一种油田油气井固井用微沫剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种油田油气井固井用微沫剂，由重量比1∶25～35的微沫剂半成品与硅酸盐粘土矿物配成，微沫剂半成品由以下重量份的组份配成：7～11份的松香粉、4～7份的硅酸盐皂化剂、0.7～1.3份的抗高温表面活性剂组合、1.0～3.0份的固井增强剂以及8～12份的水，其中硅酸盐粘土矿物为海泡石粘土或者锂基膨润土，硅酸盐皂化剂为硅酸钠或者硅酸钾，固井增强剂为三异丙醇胺或者三乙醇胺，抗高温表面活性剂组合为重量比1∶1的OP-10与SP-80，或者重量比1∶1的APG与SP-80；本发明专利技术还提供了所述微沫剂的制备方法，以此建立了泡沫细腻、稳定性好、配制工艺简单、整体性能好的新型超低密度微泡沫固井水泥浆体系。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于石油固井
，特别涉及。
技术介绍
泡沫固井水泥浆是一种超低密度固井水泥浆，能应用于封隔低压易漏地层、浅气层及长封固段井的固井作业。在固井工程中应用具有如下优点①低密度，最低密度可达到0. 72g/cm3 ；②有利于提高泥浆顶替效率，这是由于泡沫水泥浆有较高的粘度，有利于驱替不易流动的泥浆；③具有相对较高的抗压强度(相同密度条件下)；④由于具有可压缩性，因此可以补偿水泥浆胶凝失重，有利于防气窜和提高界面胶结强度；⑤在高温高压条件下，相对常规水泥石具有更好的韧性；⑥具有较低的渗透率和失水，适当的触变性能，能够适应复杂井的固井要求；⑦相对较低的作业成本，较常规低密度水泥浆成本降低三分之一左右。目前泡沫固井水泥浆的充气方法主要有两种方法(1)使用化学剂在固井水泥浆中起化学反应产生氮气，加入其它外加剂如稳泡剂等，形成一种均勻稳定的泡沫水泥。该方法的缺点是化学剂使用种类多，发气剂混配要求高，发气过程不好控制。(2)机械充气泡沫固井水泥浆。美国哈里伯顿公司一直致力于机械注氮泡沫水泥浆固井技术研究与完善工作，研制开发了相应的外加剂、计算机控制系统及配套现场施工工艺技术。泡沫水泥浆由净浆、氮气、稳泡剂及水泥浆处理剂组成。现场施工时，由水泥车用含有各种外加剂的混合水配制净浆，通过氮气泵向净浆中注入氮气形成泡沫水泥浆，注氮量的大小根据现场设计的水泥浆密度由计算机自动控制。该方法的主要缺点是设备复杂， 成本高，施工工艺繁杂。建筑业所用的普通松香热聚物加气剂直接加入固井水泥浆，存在的主要问题是 对水泥浆固化体抗压强度有明显的减低效应，泡沫尺寸大，稳定性不好，不利于泵送到油气井井下；抗高温性能差；液态产品现场配制泡沫水泥浆困难。由于油气田的长期开发，大部分油气层已处于压力亏空的状态，在油气井固井过程中常常会发生漏失，急需新型的泡沫固井水泥浆添加剂和相关技术，形成低密度防漏堵漏固井水泥浆体系。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供，以此建立泡沫细腻、稳定性好、配制工艺简单、整体性能好的新型超低密度微泡沫固井水泥浆体系。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是一种油田油气井固井用微沫剂，由重量比1 25 35的微沫剂半成品与硅酸盐粘土矿物配成； 所述微沫剂半成品由以下重量份的组份配成松香粉7 11份质量分数为50%的硅酸盐皂化剂溶液4 7份抗高温表面活性剂组合0.7 1.3份固井增强剂1.0 3.0份水8 12份其中，所述的硅酸盐皂化剂为硅酸钠或者硅酸钾；所述的抗高温表面活性剂组合为重量比1 1的非离子表面活性剂0P-10与非离子表面活性剂SP-80，或者重量比1 1的非离子表面活性剂烷基糖苷APG与非离子表面活性剂SP-80 ；所述固井增强剂是三异丙醇胺或者三乙醇胺；所述的硅酸盐粘土矿物为海泡石粘土或者锂基膨润土。本专利技术还提供了所述油田油气井固井用微沫剂的制备方法，包括如下步骤第一步，在带搅拌器的配液罐中注入8-12重量份的水，搅拌加温到80-90°C，将硅酸盐皂化剂配制成质量分数为50%的溶液，将4-7重量份的该硅酸盐皂化剂溶液加入到所述配液罐中，转速100-400转/分，搅拌0. 5h ；第二步，在温度90°C，转速100-400转/分的条件下，向第一步搅拌后的溶液中加入7-11重量份的松香粉，搅拌2.证，进行皂化反应，直至含水量为20-27%时为止；第三步，在80°C下向第二步皂化反应后的溶液中加入1. 0-3. 0重量份的固井增强剂和0. 