[發(fā)明專利]一種固井用早強(qiáng)泡沫水泥漿

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510323661.2
• 申請(qǐng)日: 2015-06-12
• 公開（公告）號(hào): CN104946220B
• 公開（公告）日: 2018-05-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 席方柱;孫富全;曾建國(guó);劉愛萍;高永會(huì);熊鈺丹
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津中油渤星工程科技有限公司;中國(guó)石油集團(tuán)海洋工程有限公司;中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司
• 主分類號(hào): C09K8/487
• 分類號(hào): C09K8/487;C09K8/473;C04B38/02;C04B28/06
• 代理公司: 北京華沛德權(quán)律師事務(wù)所 11302
• 代理人: 劉杰

本發(fā)明公開了一種固井用早強(qiáng)泡沫水泥漿，其組分及質(zhì)量配比為：硫鋁酸鹽水泥100份、發(fā)泡劑4～12份、穩(wěn)泡劑2～7份、緩凝劑1～3份、降失水劑3～5份，水30～40份。本發(fā)明的泡沫水泥漿密度在0.55～1.40g/cm3可調(diào)，并且低溫強(qiáng)度發(fā)展快，可用于井底溫度為4～25℃的油氣井固井施工。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及石油鉆井工程領(lǐng)域，特別涉及低溫易漏地層固井用早強(qiáng)泡沫水泥漿。

背景技術(shù)

泡沫水泥漿是采用直接在水泥漿中充氣的方法降低水泥漿密度，即以氣體作為減輕劑達(dá)到降低密度的目的。1978年，美國(guó)S.Yamada等人試驗(yàn)并第一次成功地制造出油井用泡沫水泥。八十年代，泡沫水泥的固井技術(shù)有了很大發(fā)展。研究人員改進(jìn)了泡沫發(fā)生器，并嚴(yán)格選擇表面活性劑作為穩(wěn)泡劑，使氣體以互相分離的均勻氣泡的形式穩(wěn)定分散于整個(gè)體系中，制造出性能優(yōu)良的泡沫水泥漿。

前蘇聯(lián)、美國(guó)、加拿大等地的油田以及一些海上油田，多次應(yīng)用泡沫水泥固井，成功率較高。我國(guó)新疆也成功的應(yīng)用了泡沫水泥的固井技術(shù)。泡沫水泥漿為平衡壓力固井、保護(hù)地層提供了條件，而且是典型的可壓縮體系，為克服“失重”現(xiàn)象發(fā)生，以及超長(zhǎng)封固段固井提供了可能。

隨著石油資源的勘探開發(fā)的不斷拓展，目前勘探區(qū)域已經(jīng)向深海及寒冷地區(qū)發(fā)展。深海固井時(shí)，表層溫度低、地層疏松，易發(fā)生漏失、淺層竄流等問題，而泡沫水泥漿具有良好的防漏、防竄的能力，同時(shí)具有可壓縮性的特點(diǎn)，有利于保持水泥環(huán)的完整性，因此國(guó)外深水表層固井廣泛采用了泡沫水泥漿技術(shù)。目前的泡沫水泥漿主要有機(jī)械發(fā)泡和化學(xué)發(fā)泡兩種方法。國(guó)外主要采用機(jī)械發(fā)泡方法，機(jī)械充氣泡沫水泥漿需要設(shè)備多，工藝復(fù)雜，需精心設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制，不適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)和控制將導(dǎo)致泡沫不穩(wěn)定而造成嚴(yán)重后果。

在文章“適用于長(zhǎng)慶油田固井的超低密度泡沫水泥漿”(《鉆井液與完井液》1997年05期)研究了化學(xué)發(fā)泡水泥漿，開發(fā)了發(fā)泡劑FCA、FCB和穩(wěn)泡劑FCF，采用以漂珠水泥漿為基漿，加入FCA和FCB產(chǎn)生氮?dú)猓M(jìn)一步降低水泥漿密度，加入穩(wěn)泡劑FCF提高泡沫穩(wěn)定性，配成超低密度泡沫水泥漿，使水泥漿密度可降至1.20g/cm3。

在專利CN103525387中公開了一種化學(xué)發(fā)泡水泥漿體系，其發(fā)泡劑1為含有氯、氧、溴或氮的陰離子基團(tuán)與含有鉀、鈉、銨、鎂、鋰、鈣或鋁組成了陽(yáng)離子基團(tuán)組成的易溶于水的化合物，發(fā)泡劑2為含氮物質(zhì)配制的溶液，可為氯化銨、鹽酸羥胺、乙二胺等。該發(fā)明的化學(xué)充氮泡沫水泥漿密度在0.80～1.50g/cm3可調(diào)，可用于10～95℃范圍油氣井固井作業(yè)。

以上的化學(xué)發(fā)泡水泥漿均采用油井水泥配制基漿，而油井水泥在低溫下強(qiáng)度發(fā)展緩慢，靜膠凝發(fā)展慢，影響水泥漿的防竄能力，導(dǎo)致固井質(zhì)量差，不能適應(yīng)低溫尤其深水表層固井要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決是針對(duì)采用油井水泥配制的泡沫水泥在低溫下強(qiáng)度發(fā)展緩慢的問題，提供一種滿足低溫易漏地層固井要求的早強(qiáng)泡沫水泥漿。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種固井用早強(qiáng)泡沫水泥漿，組分及質(zhì)量配比為：硫鋁酸鹽水泥100份、發(fā)泡劑4～12份、穩(wěn)泡劑2～7份、緩凝劑1～3份、降失水劑3～5份，水30～40份。

進(jìn)一步地，所述發(fā)泡劑由發(fā)泡劑A和發(fā)泡劑B組成，其中發(fā)泡劑A為2～6份，發(fā)泡劑B為2～6份；所述的發(fā)泡劑A是由氯酸鉀、氯酸鈉、高氯酸鈉、氯酸鈣、硝酸鈣、硝酸鈉和硝酸鉀中的一種或幾種組合，所述發(fā)泡劑B是由氯化銨、鹽酸羥胺、亞硝酸銨、甲酰胺、硫酸銨和乙酰胺中的一種或幾種組合所配成質(zhì)量百分濃度為40～60％的溶液。