一种适用于页岩气固井的防气窜水泥浆体系及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种适用于页岩气固井的防气窜水泥浆体系，包括：G级油井水泥，淡水，加重剂或减轻剂，石英砂，G403油井水泥增韧剂，可再分散乳胶粉，稳定剂，G33S油井水泥降失水剂，GH‑9油井水泥缓凝剂，G401油井水泥膨胀剂，USZ油井水泥减阻剂，XP‑1消泡剂。本发明专利技术通过外掺料加重剂和减轻剂的调节来配制不同比重的弹性防窜水泥浆体系，可满足不同区块、不同地层的固井要求，很好的封固油气层。本发明专利技术所采用降失水剂、缓凝剂、膨胀剂、减阻剂具有非常强的适应能力，在不同的水泥浆体系中，具有良好的配伍性，使得水泥浆体系的综合性能优良。

An anti gas channeling cement slurry system suitable for shale gas well cementing and its preparation method

The invention discloses an anti gas channeling cement slurry system suitable for shale gas cementing, including G grade oil well cement, fresh water, aggravating agent or mitigant, quartz sand, G403 oil well cement toughening agent, redispersible emulsion powder, stabilizer, G33S oil well cement reducer, GH cement 9 oil well cement retarder, G401 oil well cement expansion Agent, USZ oil well cement drag reducer, XP 1 defoamer. The invention provides an elastic anti channeling cement slurry system with different proportions by the regulation of additive and mitigating agent, which can meet the cementing requirements of different blocks and different strata, and a good sealing oil gas reservoir. The water reducer, retarder, expansion agent, and drag reducing agent have very strong adaptability, and have good compatibility in different cement slurry systems, so that the comprehensive performance of the cement slurry system is excellent.

【技术实现步骤摘要】
一种适用于页岩气固井的防气窜水泥浆体系及其制备方法
本专利技术涉及石油钻井固井领域，特别涉及一种适用于页岩气固井的防气窜水泥浆体系及其制备方法。
技术介绍
页岩气是指蕴藏于页岩层的可供开采的非常规天然气，主要以吸附和游离状态存在于天然裂缝和孔隙中。页岩气发育具有广泛的地质意义，存在于几乎所有的盆地中，但是由于页岩气储集层渗透率低，开采难度较大，后期为了增加产量，一般都要大型分段压裂作业，对固井水泥石的性能要求较高。同时对于不同的地层，开采难度不尽相同，需要用不同比重、特性的水泥浆来封固地层。目前页岩气固井施工中所采用的水泥浆体系主要靠加入橡胶粉来提高水泥石的弹性，但橡胶粉本身与水泥浆相容性不好，会对水泥浆的稳定性造成影响。