耐350℃高温不衰退稠油热采水泥浆制造技术

技术编号:35334193 阅读:53 留言:0更新日期:2022-10-26 11:53
本发明专利技术涉及油井水泥技术领域,具体涉及一种耐350℃高温不衰退稠油热采水泥浆。本发明专利技术的水泥浆包括水泥、添加剂和配浆用水,以100重量份的所述水泥为基准,所述添加剂包括:降失水剂0.5~3重量份,热稳定剂15~40重量份,硅粉20~50重量份,膨胀剂1~5重量份,消泡剂0.1~2重量份,缓凝剂0.1~3重量份,密度调节剂0~25重量份。本发明专利技术的水泥浆能够耐350℃高温不衰退,可用于油田固井注水泥领域的油井水泥浆,尤其适合用作稠油热采井固井注水泥。合用作稠油热采井固井注水泥。

【技术实现步骤摘要】
耐350

高温不衰退稠油热采水泥浆


[0001]本专利技术涉及油井水泥
,具体涉及一种耐350℃高温不衰退稠油热采水泥浆

技术介绍

[0002]在油气井作业中水泥浆主要目的是充填在套管与井壁界面之间的环空中。起到的作用主要包括两方面:一是支撑和保护套管;二是层间封隔,水泥浆在井下环隙中硬化后形成不渗透水泥环,可以有效的起到层间封隔作用,阻止不同层位的流体之间互窜。
[0003]稠油是指地层条件下,黏度大于50毫帕
·
秒,或在油层温度下脱气原油黏度为l000~10 000毫帕
·
秒的高黏度重质原油。稠油热采井在开采使用寿命周期范围内需要进行多轮次蒸汽吞吐作业,通过注入300℃以上甚至350℃高温高压蒸汽加热,降低稠油粘度,提高油气采收率。
[0004]稠油热采井在开采过程中需要进行多轮次高温高压蒸汽吞吐作业。稠油热采井经过多轮次高温高压蒸汽吞吐后,易造成水泥环应力破坏以及一、二界面胶结性能变差。固井质量变差会引起套管承载能力的下降,当水泥环部分出现缺陷时,套管会受到非均匀挤压载荷作用,水泥环完整性受到破坏,造成环空窜流、井口带压、井口抬升现象,大大降低油气井使用寿命。
[0005]常规稠油热采水泥浆体系通过掺加25

40%的硅砂作为防止高温衰退的材料。加入硅砂在常规密度体系中可以起到一定的防止水泥石高温衰退的性能,但会造成水泥石早期强度发展缓慢的问题。并且,在低密度稠油热采水泥浆体系中加入大量硅砂会造成水泥浆悬浮稳定性变差,水泥石早期强度发展缓慢的问题。也有将用于稠油热采井开发使用的低密度水泥浆作为填充浆使用,但一定开采周期后基本都会出现水泥石强度严重衰退,水泥环完整性受到破坏,造成环空窜流、井口带压、井口抬升现象等固井质量问题。

技术实现思路

[0006]鉴于上述问题,提出了本专利技术以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的耐350℃高温不衰退稠油热采水泥浆。
[0007]具体来说,本专利技术是通过如下技术方案实现的:一种水泥浆,包括水泥、添加剂和配浆用水,其中,以100重量份的所述水泥为基准,所述添加剂包括:降失水剂0.5~3重量份,热稳定剂15~40重量份,硅粉20~50重量份,膨胀剂1~5重量份,消泡剂0.1~2重量份,缓凝剂0.1~3重量份,密度调节剂0~25重量份。
[0008]可选地,以100重量份的所述水泥为基准,所述添加剂包括:降失水剂1~3重量份,热稳定剂15~35重量份,硅粉25~50重量份,膨胀剂1~5重量份,消泡剂0.1~2重量份,缓凝剂0.1~3重量份,密度调节剂5~25重量份。
[0009]可选地,所述水泥浆的密度是1.40g/cm3~1.70g/cm3。
[0010]可选地,以100重量份的所述水泥为基准,所述添加剂包括:降失水剂0.5~2重量
份,热稳定剂12.5~30重量份,硅粉20~40重量份,膨胀剂1~3重量份,消泡剂0.1~2重量份,缓凝剂0.1~3重量份。
[0011]可选地,所述水泥浆的密度是1.80g/cm3~2.00g/cm3。
[0012]可选地,所述降失水剂是丙烯酰胺

