固井水泥浆制造技术

本发明专利技术涉及一种固井水泥浆，属于石油与天然气固井技术领域。本发明专利技术提供了一种固井水泥浆，包括以下重量份的组分：油井水泥115‑135份、EVA 2‑15份、蛭石3‑20份、珍珠岩3.5‑25份、微硅3‑10份、纤维0.2‑0.5份、降失水剂1‑1.5份、分散剂0.3‑1.2份和水65‑115份。本发明专利技术的固井水泥浆具有较低的密度和良好的塑性，该固井水泥浆的密度在1.45‑1.55g/cm

【技术实现步骤摘要】
固井水泥浆
本专利技术涉及一种固井水泥浆，属于石油与天然气固井

技术介绍
随着油气资源勘探领域的发展，越来越多的复杂地层被发现，复杂地层油气资源丰富但勘探程度较低。因此，复杂地层的油气勘探开发日益受到重视，而复杂地层对开采、注水泥技术要求也较高，尤其是裂缝型、压力系数低的易漏易塌地层，采用常规密度水泥浆和常规塑性水泥浆体系固井，很容易造成地层薄弱层位漏失，造成储层伤害，固井质量不合格，导致固井失败。为了尽可能最大限度地勘探开发出低压、易漏地层的丰富油气资源，注水泥固井技术成为开发油气资源的核心，提高深井复杂井的固井质量，在油田开采中具有极其重要的意义。复杂地层固井面临诸多挑战，给固井施工带来极大的困难，例如，复杂地层区块多、储层物性差、裂缝发育及非均质性强等，固井时高密度水泥浆极易漏入地层，造成水泥低返，无法达到封固环空高度要求，不能有效分隔油气水层，密封质量差，同时易污染储层，直接影响油气田的产能及合理开发，并将对后期储层改造带来一系列问题，如压裂难度增大、渗流通道改变等。复杂地层尤其是低压易漏地层油气资源勘探对固井水泥浆性能提出了更高的要求，例如，水泥浆密度低，使其低于地层破裂压力梯度；抗压强度高，低温下能快速凝固，并形成一定的早期抗压强度，减小水泥石的渗透率；塑性高，提高水泥石韧性，增强水泥石井下承受围压的能力；水泥石收缩率小，水泥石与地层的密封性和胶结性好；水泥浆失水量小；水泥浆流动性好，泵注负荷小等。为解决上述问题，需要提供一种固井水泥浆，该固井水泥浆具有较低的密度和良好的塑性，以满足低压裂缝型、易漏易塌复杂地层的固井作业要求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种固井水泥浆，该固井水泥浆具有较低的密度和良好的塑性。本专利技术的技术方案如下：一种固井水泥浆，包括以下重量份的组分：油井水泥115-135份、EVA2-15份、蛭石3-20份、珍珠岩3.5-25份、微硅3-10份、纤维0.2-0.5份、降失水剂1-1.5份、分散剂0.3-1.2份和水65-115份。本专利技术的固井水泥浆具有较低的密度和良好的塑性，该固井水泥浆的密度在1.45-1.55g/cm3范围内可调，EVA、蛭石和纤维的加入使得固井水泥浆可增强水泥环的韧性和抗冲击能力，提高低压易漏地层的固井质量。该固井水泥浆的原料易得、成本低，现场施工混拌时，简单易操作，不闪凝，不憋泵。本专利技术通过在油井水泥中有针对性地加入EVA、蛭石、珍珠岩、微硅和纤维，使得这些组分在形成水泥浆、成为水泥石时，互相之间可形成紧密颗粒堆积体系，使水泥石具有低密度、高塑性强度和低渗透率的特点。本专利技术的固井水泥浆是一种具有低密度、高强度、高塑性、低失水量、沉降稳定性好，且稠化时间以及抗压强度的变化也满足现场固井施工要求的低密度塑性水泥浆。该低密度塑性水泥浆适用于低压易漏地层固井作业，有助于缩短固井作业时间并降低成本。优选地，所述油井水泥为G级油井水泥、A级油井水泥、C级油井水泥中的至少一种。G级油井水泥、A级油井水泥或C级油井水泥与EVA、蛭石、珍珠岩、微硅、纤维、降失水剂和分散剂等具有较好的配伍性，使固井水泥浆体系稳定，在特定温度和压力下的稠化时间以及在特定温度、压力和养护龄期下的抗压强度等性能满足固井的要求。优选地，所述油井水泥包括15-35重量份的粒径为4-10μm的油井超细水泥和100重量份的粒径为10-48μm的普通油井水泥。应当理解的是，若油井超细水泥的粒径为10μm，此时，粒径为10-48μm的普通油井水泥的粒径大于10μm。油井超细水泥比表面积大，可使得固井水泥浆通过窄缝的能力强，进一步提高其封堵效果。优选地，所述EVA中醋酸乙烯的含量为18wt％-32wt％，所述EVA的粒径为20-70μm。EVA为一种乙烯-醋酸乙烯共聚物，醋酸乙烯的含量为18wt％-32wt％指的是，乙烯-醋酸乙烯共聚物中醋酸乙烯单体对应的结构单元在乙烯-醋酸乙烯共聚物中的含量为18wt％-32wt％。