[發明專利]一種套中固套井用低摩阻彈韌性固井水泥漿

在審

• 申請號: 202111639759.0
• 申請日: 2021-12-29
• 公開（公告）號: CN114276059A
• 公開（公告）日: 2022-04-05
• 發明（設計）人: 袁發勇;豆瑞杰;蘇浩;郭勝來;張馳
• 申請（專利權）人: 中石化石油工程技術服務有限公司;中石化江漢石油工程有限公司;中石化江漢石油工程有限公司井下測試公司
• 主分類號: C04B28/00
• 分類號: C04B28/00;C09K8/467
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 朱宏偉

本發明涉及頁巖氣開發技術領域，具體涉及一種套中固套井用低摩阻彈韌性固井水泥漿，可解決套中固套井固井施工過程中水泥漿易漏失的問題，各組分及重量比如下：油井G級水泥100份，超細礦渣30～90份，超細粉煤灰30～90份，懸浮劑0.4～4份，降失水劑1～5份，彈韌性劑7～20份，膨脹劑1～4份，消泡劑1～4份，水100～200份。本發明的水泥漿具有低摩阻、低彈性模量、沉降穩定性好、失水量低、稠化曲線穩定等優良的綜合性能，可較好的適用于套中固套井的作業施工，保證施工安全和防止壓裂過程中水泥環應力失效。

技術領域

本發明涉及頁巖氣開發技術領域，具體涉及一種套中固套井用低摩阻彈韌性固井水泥漿。

背景技術

頁巖氣儲層具有低孔低滲、無自然產能等特點，其高效開發需要利用大規模水力壓裂形成人工裂縫提供滲流通道進行生產，但存在初次改造后產量遞減速率快、穩產期短的問題。需要采用在原始井眼中下入小套管，對小套管進行固井封固后，進行重復壓裂，來重新提高頁巖氣井產能。

在老頁巖氣井中下入小套管進行固井的技術，被稱作套中固套技術。由于老頁巖氣井中存在初次壓裂的原始裂縫，雖然采用封堵技術進行了適當的封堵，但是由于堵漏施工限制條件多，可采取的封堵手段有限，實際的堵漏效果不佳，地層的承壓能力有限，要求固井水泥漿的循環摩阻盡可能低才能提高固井施工的成功率。此外，由于后期需要對地層進行重復壓裂，為保證壓裂效果和防止頁巖氣生產過程中環空竄流，要求使用低彈性模量的彈韌性水泥漿體系。但是目前固井施工所使用的水泥漿體系(包括文獻中報道的低摩阻水泥漿體系)粘度普遍較高，且文獻中報道的低摩阻水泥漿多傾向于提高水泥漿的流動度，而流動度是水泥漿在低剪切速率條件下的流變性指標。正常固井施工時，水泥漿實際的剪切速率較高，對應于六速旋轉粘度計的轉數為200轉和300轉的讀數，因而開發出200轉和300轉的讀數較低的水泥漿才能更好的解決固井過程中水泥漿漏失的難題。但是由于水泥漿中存在較多的水泥顆粒等固相顆粒，較低的水泥漿粘度會導致水泥漿沉降穩定性變差，限制了低摩阻水泥漿體系的開發和應用。

發明內容

本發明的目的是提供一種套中固套井用低摩阻彈韌性固井水泥漿，以解決套中固套井固井施工過程中水泥漿易漏失的問題，并提高壓裂施工的安全性和防止頁巖氣生產過程中的環空竄流及環空帶壓的發生。

為了實現上述目的，本發明提供了一種套中固套井用低摩阻彈韌性固井水泥漿，各組分及重量比如下：

油井G級水泥：100份

超細礦渣：30～90份

超細粉煤灰：30～90份

懸浮劑：0.4～4份

降失水劑：1～5份

彈韌性劑：7～20份

膨脹劑：1～4份

消泡劑：1～4份

水：100～200份。

根據本發明，優選的，所述的超細礦渣為水淬高爐礦渣粉，比表面積大于700m²/kg。

根據本發明，優選的，所述的超細粉煤灰，比表面積大于1500m²/kg。

根據本發明，優選的，所述的懸浮劑為定優膠、硅藻土、氣相二氧化硅三者混合而成，三者的重量比：定優膠(0.1～1份)、硅藻土(30～40份)、氣相二氧化硅(30～40份)。

根據本發明，優選的，所述的降失水劑為丙烯酰胺類降失水劑、聚乙烯醇類降失水劑的一種或兩種混合。

根據本發明，優選的，所述的彈韌性劑為丁苯膠乳、苯丙膠乳的一種。

根據本發明，優選的，所述的膨脹劑為氧化鈣類膨脹劑、氧化鎂類膨脹劑的一種或兩種混合。