,4~8份水泥分散剂,其中纳米娃灰石中而二氧化娃 的含量 96%。该专利虽然具有较好的稳定性和较高的早期强度,但其纳米娃灰石的价格昂 贵,且其水泥浆密度只能达到1. 60g/cm3,不能完全满足目前需要更低密度水泥浆进行固井 的要求。

  [0004] 又如公开号为CN1539786,名称为一种低密度水泥浆的发明专利,该专利的组成 如下:水泥100份、水61~78份、填充剂8~10份、减轻剂20~35份及降失水剂4~6 份,其中填充剂中无定形二氧化娃占92%~98%,降失水剂是由10%的聚乙締醇溶液与交联 剂在50°C~60°C下通过化学反应制得,交联剂为棚酸盐,聚乙締醇溶液与棚酸盐的质量比 为1 : 0. 1~0. 2,减轻剂主要成分为二氧化娃、Ξ氧化二铁及Ξ氧化二侣。

  [0005] 本发明旨在提供一种新的无漂珠低密度油井水泥浆,通过原料选择W及特定的比 例设计,使本发明的水泥浆具有早期强度高、API滤失量小,稠度易调W及密度稳定稳定性 好的优点。

  [0006] 为了实现上述发明目的,本发明的技术方案如下: 一种无漂珠油井水泥浆,其特征在于:包括W下按质量百分比计的原料: 胶凝材料A: 10~30%; 胶凝材料B: 15~50%; 填充材料:20~48% ; 降失水剂:1. 0~3〇/〇 ; 早强剂:1.ο~4〇/〇; 分散剂:〇. 5~1. 5〇/〇; 所述胶凝材料A为G级油井水泥、D级油井水泥、普通娃酸盐水泥中的一种;胶凝材料B为超细普通娃酸盐水泥。

  [0007] 为了更好地实现本发明,进一步地,所述超细普通娃酸盐水泥的比表面积为 600~1200cm2/g。

  [0010] 所述早强剂为Ξ乙醇胺、氯化巧、硫酸钢中的至少一种,进一步提高水泥的早期强 度。

  [0012] 本发明所述水泥浆,在配置时采用的水灰比为0. 70~0. 86。

  [0013] 本发明相对现有技术,具有W下有益效果: (1) 本发明的水泥浆密度能够达到1. 4g/cm3,且该水泥浆于30°C,0.IMpa,4化条件 下,进行抗压测试,抗压强度 7MPa,具有早期强度高的优点;本发明的水泥浆在50°C, 6. 9MPa,30min条件下API滤失量小,经测试,API滤失量小于50mL,能够满足尾管和深井 固井作业对水泥浆滤失量的要求,有利于提高固井质量,减少对产层的损害,提高原油的采 收率; 本发明的其稠化时间可根据实际情况进行灵活调节,该无漂珠低密度油井水泥的外加 剂适用性较好,能够通过添加适量的外加剂对稠化时间进行调节; 关于沉降稳定性,经检测,其上下密度差《0. 02g/cm3,体系密度稳定性好;且本发明 的原料来源广泛,生产成本低。

  [0014] 综上,本发明水泥浆具有早期强度高、API滤失量小,稠度易调W及密度稳定稳定 性好优点,完全能够满足低压易漏井、稠油井等特殊井对固井水泥浆的要求。 (2) 本发明的超细普通娃酸盐水泥的比表面积为600~1200cm7g,该比表面积范围内 的超细普通娃酸盐水泥用作本发明的胶凝材料具有W下优点:1)能够与娃酸盐水泥颗粒搭 配,在浆体中形成紧密堆积,由于超细水泥的颗粒粒径很小,填充与娃酸盐水泥之间的空隙 中,降低了水泥石的孔隙直径;2)由于超细水泥颗粒小,比表面积大,在于水接触时能快速 水化,进一步减少水泥石中的孔隙,从而在低溫、高水灰比条件下获得高抗压强度;3)超细 水泥颗粒表面是通过水泥熟料粉末破碎而形成的,运些新生的界面缺陷度高,具有很高的 活性,不需要添加激发剂,与水混合后,水分子被吸附在水泥颗粒表面,起到良好的保水作 用,因此,即使在高水灰比条件下,该低密度水泥浆体系具有良好的低溫强度,同时拥有良 好的保水性能,不会发生严重的失水现象;4)普通超细娃酸盐水泥的密度低,胶凝强度发展 快,能够提高无漂珠低密度水泥浆的早期强度。

  [0015] (3)填充材料能够降低水泥浆密度,减少固井时静水液柱压力,避免水泥浆通过裂 缝性地层、多孔隙地层、高渗透性地层和溶桐漏失地层时流失,同时,又可增加水泥造浆率, 降低水泥用量,节约固井成本。

  [0016] 本发明的填充材料优选为微娃、粉煤灰中的至少一种,粉煤灰颗粒多,呈球形,粒 径小,表面较光滑,比表面积1000~1400kg/m3,可W提高水泥浆的流动性,减少水泥浆的用 水量,在水泥石中可起微集料作用,填充到水泥石中的微小空隙中,同时表面水化生成凝胶 体,物理填充和水化反应产物填充共同作用,比惰性微集料单纯的物理填充效果更好,使水 泥石更加密实;微娃细度小、纯度高,含有大量的的非晶态Si〇2,活性特别高,细度和比表面 积约为水泥的80~100倍,粉煤灰的50~70倍,其比面积特别大,一般在15000~25000m7

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