[發明專利]一種地熱井固井水泥漿體系及其制備方法

有效

• 申請號: 201711194017.5
• 申請日: 2017-11-24
• 公開（公告）號: CN107963842B
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發明（設計）人: 羅楊;李仕勇
• 申請（專利權）人: 四川盛年同締實業有限公司
• 主分類號: C04B28/00
• 分類號: C04B28/00;C09K8/467
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 廖慧敏

本發明公開了一種地熱井固井水泥漿體系及其制備方法，解決了現有技術中的水泥漿體系不適用于超高溫與超大溫差同時存在的地熱井固井的問題。本發明包括干灰、油井水泥用降失水劑BFL?12L和高溫緩凝劑BRT?22L；其中，以重量百分計，油井水泥用降失水劑BFL?12L加入量為干灰的6％?8％；高溫緩凝劑BRT?22L加入量為干灰的5％?9％；干灰包括：油井G級水泥，占油井G級水泥質量50％?100％的高溫抗衰退劑BHS?70S，占油井G級水泥質量0％?5％的微硅，占油井G級水泥質量0.6％?1.0％的抗高溫穩定劑BCS?400S。本發明水泥漿體系220℃稠化時間200min?400min可調，72h內起頂部起強度，滿足地熱井固井中超高溫與超大溫差同時存在的需求；并且還能有效保證在200℃以上的抗壓強度，防止水泥石強度的衰退。

技術領域

本發明涉及水泥領域，具體涉及一種地熱井固井水泥漿體系及其制備方法。

背景技術

我國是地熱資源相對豐富的國家，地熱資源總量約占全球的7.9％，可采儲量相當于4626.5億噸標準煤，我國西部地區熱地資源絕大部分以高溫地熱形式存在(高于150℃的蒸汽)，地熱資源不僅能提供清潔能源而且還是一種可供提取溴、碘、硼砂、鉀鹽、銨鹽等工業原料的熱鹵水資源和天然肥水資源。在環境壓力巨大及推動新能源發展的今天，地熱資源將會得到充分的利用。

地熱井固井與超高溫油氣井固井類似，水泥漿在注替過程中要經歷井底超高溫，通常高于200℃，水泥石在井下一定的環空長度內長期經受150℃以上的高溫。地熱井固井與超高溫固井略有不同之處在于，油氣井超高溫固井大多數為尾管固井封固段不長溫差不大，而地熱井的高溫地熱資源均以高溫蒸汽形式存在于地下，固井時要求封固完整性水泥漿均返到井口，因而在地熱井固井中超高溫與超大溫差同時存在。

目前國外廠商在地熱井固井現場實際應用的水泥漿體系不多見，目前暫無180℃稠化時間達到200min以上返到井口，并且72h內起強度的水泥漿配方的報道。并且，現有水泥漿體系長期經受110℃以上的高溫，會出現較大幅度的強度衰退。之前研究表明加入占水泥比例的35％或以上的硅粉能防止此類衰退，但是現有研究及現場實際生產表明：硅粉已不能有效抵抗此類衰退，即便是加有35％及以上硅粉(石英砂)水泥石，在150℃以上的高溫條件下也會出現較大幅度的強度衰退，水泥石強度衰退后會出現環空帶壓、降低采收率等一系列問題，甚至導致該井報廢。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：現有技術中的水泥漿體系不適用于超高溫與超大溫差同時存在的地熱井固井的問題，目的在于提供一種地熱井固井水泥漿體系，通過配方的優化，不僅僅能有效達到220℃稠化時間200min以上，水泥漿頂部72h內起強度，滿足地熱井固井中超高溫與超大溫差同時存在的需求；并且還能有效保證在220℃以上的抗壓強度，防止抗壓強度的衰退。

本發明通過下述技術方案實現：

一種地熱井固井水泥漿體系，包括干灰、油井水泥用降失水劑BFL-12L和高溫緩凝劑BRT-22L；油井水泥用減阻劑BFR-31L的加入量為干灰的0％-2％。

其中，以重量百分計，油井水泥用降失水劑BFL-12L加入量為干灰的6％-8％；高溫緩凝劑BRT-22L加入量為干灰的5％-9％；

干灰包括：油井G級水泥，占油井G級水泥質量50％-100％的高溫抗衰退劑BHS-70S，占油井G級水泥質量0％-5％的微硅，占油井G級水泥質量0.6％-1.0％的抗高溫穩定劑BCS-400S。

本發明中通過各個組成成分和配比的優化配合，能滿足220℃稠化時間可調，稠化時間可達到200min以上，無超緩凝，滿足施工工藝條件，保證井筒封固的完整性，滿足地熱井固井中超高溫與超大溫差同時存在的需求。