[發明專利]高密度水泥漿體系的無機固相加重劑

在審

• 申請號: 201710505614.9
• 申請日: 2017-06-28
• 公開（公告）號: CN107142094A
• 公開（公告）日: 2017-09-08
• 發明（設計）人: 徐峰
• 申請（專利權）人: 四川宏升石油技術開發有限責任公司
• 主分類號: C09K8/48
• 分類號: C09K8/48
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種加重劑，具體涉及高密度水泥漿體系的無機固相加重劑。

背景技術

隨著油氣田開發的不斷進行，淺層油氣資源日益減少，在可采、易采的油氣儲量不斷降低情況下，迫使我們的勘探目標轉向深部地層，油田勘探開發已向著海洋、深井、超深井等方向發展。井深的增加，使得井底溫度和地層壓力大幅增加，這給后續的固井作業帶來了很多難題。因為在固井作業中，如果不能壓穩地層，則可能會出現油、氣、水竄的現象，并且會嚴重影響固井作業的質量，同時也給后續的油氣井作業帶來困難。對于此種情況，需要使用高密度水泥漿體系進行固井作業，以達到壓穩地層的目的。

通常情況下，為了得到密度較高的水泥漿體系，主要通過一下三個途徑得到：降低水固比、通過顆粒級配和緊密堆積理論來提高固相材料的堆積密度、摻加加重材料。因此，加重材料是影響高密度水泥漿性能的重要指標，高密度水泥漿一般會出現增稠及沉降的問題，會使得高密度水泥漿的強度、流變性、穩定性等綜合性能變差。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是高密度水泥漿中加重劑會對水泥漿性能的影響大，目的在于提供高密度水泥漿體系的無機固相加重劑，解決如何減少加重劑對高密度水泥漿造成的不利影響，從而使得高密度水泥漿綜合性能符合標準的問題。

本發明通過下述技術方案實現：

高密度水泥漿體系的無機固相加重劑，包括密度為5.0-5.2g/cm³的磁鐵礦、密度為5.5-6.0g/cm³的精鐵粉、密度為4.1-4.4g/cm³的重晶石、密度為4.4-4.5的鈦鐵礦中的一種或多種組合，所述磁鐵礦的粒度為100-150目，精鐵粉的粒度為200-300目，重晶石的粒度為200-325目，鈦鐵礦的粒度為100-150目。

目前常用的加重劑為重晶石、鈦鐵礦、赤鐵礦、鐵粉等；重晶石可以有效提高水泥漿密度，對于保持漿體穩定性有利，但是其需水量太大，削弱了對漿體的加重作用，同時也降低了水泥石抗壓強度；赤鐵礦具有明顯的增稠作用；鈦鐵礦對漿體性能影響較小，但是需要在高粘度中保持穩定性；從水泥漿的綜合性能及加重劑的成本考慮，選擇出重晶石、磁鐵礦、鈦鐵礦、精鐵粉作為高密度水泥漿的加重劑較于其他家加重劑，成本低，對高密度水泥漿的性能影響小；并且，本發明還基于顆粒級配原理，在加重劑加量范圍內，通過不同粒徑的加重劑的復配，得到流變性能良好、抗壓強度高、漿體穩定的高密度水泥漿；本發明中磁鐵礦、精鐵粉、重晶石、鈦鐵礦的顆粒粒徑基于現有的基礎上，在保證原料獲取方便的情況下，選擇出的加重劑需要與水泥及水泥的其他外加劑形成緊密堆積，從而提高高密度水泥漿的穩定性體密度。

當高密度水泥漿密度為1.90-2.20g/cm³時，采用密度為4.1-4.4g/cm³的重晶石或密度為5.0-5.2g/cm³的磁鐵礦。重晶石、磁鐵礦能夠有效調節水泥漿密度，對于保持漿體穩定性有利，但是重晶石、磁鐵礦的需水量大，均能夠對水泥漿增稠，因此，重晶石、磁鐵礦適用于密度不高的高密度水泥漿，水泥漿的密度越低其年度越低，因此，在保證高密度水泥密度及綜合性能復合要求的情況下，重晶石、磁鐵礦使用方便，能夠顯著改變水泥漿的密度。

當高密度水泥漿密度為2.21-2.40g/cm³，采用密度為5.0-5.2g/cm³的磁鐵礦、密度為5.5-6.0g/cm³的精鐵粉復配，磁鐵礦加量為水泥質量的20％-90％，精鐵粉加量為水泥質量的35％-120％。精鐵粉的吸水量少，有利于水泥漿的流動性；因此，在密度為2.21-2.40g/cm³的水泥漿中，需要保持其穩定性，又要避免增稠；采用磁鐵礦與精鐵粉復配，磁鐵礦與精鐵粉既能夠提高水泥漿的密度又能夠保證水泥漿具有很好的穩定性；重晶石的密度低，在提高水泥漿的密度時比磁鐵礦的加量大，因此，本發明不選重晶石而選擇磁鐵礦與精鐵粉復配。

當高密度水泥漿密度為大于2.40g/cm³時，采用密度為5.5-6.0g/cm³的的精鐵粉、密度為4.4-4.5的鈦鐵礦復配。鈦鐵礦的穩定型好，并且鈦鐵礦在高粘度的水泥漿中穩定性好于其他的加重劑，本發明將精鐵粉與鈦鐵礦復配，精鐵粉及鈦鐵礦對水泥漿的粘度影響小，鈦鐵礦還有利于保持水泥漿具有很好的穩定性。