含量为18wt％-32wt％的醋酸乙烯降低了结晶度，使得EVA具有较好的粘结强度和柔软性、抗冲击性，填料相容性和热密封性能，化学稳定性良好，有利于获得高强度、低弹性模量的韧性水泥石，如果醋酸乙烯的含量小于18wt％，水泥石抗折强度较低，韧性不足，如果醋酸乙烯的含量大于32wt％，水泥石(抗压)强度降低，不能满足固井要求。粒径为20-70μm的EVA可与其它原料形成紧密颗粒堆积体系，使水泥石具有低密度、高塑性强度和低渗透率的特点。优选地，所述蛭石的吸水率为18％-25％。吸水率为18％-25％的蛭石有助于固井水泥浆保持悬浮稳定，且蛭石具膨胀特性，有利于防止微环隙的生成，可提高界面与层间胶结质量，进行防漏、堵漏。优选地，所述珍珠岩的膨胀倍数为6-25倍，所述珍珠岩的粒径为15-74μm。膨胀倍数为6-25倍的珍珠岩有利于降低浆体密度，使浆体密度调整范围广，适应地层压力低且易漏失井的固井。粒径为15-74μm的珍珠岩可与其它原料形成紧密颗粒堆积体系，使水泥石具有低密度、高塑性强度和低渗透率的特点。优选地，所述微硅的粒径为0.05-0.3μm，所述微硅的比表面积20-28m2/g。粒径为0.05-0.3μm的微硅与水泥反应活性高，有助于提高水泥石的抗压强度和胶结强度，降低水泥石的渗透率，降低水泥石强度衰退速率。优选地，所述纤维为聚丙烯纤维、聚丙烯腈纤维、聚乙烯醇纤维中的至少一种。聚丙烯纤维、聚丙烯腈纤维或聚乙烯醇纤维具有微观增强增韧的作用，有助于提高水泥石的抗压强度和抗拉强度。优选地，所述降失水剂为醛类缩合剂和/或酸类缩合剂。醛类缩合剂和/或酸类缩合剂对水泥水化影响副作用较小。优选地，所述分散剂为磺化甲醛-丙酮缩聚物。磺化甲醛-丙酮缩聚物对水泥水化影响副作用较小。附图说明图1为固井水泥浆的实施例10和对比例3的G级水泥原浆的水泥石的抗压强度柱状图；图2为固井水泥浆的实施例10得到的水泥石、对比例3得到的原浆水泥石、对比例4得到的常规漂珠低密度水泥石的抗压强度-应变曲线图。具体实施方式下面结合实施方式对本专利技术作进一步说明。本专利技术的固井水泥浆中，包括以下重量份的组分：油井水泥120-135份、EVA8-15份、蛭石14-16份、珍珠岩6-20份、微硅4-8份、纤维0.25-0.5份、降失水剂1.15-1.5份、分散剂0.35-1.0份和水65-110份。通过合理调整和优化各组分的用量，使得固井水泥浆具有较低的密度和较优的塑性。本专利技术的固井水泥浆中，油井超细水泥可以是G级油井水泥、A级油井水泥、C级油井水泥中的至少一种。本专利技术的固井水泥浆中，EVA的软化温度为75℃。EVA的密度为0.65-0.75g/cm3。EVA的熔点为90-95℃。本专利技术的固井水泥浆中，蛭石的密度为1.01-1.17g/cm3。蛭石的抗压强度100-160MPa。本专利技术的固井水泥浆中，珍珠岩的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种固井水泥浆，其特征在于，包括以下重量份的组分：/n油井水泥115-135份、EVA 2-15份、蛭石3-20份、珍珠岩3.5-25份、微硅3-10份、纤维0.2-0.5份、降失水剂1-1.5份、分散剂0.3-1.2份和水65-115份。/n

【技术特征摘要】
1.一种固井水泥浆，其特征在于，包括以下重量份的组分：
油井水泥115-135份、EVA2-15份、蛭石3-20份、珍珠岩3.5-25份、微硅3-10份、纤维0.2-0.5份、降失水剂1-1.5份、分散剂0.3-1.2份和水65-115份。


2.根据权利要求1所述的固井水泥浆，其特征在于，所述油井水泥为G级油井水泥、A级油井水泥、C级油井水泥中的至少一种。


3.根据权利要求1所述的固井水泥浆，其特征在于，所述油井水泥包括15-35重量份的粒径为4-10μm的油井超细水泥和100重量份的粒径为10-48μm的普通油井水泥。


4.根据权利要求1所述的固井水泥浆，其特征在于，所述EVA中醋酸乙烯的含量为18wt％-32wt％，所述EVA的粒径为20-70μm。
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【专利技术属性】
技术研发人员：王翔，陈晓华，张辉，王成文，王星星，牛似成，王迁伟，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司华北油气分公司，
类型：发明
国别省市：河南;41