[發明專利]一種抗高溫觸變水泥漿體系及其制備方法

有效

• 申請號: 201810521905.1
• 申請日: 2018-05-28
• 公開（公告）號: CN108658516B
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發明（設計）人: 步玉環;蔡壯;郭勝來;柳華杰
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: C04B28/00
• 分類號: C04B28/00;C09K8/493
• 代理公司: 濟南克雷姆專利代理事務所(普通合伙) 37279
• 代理人: 張祥明

本發明公開了一種抗高溫觸變防氣竄固井水泥漿體系，包括如下重量份數的組份：水泥100份；觸變劑1～4份；微硅8～13份；分散劑2～4份；緩凝劑2～3份；降失水劑2～3份；氫氧化鈉0.1～0.25份；消泡劑0.5～1份；180目硅砂30～35份；80目硅砂15～20份；水53～60份。本發明的水泥體系具有以下特點：(1)高溫條件下觸變性能良好且停機開啟后內部結構易于破壞；(2)具有良好的強度特性，滿足固井施工強度要求；(3)水泥漿稠化性能、流動性能、沉降穩定性能良好、具有直角稠化特性、失水量較小滿足現場施工要求；(4)節約作業時間與成本，為易漏失、易竄流地層固井提供技術支持。

技術領域

本發明開發一種耐高溫觸變防竄劑及包含它的抗高溫觸變防氣竄固井水泥漿體系，適用于高溫高壓產層固井作業，屬于油氣井固井材料領域。

背景技術

隨著現代化的發展，全球對于能源的需求日益增加，在石油可采、易采儲量不斷減少的情況下，油田勘探開發已向海洋、復雜地層、深井以及超深井方面發展。我國西部油田、南方海相等的油氣藏基本處于6000米左右的地層，井底溫度隨井深的增加迅速提高，給固井工程帶來了許多問題，由于深井目的層埋藏深，井深大多在3500米以上，而且壓力層系多，井身結構比較復雜，而這類儲層的開采在固井過程中一般具有以下難點：①井底溫度高。如順南地區下部地溫梯度一般在2.30-2.50之間，溫度范圍170℃-190℃，為高溫氣藏。而高溫易使功能外加劑失效并導致水泥石強度衰退，水泥漿流變性和穩定性發生改變，水泥漿黏度下降，氣竄阻力減小，易導致氣竄發生，防氣竄困難。②氣層壓力高，安全窗口窄，在鉆遇高壓氣層的井眼內，同時存在低壓易漏甚至縫洞型的嚴重漏失層，要壓穩高壓氣層，就有壓漏低壓層的危險，如川東北地區海相儲層多為碳酸鹽巖裂縫型氣藏，其中河壩1井在進入下三疊統飛仙關組飛三段后,多次發生井涌、井漏，不壓井時發生氣侵，壓井時又產生井漏，又如順南地區碳酸鹽巖氣藏多為裂縫溶洞型，水泥漿密度過高會導致縫洞型儲層嚴重漏失，如采用低密度水泥漿會出現井內液柱壓力低進而導致氣竄的發生，直接影響水泥石膠結強度，引起封固質量的下降，最終引起套管的損害。綜上，壓穩和防漏矛盾十分突出，因此，如何有效防止氣竄同時防止壓漏地層成為目前勘探開發中亟待解決的問題之一。

為了解決這一問題，國內外已經對此開展了大量的研究工作。目前國內外使用較多的抗高溫防氣竄水泥漿體系是膠乳和液硅，但液硅防氣竄水泥漿體系報道很少，國內主要在川東北使用膠乳防氣竄水泥漿體系固井施工較多，但井溫超過170℃膠乳防氣竄水泥漿體系使用案例微乎其微。而觸變水泥漿由于其良好的觸變性，易充滿漏失層，在泵送停止時其膠凝強度能很快發展，進而使氣竄阻力增大，防止氣竄的發生。同時也能夠有效解決漏失井段封堵效果差的問題，而越來越受到人們的關注。