[發(fā)明專(zhuān)利]一種用于含水地層固井的抗水侵水泥漿及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210301740.3
• 申請(qǐng)日: 2022-03-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114516737B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-04-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃盛;周博;李早元;劉健;孫勁飛;蘇東華
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 西南石油大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C04B28/00
• 分類(lèi)號(hào): C04B28/00;C04B22/12;C04B24/16;C04B24/22;C04B24/26;C04B111/27
• 代理公司: 北京眾合誠(chéng)成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11246
• 代理人: 劉妮

本發(fā)明提供一種用于含水地層固井的抗水侵水泥漿，按質(zhì)量份計(jì)，包括：高抗硫酸鹽型G級(jí)油井水泥與外摻料共100份；所述G級(jí)油井水泥：外摻料＝100:0～40:60；聚合物降濾失劑0.5?5份；交聯(lián)劑0.5～2.5份；延時(shí)劑0.5?5份；緩凝劑0.5～4份；分散劑0.1?1.5份；消泡劑0.05?0.1份；水35～50份。本發(fā)明提供的水泥漿泵送性能好、成膠時(shí)間可控、耐溫可達(dá)150℃以上，施工工藝簡(jiǎn)單，可適用于老區(qū)調(diào)整井固井和含高壓水層的深井固井作業(yè)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于含水地層固井的抗水侵水泥漿及其制備方法。

背景技術(shù)

水泥漿候凝期間因自身膠凝失重和抗水侵能力弱導(dǎo)致的地層水侵入水泥基體，水泥環(huán)結(jié)構(gòu)破壞，是老區(qū)調(diào)整井和含高壓水層深井固井作業(yè)面臨的常見(jiàn)難題。水侵發(fā)生后，水泥環(huán)因結(jié)構(gòu)破壞會(huì)造成層間封隔能力下降，在水泥基體內(nèi)形成竄流通道，導(dǎo)致油、氣、水沿通道發(fā)生層間互竄，或者環(huán)空竄流。提高水泥漿抗水侵能力是老區(qū)調(diào)整井和含高壓水層固井亟待解決的關(guān)鍵問(wèn)題。目前，學(xué)者和工業(yè)界研究人員雖針對(duì)水竄問(wèn)題開(kāi)展了部分研究，也取得了一定成果，但由于受防水竄機(jī)理、防水竄材料及防水竄評(píng)價(jià)方法等的限制，水竄問(wèn)題仍是普遍面臨的技術(shù)難題。

目前現(xiàn)有技術(shù)當(dāng)中，提高水泥漿抗水侵能力的途徑主要是兩大類(lèi)：一是采用無(wú)機(jī)材料提高水泥漿觸變性，改善水泥漿凝結(jié)速度，讓水泥具備早強(qiáng)速凝特征，縮短水侵發(fā)生的持續(xù)時(shí)間；二是采用大分子聚合物類(lèi)材料，通過(guò)分子鏈上帶有的羥基與不同分子鏈以及拌合水分子之間形成氫鍵，相互纏聯(lián)形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，將水泥顆粒包裹起來(lái)，提高抗水侵能力。但上述方法還存在一定不足：無(wú)機(jī)類(lèi)材料的加入會(huì)導(dǎo)致漿體觸變性增強(qiáng)，注水泥作用中途若短暫停泵后再繼續(xù)作業(yè)，會(huì)導(dǎo)致泵壓增大，存在壓漏地層風(fēng)險(xiǎn)。部分無(wú)機(jī)材料雖然能提高早期強(qiáng)度，但會(huì)導(dǎo)致后期強(qiáng)度衰退。聚合物類(lèi)抗水侵劑能顯著改善水泥漿抗水侵能力，但水泥漿配漿后即形成絮凝結(jié)構(gòu)，具有較高的稠度，會(huì)導(dǎo)致泵送壓力高，尤其對(duì)于易漏失地層，易導(dǎo)致注替過(guò)程中井漏的發(fā)生。因此開(kāi)發(fā)一種適用于含水地層固井的抗水侵水泥漿，具備在配漿和注替過(guò)程中漿體維持正常水泥漿稠度，候凝過(guò)程中能迅速形成膠凝結(jié)構(gòu)，抵抗地層水沖刷和竄流的能力具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種適用于含水地層固井的抗水侵水泥漿。本發(fā)明提供的水泥漿泵送性能好、成膠時(shí)間可控、耐溫可達(dá)150℃以上，施工工藝簡(jiǎn)單，可適用于老區(qū)調(diào)整井固井和含高壓水層的深井固井作業(yè)。

本發(fā)明的另一目的在于提供該抗水侵水泥漿的制備方法，該制備方法操作簡(jiǎn)便，對(duì)于油氣井固井作業(yè)具有廣泛的實(shí)用性。

一種用于含水地層固井的抗水侵水泥漿，質(zhì)量份計(jì)，包括：

高抗硫酸鹽型G級(jí)油井水泥與外摻料共100份；所述G級(jí)油井水泥：外摻料＝100:0～40:60；

聚合物降濾失劑0.5-5份；

交聯(lián)劑0.5～2.5份；

延時(shí)劑0.5-5份；

緩凝劑0.5～4份；

分散劑0.1-1.5份；

消泡劑0.05-0.1份；

水35～50份。

進(jìn)一步地，如上所述的用于含水地層固井的抗水侵水泥漿，所述外摻料為石英砂、微硅粉、重晶石、磁鐵礦粉、粉煤灰中的一種或多種的混合物。

進(jìn)一步地，如上所述的用于含水地層固井的抗水侵水泥漿，所述聚合物降濾失劑為含酰胺基團(tuán)的聚合物。

進(jìn)一步地，如上所述的用于含水地層固井的抗水侵水泥漿，所述含丙烯酰胺基團(tuán)的聚合物為丙烯酰胺與2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、苯乙烯磺酸鈉的分子量100萬(wàn)～300萬(wàn)的三元共聚物；或