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术的目的是提供一种适用于页岩气固井的防气窜水泥浆体系及其制备方法。为了实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：一种适用于页岩气固井的防气窜水泥浆体系，包括以下重量份计的原料：G级油井水泥100份，淡水46～75份，加重剂0～90份或减轻剂0～25份，石英砂0～30份，G403油井水泥增韧剂0.5～1.5份，可再分散乳胶粉0～4份，稳定剂2～15份，G33S油井水泥降失水剂2.5～5.0份，GH-9油井水泥缓凝剂0～2.5份，G401油井水泥膨胀剂1.0～3.0份，USZ油井水泥减阻剂0～0.8份，XP-1消泡剂0.2～0.4份。所述的加重剂为铁矿粉，粒径为250～1200目；所述的减轻剂为玻璃微珠，粒径为200～300目，玻璃微珠的承压能力不低于6000psi；所述的石英砂，粒径为160～200目；所述的稳定剂为活性微硅粉，粒径为160～300目。所述的可再分散乳胶粉是购自广州原野实业有限公司，型号为：DY5020。一种适用于页岩气固井的防气窜水泥浆体系的制备方法，包括以下步骤：①称取G级油井水泥、加重剂或减轻剂、石英砂、G403油井水泥增韧剂、可再分散乳胶粉、稳定剂、G33S油井水泥降失水剂、G401油井水泥膨胀剂、USZ油井水泥减阻剂，混拌均匀备用；②将淡水、GH-9油井水泥缓凝剂，XP-1消泡剂投入储存罐中泵循环2h混合均匀备用；③将步骤①和②的混合料通过固井设备搅拌混合均匀即可。本专利技术的有益效果：1、本专利技术通过外掺料加重剂和减轻剂的调节来配制不同比重的弹性防窜水泥浆体系(密度1.40g/cm3～2.40g/cm3)，可满足不同区块、不同地层的固井要求，很好的封固油气层。本专利技术所采用降失水剂、缓凝剂、膨胀剂、减阻剂具有非常强的适应能力，在不同的水泥浆体系中，具有良好的配伍性，使得水泥浆体系的综合性能优良。2、本专利技术制备的水泥浆，进一步采用可再分散乳胶粉作为弹性材料，与水具有良好的互溶性，加入到水泥浆中，能够大幅提高水泥石的弹韧性，降低水泥石的弹性模量，提高水泥石的形变能力，以抵抗后期分段压裂带来的冲击载荷，为后期酸化压裂，射孔完井提供保障。3、本专利技术制备的水泥浆体系，具有较好的流动性，利于施工现场的配浆和泵送；良好的控制失水的能力，可以有效的保护地下油气层免受污染；稠化时间线性关系良好，水泥石强度发育快，24h强度可达到14MPa以上，能够有效防气窜，提高固井质量。具体实施方式以下结合实施例对本专利技术的具体实施方式作进一步详细说明。本专利技术所用的原料如下：加重剂为铁矿粉，粒径为250～1200目。减轻剂为玻璃微珠，粒径为200～300目，玻璃微珠的承压能力不低于6000psi。石英砂粒径为160～200目。稳定剂为活性微硅粉，粒径为160～300目。可再分散乳胶粉购自广州原野实业有限公司，型号为：DY5020，在水中有良好的分散性，不影响水泥浆体的稳定性，在水泥浆中起到降低水泥石弹性模量的作用。G403油井水泥增韧剂、G33S油井水泥降失水剂、GH-9油井水泥缓凝剂、G401油井水泥膨胀剂、USZ油井水泥减阻剂，XP-1消泡剂均为卫辉市化工有限公司的产品。实施例1一种适用于页岩气固井的防气窜水泥浆体系，包括以下重量份计的原料：G级油井水泥100份，淡水73份，减轻剂25份，G403油井水泥增韧剂0.5份，稳定剂12份，G33S油井水泥降失水剂2.5份，GH-9油井水泥缓凝剂1.4份，G401油井水泥膨胀剂2.5份，USZ油井水泥减阻剂0.3份，XP-1消泡剂0.2份。所述的适用于页岩气固井的防气窜水泥浆体系的制备方法，包括以下步骤：①称取G级油井水泥、减轻剂、G403油井水泥增韧剂、稳定剂、G33S油井水泥降失水剂、G401油井水泥膨胀剂、USZ油井水泥减阻剂，混拌均匀备用；②将淡水、GH-9油井水泥缓凝剂，XP-1消泡剂投入储存罐中泵循环2h混合均匀备用；③将步骤①和②的混合料通过固井设备搅拌混合均匀即可。