7-1. 3重量份的抗高温表面活性剂组合，搅拌0.证，均勻后所得合成产物含水量为 20-27%，即微沫剂半成品；第四步，将微沫剂半成品冷却后与硅酸盐粘土矿物按重量比1 25-35的比例混合粉碎，过120目筛，即得油田油气井固井用微沫剂；其中，所述的硅酸盐皂化剂为硅酸钠或者硅酸钾；所述的抗高温表面活性剂组合为重量比1 1的非离子表面活性剂0P-10与非离子表面活性剂SP-80，或者重量比1 1的非离子表面活性剂烷基糖苷APG与非离子表面活性剂SP-80 ；所述固井增强剂是三异丙醇胺或者三乙醇胺；所述的硅酸盐粘土矿物为海泡石粘土或者锂基膨润土。非离子表面活性剂0P-10，成分是烷基酚聚氧乙烯醚，市售产品即满足本专利技术的需要。非离子表面活性剂SP-80，即司盘-80，成分是失水山梨醇单油酸酯，市售产品即满足本专利技术的需要。专利技术中用到的松香粉即常规意义的松香粉，其是从松树干上采割而得的树脂经粉碎而制成的，主要成分是松香酸。专利技术中用到的水即普通的清水，工业或者生活用的自来水均可满足需要。与现有技术相比，本专利技术用硅酸盐代替烧碱和纯碱作为松香粉的皂化剂，提高产物皂化效果，又能改善微泡沫固井水泥浆的抗压强度和体系的稳泡性能；用海泡石等硅酸盐矿物增加微泡沫的壁厚和强度，提高稳泡性能，同时增强微泡沫固井水泥浆的抗压强度， 使产品在现场能够方便混入油井水泥中，便于施工；使用抗高温表面活性剂组合，提高充气发泡性能，进一步降低微泡沫尺寸和膜强度，提高微泡沫在油气井固井水泥浆中的稳定性， 同时改善微沫剂的抗高温性能；固井增强剂是三异丙醇胺或者三乙醇胺在微沫剂中作为高效螯合剂，通过螯合作用加强微泡沫的膜强度，稳定微泡沫体系，增强微泡沫固井水泥浆的早期强度。具体实施例方式下面结合实施例详细说明本专利技术的实施方式。实施例一一种油田油气井固井用微沫剂，由重量比1 30的微沫剂半成品与海泡石粘土配成；所述微沫剂半成品由以下重量份的组份配成松香粉8份硅酸盐皂化剂质量分数为50%的硅酸钾溶液5份抗高温表面活性剂组合重量比1:1的非离子表面活性剂OP-IO与非离子表面活性剂SP-801份固井增强剂三异丙醇胺2.6份水10份。该油田油气井固井用微沫剂的制备方法，包括如下步骤第一步，在带搅拌器的配液罐中注入10重量份的水，搅拌加温到80-90°C，将5重量份质量分数为50 %的硅酸钾溶液加入到所述配液罐中，转速100-400转/分，搅拌0. 5h ；第二步，在温度90°C，转速100-400转/分的条件下，向第一步搅拌后的溶液中加入8重量份的松香粉，搅拌2. 5h，进行皂化反应，直至含水量为20-27%时为止；第三步，在80°C下向第二步皂化反应后的溶液中加入2. 6重量份的三异丙醇胺和 1重量份的抗高温表面活性剂组合，搅拌0. 5h，均勻后所得合成产物含水量为20-27%，即微沫剂半成品，其中所述抗高温表面活性剂组合为重量比1 1的非离子表面活性剂0P-10 与非离子表面活性剂SP-80 ；第四步，将微沫剂半成品冷却后与海泡石粘土按重量比1 30的比例混合粉碎， 过120目筛，即得油田油气井固井用微沫剂。实施例二一种油田油气井固井用微沫剂，由重量比1 30的微沫剂半成品与海泡石粘土配成；所述微沫剂半成品由以下重量份的组份配成松香粉8份硅酸盐皂化剂质量分数为50%的硅酸钠溶液5份抗高温表面活性剂组合重量比1:1的非离子表面活性剂OP-IO与非离子表面活性剂SP-801份固井增强剂三乙醇胺2.6份水10份。该油田油气井固井用微沫剂的制备方法，包括如下步骤第一步，在带搅拌器的配液罐中注入10重量份的水，搅拌加温到80-90°C，将5重量份质量分数为50 %的硅酸钠溶液加入本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种油田油气井固井用微沫剂，其特征在于，由重量比１∶２５～３５的微沫剂半成品与硅酸盐粘土矿物配成；所述微沫剂半成品由以下重量份的组份配成：其中，所述的硅酸盐皂化剂为硅酸钠或者硅酸钾；所述的抗高温表面活性剂为重量比１∶１的非离子表面活性剂ＯＰ－１０与非离子表面活性剂ＳＰ－８０，或者重量比１∶１的非离子表面活性剂烷基糖苷ＡＰＧ与非离子表面活性剂ＳＰ－８０；所述固井增强剂是三异丙醇胺或者三乙醇胺；所述的硅酸盐粘土矿物为海泡石粘土或者锂基膨润土。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨振杰，吴志强，冯永超，焦庆庆，朱海涛，刘建全，
申请(专利权)人：西安石油大学，
类型：发明
国别省市：87