[發明專利]抗高溫防氣竄水泥體系及其制備方法

在審

• 申請號: 201810472485.2
• 申請日: 2018-05-17
• 公開（公告）號: CN108516756A
• 公開（公告）日: 2018-09-11
• 發明（設計）人: 羅發強;馬新中;易浩;赫英狀;賈曉斌;周偉;王永洪;楊蘭田;張俊;路飛飛;李斐;牛曉;彭明旺;劉曉民;王軻
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司
• 主分類號: C04B28/02
• 分類號: C04B28/02;C09K8/467;C09K8/493;C09K8/48
• 代理公司: 北京市浩天知識產權代理事務所(普通合伙) 11276
• 代理人: 劉云貴

本發明涉及石油鉆井工程領域，尤其涉及一種抗高溫防氣竄水泥體系及其制備方法。本發明抗高溫防氣竄水泥體系，按重量份數計，包括：水泥100份、復合硅粉60份、無機增韌纖維1?1.5份、降失水劑1.5?3份、分散劑0.3?0.7份、膠乳防竄劑6?10份、膠乳穩定劑1?1.2份、納米液硅6?10份、高溫緩凝劑2.5?8份、消泡劑1?1.5份和水65?90份。所述抗高溫防氣竄水泥體系制備方法，包括如下步驟：(1)將水泥、硅粉、無機增韌纖維按配比混合均勻；(2)將降失水劑、分散劑、膠乳防竄劑、膠乳穩定劑、納米液硅、高溫緩凝劑、消泡劑和水按配比混合均勻；(3)將步驟(1)的混合物緩慢倒入步驟(2)的混合物中，并用攪拌機快速攪拌。

技術領域

本發明涉及石油鉆井工程領域，尤其涉及一種抗高溫防氣竄水泥體系及其制備方法。

背景技術

隨著西部地區油氣勘探的深入，深井、超深井越來越多，深井固井面臨水泥漿抗高溫穩定性性能要求高、水泥漿防氣竄難度大等問題，注水泥施工和實現油氣井長期穩定生產是固井作業的關鍵。

固井水泥漿體系及配套工藝技術措施則是防止固井后發生環空氣竄，維持油氣井長期穩定生產的關鍵。環空竄流是困擾固井作業多年的難題，其成因主要有三種：一是界面膠結不良造成的，主要原因是由于泥餅的存在，導致水泥環界面與地層膠結不良；二是水泥漿失重造成環空竄流；三是水泥環微裂縫-微環隙造成環空竄流，微環隙是由于水泥環不能很好與套管膠結造成的。

針對上述問題，國內外針對固井后環空氣竄機理、預測方法及防氣竄固井技術方法均進行了大量的研究工作，也取得了許多切實可行的研究成果；但對于超深井高溫防氣竄固井技術難題還沒有得到有效地解決，如塔中順南地區固井目前存在超高溫、高壓、防氣竄困難等固井技術難題，也是塔中順南區塊油氣勘探開發急需解決的瓶頸技術難題。

國內油田使用的油井水泥基本上都是硅酸鹽水泥，硅酸鹽水泥石強度都有臨界溫度，當達到臨界溫度以上時，水泥石強度會發生強度衰退，并且隨著養護條件的不同而發生明顯變化。

發明內容

針對塔河油田碳酸鹽巖油藏埋藏深、地層壓力高，導致水泥漿抗高溫穩定性性能要求高、水泥漿防氣竄難度大等問題，本發明提供了一種抗高溫防氣竄水泥體系及其制備方法。具體如下：

一方面，本發明提供了一種抗高溫防氣竄水泥體系，按重量份數計，包括：水泥100份、復合硅粉60份、無機增韌纖維1-1.5份、降失水劑1.5-3 份、分散劑0.3-0.7份、膠乳防竄劑6-10份、膠乳穩定劑1-1.2份、納米液硅 6-10份、高溫緩凝劑2.5-8份、消泡劑1-1.5份和水65-90份。

上述的抗高溫防氣竄水泥體系，按重量份數計，包括：水泥100份、復合硅粉60份、無機增韌纖維1份、降失水劑2份、分散劑0.5份、膠乳防竄劑10份、膠乳穩定劑1份、納米液硅10份、高溫緩凝劑2.8份、消泡劑1.2 份和水65份。

上述的抗高溫防氣竄水泥體系，按重量份數計，包括加重材料40-210份。

上述的抗高溫防氣竄水泥體系，所述水泥主要由硅酸三鈣、硅酸二鈣、鋁酸三鈣和鐵鋁酸四鈣組成，粒徑為20-60μm。

上述的抗高溫防氣竄水泥體系，所述復合硅粉由粒徑為80目和180目的硅粉按照3：7的比例混合獲得。

上述的抗高溫防氣竄水泥體系，所述無機增韌纖維的直徑為10-100μm。

上述的抗高溫防氣竄水泥體系，所述降失水劑為AMPS多元共聚物。

上述的抗高溫防氣竄水泥體系，所述分散劑為磺化酮醛縮聚物。

上述的抗高溫防氣竄水泥體系，所述乳膠防竄劑為丁苯膠乳。