实施例2一种适用于页岩气固井的防气窜水泥浆体系，包括以下重量份计的原料：G级水泥100份，淡水75份，减轻剂22份，G403油井水泥增韧剂0.5份，稳定剂10份，G33S油井水泥降失水剂2.5份，GH-9油井水泥缓凝剂1.5份，G401油井水泥膨胀剂2.5份，USZ油井水泥减阻剂0.3份，XP-1消泡剂0.2份。所述的适用于页岩气固井的防气窜水泥浆体系的制备方法同实施例1。实施例3一种适用于页岩气固井的防气窜水泥浆体系，包括以下重量份计的原料：G级水泥100份，淡水64份，减轻剂15份，G403油井水泥增韧剂0.5份，稳定剂8份，G33S油井水泥降失水剂2.5份，GH-9油井水泥缓凝剂1.4份，G401油井水泥膨胀剂2.5份，USZ油井水泥减阻剂0.3份，XP-1消泡剂0.2份。所述的适用于页岩气固井的防气窜水泥浆体系的制备方法同实施例1。实施例4一种适用于页岩气固井的防气窜水泥浆体系，包括以下重量份计的原料：G级油井水泥100份，淡水46份，G403油井水泥增韧剂1.0份，可再分散乳胶粉2.5份，稳定剂3份，G33S油井水泥降失水剂2.5份，GH-9油井水泥缓凝剂0.8份，G401油井水泥膨胀剂1.0份，USZ油井水泥减阻剂0.3份，XP-1消泡剂0.2份。所述的适用于页岩气固井的防气窜水泥浆体系的制备方法同实施例1。实施例5一种适用于页岩气固井的防气窜水泥浆体系，包括以下重量份计的原料：G级油井水泥100份，淡水48份，加重剂30份，G403油井水泥增韧剂1.0份，可再分散乳胶粉3.0份，稳定剂8份，G33S油井水泥降失水剂3.5份，GH-9油井水泥缓凝剂0.6份，G401油井水泥膨胀剂2.0份，USZ油井水泥减阻剂0.3份，XP-1消泡剂0.2份。所述的适用于页岩气固井的防气窜水泥浆体系的制备方法同实施例1。实施例6一种适用于页岩气固井的防气窜水泥浆体系，包括以下重量份计的原料：G级油井水泥100份，淡水52份，加重剂55份，石英砂30份，G403油井水泥增韧剂0.8份，可再分散乳胶粉2.5份，稳定剂10份，G33S油井水泥降失水剂4.0份，GH-9油井水泥缓凝剂1.8份，G401油井水泥膨胀剂2.0份，USZ油井水泥减阻剂0.3份，XP-1消泡剂0.2份。所述的适用于页岩气固井的防气窜水泥浆体系的制备方法同实施例1。实施例7一种适用于页岩气固井的防气窜水泥浆体系，包括以下重量份计的原料：G级油井水泥100份，淡水54份，加重剂本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适用于页岩气固井的防气窜水泥浆体系，其特征在于，包括以下重量份计的原料：G级油井水泥100份，淡水46～75份，加重剂0～90份或减轻剂0～25份，石英砂0～30份，G403油井水泥增韧剂0.5～1.5份，可再分散乳胶粉0～4份，稳定剂2～15份，G33S油井水泥降失水剂2.5～5.0份，GH‑9油井水泥缓凝剂0～2.5份，G401油井水泥膨胀剂1.0～3.0份，USZ油井水泥减阻剂0～0.8份，XP‑1消泡剂0.2～0.4份。

【技术特征摘要】
1.一种适用于页岩气固井的防气窜水泥浆体系，其特征在于，包括以下重量份计的原料：G级油井水泥100份，淡水46～75份，加重剂0～90份或减轻剂0～25份，石英砂0～30份，G403油井水泥增韧剂0.5～1.5份，可再分散乳胶粉0～4份，稳定剂2～15份，G33S油井水泥降失水剂2.5～5.0份，GH-9油井水泥缓凝剂0～2.5份，G401油井水泥膨胀剂1.0～3.0份，USZ油井水泥减阻剂0～0.8份，XP-1消泡剂0.2～0.4份。2.根据权利要求1所述的适用于页岩气固井的防气窜水泥浆体系，其特征在于，所述的加重剂为铁矿粉，粒径为250～1200目；所述的减轻剂为玻璃微珠，粒径为200～300目，玻璃微珠的承压能力不低于6000psi；所...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵俊涛，卢甲晗，梁艳丽，吉万山，张卫平，罗梓荣，董俊杰，常少赟，张鹏，张珂，
申请(专利权)人：卫辉市化工有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41