丙烯酸钠共聚物、丙烯酰胺与丙烯酰胺
‑2‑
甲基丙磺酸钠的共聚物、聚乙烯醇中的任意一种或多种。
[0013]可选地,所述热稳定剂是微米级或纳米级无定型二氧化硅、粉煤灰、煅烧偏高岭土中的任意一种或多种。
[0014]可选地,所述硅粉是70目二氧化硅、100目二氧化硅、200目二氧化硅、300目二氧化硅、800目二氧化硅中的任意一种或多种。
[0015]可选地,所述膨胀剂是无水石膏、半水石膏、二水石膏、重质氧化镁、轻质氧化镁中的任意一种或多种。
[0016]可选地,所述消泡剂是有机硅类、聚醚类、聚醚改性有机硅类、磷酸酯类中的任意一种或多种。
[0017]可选地,所述缓凝剂是丙烯酰胺
‑2‑
甲基丙磺酸钠与丙烯酸的共聚物、EDTA、EDTMPS、柠檬酸中的任意一种。
[0018]可选地,所述密度调节剂是硅酸盐空心人造玻璃微珠、氮化硅空心陶瓷微珠、天然空心微珠、珍珠岩空心微珠中的任意一种或多种。
[0019]有上述技术方案可知,本专利技术提供的水泥浆至少具有如下有益效果:(1)本专利技术的水泥浆的配方组成简单,现场易操作,稠化时间可调,水泥石早期强度发展快,早期强度高,有利于保障固井工程性能。
[0020](2)本专利技术的水泥浆根据实际需要可以制成低密度水泥浆或常规密度水泥浆,均具有良好的耐350℃高温高压不衰退性能,在稠油热采井多轮次蒸汽吞吐作业工程中能够很好的降低热震效应对水泥环造成的伤害。一定开采周期后水泥环完整性良好,避免出现环空带压、井口抬升等一系列不良现象,大大延长稠油热采井开采周期,提高油气采收率。
具体实施方式
[0021]为了充分了解本专利技术的目的、特征及功效,通过下述具体实施方式,对本专利技术作详细说明。本专利技术的工艺方法除下述内容外,其余均采用本领域的常规方法或装置。下述名词术语除非另有说明,否则均具有本领域技术人员通常理解的含义。
[0022]当前,稠油热采井在注高温高压蒸汽开采过程中水泥环发生强度衰退,水泥环完整性遭到破坏,出现井口抬升、环空带压现象而造成稠油热采井使用寿命大大缩短,油气采收率降低,针对这些问题,本专利技术的专利技术人对油井水泥浆的组成进行了深入研究,从而创造性的提出了一种耐350℃高温不衰退稠油热采水泥浆,可用于油田固井注水泥领域的油井水泥浆,尤其适用于稠油热采井固井注水泥。
[0023]本专利技术的水泥浆包括水泥、添加剂和配浆用水,其中,以100重量份的水泥为基准,添加剂包括:降失水剂0.5~3重量份,热稳定剂15~40重量份,硅粉20~50重量份,膨胀剂1~5重量份,消泡剂0.1~2重量份,缓凝剂0.1~3重量份,密度调节剂0~25重量份。
[0024]在本专利技术中,水泥可以是用于制备油井水泥浆的任何水泥,优选地,水泥是特种油井专用水泥,例如G级高抗硫酸盐油井水泥(API推荐标准)。
[0025]在本专利技术中,配浆用水可以是用于制备油井水泥浆的任何配浆用水,例如,淡水、自来水或地热水等。配浆用水的量可以根据配制水泥浆密度而调节。
[0026]本专利技术的水泥浆可以是低密度水泥浆和常规密度水泥浆。
[0027]在一种优选的实施方案中,本专利技术提供了一种密度是1.40g/cm3~1.70g/cm3的低密度水泥浆,可以通过调节密度调节剂加量以及配浆用水加量配制不同密度。
[0028]具体地,该水泥浆包括水泥、添加剂和配浆用水,其中,以100重量份的水泥为基准,添加剂包括:降失水剂1~3重量份,例如,1、2或3重量份;热稳定剂15~35重量份,例如,15、20、25、30或35重量份;硅粉25~50重量份,例如,25、30、35、40、45或50重量份;膨胀剂1~5重量份,例如,本文档来自技高网
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水泥浆,包括水泥、添加剂和配浆用水,其特征在于,以100重量份的所述水泥为基准,所述添加剂包括:降失水剂0.5~3重量份,热稳定剂15~40重量份,硅粉20~50重量份,膨胀剂1~5重量份,消泡剂0.1~2重量份,缓凝剂0.1~3重量份,密度调节剂0~25重量份。2.根据权利要求1所述的水泥浆,其特征在于,以100重量份的所述水泥为基准,所述添加剂包括:降失水剂1~3重量份,热稳定剂15~35重量份,硅粉25~50重量份,膨胀剂1~5重量份,消泡剂0.1~2重量份,缓凝剂0.1~3重量份,密度调节剂5~25重量份。3.根据权利要求2所述的水泥浆,其特征在于,所述水泥浆的密度是1.40g/cm3~1.70g/cm3。4.根据权利要求1所述的水泥浆,其特征在于,以100重量份的所述水泥为基准,所述添加剂包括:降失水剂0.5~2重量份,热稳定剂12.5~30重量份,硅粉20~40重量份,膨胀剂1~3重量份,消泡剂0.1~2重量份,缓凝剂0.1~3重量份。5.根据权利要求4所述的水泥浆,其特征在于,所述水泥浆的密度是1.80g/cm3~2.00g/cm3。6.根据权利要求1~5任一项所述的水泥浆,其特征在于,所述降失水剂是丙烯酰胺

【专利技术属性】
技术研发人员:耿国伟张敬涛王贺宁高宏震宋茂林李扬能许前富李克强
申请(专利权)人:天津中海油服化学有限公司
类型:发明
国别省市:

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