[發明專利]一種鹽穴儲氣庫固井用韌性自愈合水泥漿及其制備方法

在審

• 申請號: 202211642257.8
• 申請日: 2022-12-20
• 公開（公告）號: CN115925341A
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 朱海金;鄒雙;敖康偉;侯薇;盧海川;鄒建龍;馮明慧;趙寶輝;張天意;熊鈺丹;李巖閣;董子越;謝飛燕;涂思琦
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣集團有限公司;中國石油集團海洋工程有限公司;天津中油渤星工程科技有限公司
• 主分類號: C04B28/00
• 分類號: C04B28/00
• 代理公司: 北京工信聯合知識產權代理有限公司 11266
• 代理人: 白曉晰

本申請公開了一種鹽穴儲氣庫固井用韌性自愈合水泥漿及其制備方法，鹽穴儲氣庫固井用韌性自愈合水泥漿包括以下組分：水泥100重量份、增韌劑4～6重量份、自愈合劑8～12重量份、降失水劑3～5重量份、緩凝劑0.05～0.2重量份、減阻劑1～2重量份、消泡劑0.1～0.2重量份、濃度為15％的鹽水30～50重量份。其中，降失水劑為具有抗鹽低溫早強特性的AMPS類聚合物。本申請提供的鹽穴儲氣庫固井用韌性自愈合水泥漿具有抗鹽性能好、低溫早強、控失水、流變及力學性能優、自愈合等特性，可確保鹽穴型儲氣庫長期高效穩定運行。

技術領域

本申請涉及油田固井水泥領域，尤其涉及一種鹽穴儲氣庫固井用韌性自愈合水泥漿及其制備方法。

背景技術

鹽穴儲氣庫能否長期高效運行的關鍵取決于鹽穴腔體及井筒的密封性能，固井質量對于保障井筒密封最為重要。

鹽穴型儲氣庫一般鹽層埋深較淺，地層溫度低，最高溫度為60℃，正常固井作業時井內最高溫度一般在50℃左右，冬季時更低。對于鹽水水泥漿體系來說，低溫下其穩定性差、失水量不易控制、抗壓強度發展緩慢，觸變性強，流變性不佳，使固井質量難以保證。同時，鹽穴儲氣庫注采氣量大，并且井筒處于注和采的交變應力狀態，在鹽穴儲氣庫的運行年限里，必須考慮交變應力，以保證儲氣庫安全運行至少30年的目標。因此為保證儲氣庫長期安全運行，必須保證水泥環強度的穩定性和長期密封性能。因此，需要研發抗鹽、低溫早強的韌性自愈合水泥漿，確保鹽穴型儲氣庫長期高效穩定運行。

發明內容

本申請提供一種鹽穴儲氣庫固井用韌性自愈合水泥漿及其制備方法，能夠確保鹽穴型儲氣庫長期高效穩定運行。

本申請采用了下列技術方案：

本申請提供了一種鹽穴儲氣庫固井用韌性自愈合水泥漿，包括以下組分：水泥100重量份、增韌劑4～6重量份、自愈合劑8～12重量份、降失水劑3～5重量份、緩凝劑0.05～0.2重量份、減阻劑1～2重量份、消泡劑0.1～0.2重量份、濃度為15％的鹽水30～50重量份。其中，降失水劑為具有抗鹽低溫早強特性的AMPS類聚合物。

進一步地，降失水劑由以下組分聚合得到：100重量份的2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、0.1～0.5重量份的交聯單體、1～3重量份的分子量調節劑、1～3重量份的醇類單體、8～10重量份的酰胺類單體、0.5～1.0重量份的羧酸類單體以及300～400重量份的水。其中，交聯單體與分子量調節劑用于控制降失水劑的交聯結構及分子量分布，綜合提高降失水劑在使用降失水劑配制而成的含鹽水泥漿中的控失水能力。醇類單體用于促進含鹽水泥漿在低溫條件下的強度發展。

進一步地，水泥包括G級油井水泥。

進一步地，緩凝劑包括膦酸鹽。

進一步地，減阻劑包括聚萘磺酸鹽。

進一步地，消泡劑包括磷酸三丁酯和/或二甲基硅油。

進一步地，增韌劑由以下組分制備得到：20～60重量份的晶須材料、5～10重量份的表面活性劑、5～10重量份的硅烷偶聯劑、1～5重量份的消泡劑、10～25重量份的穩定劑、100重量份的水、250～1000重量份的無水乙醇。

進一步地，自愈合劑具有核殼結構。自愈合劑中核結構的組分比例為：苯乙烯系基單體、乙烯基聚合物交聯劑、引發劑的質量比為100：20～40：2～6。自愈合劑中殼結構的組分比例為：苯乙烯系基單體、丙烯酸酯、乙烯基聚合物交聯劑、引發劑的質量比為100：30～70：5～10：2～8。

本申請還提供了一種上述鹽穴儲氣庫固井用韌性自愈合水泥漿的制備方法，包括以下步驟：將水泥、增韌劑、自愈合劑、降失水劑、緩凝劑、減阻劑、消泡劑、濃度為15％的鹽水混合均勻，得到鹽穴儲氣庫固井用韌性自愈合水泥漿。