專利名稱：采用降失水劑的高強低密度水泥漿的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及油田固井用水泥漿技術領域，確切地說涉及一種固井專業(yè)中用于封固低壓易漏地層的采用降失水劑的高強低密度水泥漿。
背景技術：
目前，隨著我國油氣田開發(fā)的深入，對低效油氣藏(低壓、低滲透、易漏失地層)的開發(fā)及對儲層保護的要求越來越受到重視。解決含有低壓易漏地層的深井長封固或全封固等復雜固井問題的主要方法是采用低密度水泥漿體系。但是，低密度水泥漿普遍存在有強度低、自由水含量高、體系穩(wěn)定性差和API失水難以控制等方面的問題。由于低效油氣田單井產(chǎn)量低，低成本開發(fā)就成為低效油田開發(fā)的主要方式，其中減小井眼尺寸，采用小套管固井，甚至采用油管直接固井是降低開發(fā)成本的主要方法。這要就對固井用水泥漿，尤其是低密度水泥漿提出了更高的要求。因此，尋找出強度高、體系穩(wěn)定且低失水的低密度水泥漿體系對于低壓易漏地層固井來說就變得尤為重要。目前，低密度水泥漿主要通過加入減輕劑、增大水灰比的方式降低水泥漿的密度。 主要使用的減輕材料和其所能配置的低密度水泥漿范圍如下
①膨潤土類低密度主要使用范圍為1.45-1. 75g/cm3,
②粉煤灰類低密度主要使用范圍為1.50-1. 80g/cm3,
③礦渣低類密度主要使用范圍為1.40-1. 80g/cm3,
④漂珠低類密度主要使用范圍為1.20-1. 50g/cm3。對于地層壓力較低需要使用密度1. 20-1. 30g/cm3的水泥漿進行封固，上述現(xiàn)有技術的水泥漿無法滿足要求，而只有漂珠可以達到這一要求。又如公開號為CN102086110A，
公開日為2011年6月8日的中國專利文獻公開了一種采用LT-2降失水劑的早強低密度水泥漿配方，其包括以下組分G級水泥和微細水泥的配比為7 4 4 4，水固比為4. 5 6. 0，其中還包含45 % 60 %的漂珠或7 % 20 %的玻璃微珠，15 %的微硅，2 % 3 %的分散劑，2.5%的早強激活劑，1.2%的降失水劑，的纖維以及0. 15% 0.5%的緩凝劑。采用該配方配置出來的水泥漿流動度較大，稠度較小，流變性更好，更有利于注水泥的施工過程中水泥漿的泵注。而不管是直接采用漂珠，還是采用上述專利文獻的水泥漿，都需要大量的漂珠，但由于漂珠為老式火力發(fā)電廠的副產(chǎn)品，今年來隨著老式火電廠逐漸淘汰，使得漂珠資源十分短缺，因此開發(fā)出新的低密度水泥漿體系就變得極為迫切。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述技術問題，發(fā)明提出了一種采用降失水劑的高強低密度水泥漿，本水泥漿的密度在1. 20-1. 35g/cm3，強度高、流動性好、無自由水、體系穩(wěn)定性好，滿足了低壓易漏地層的深井長封固或全封固的固井要求。本發(fā)明是通過采用下述技術方案實現(xiàn)的
一種采用降失水劑的高強低密度水泥漿，其特征在于以重量計包括以下組分
G級油井水泥100份；
減輕劑23-50份；
微硅6. 5-8份；
降失水劑2%;
緩凝劑0. 05-0. 15% ；
其中，所述降失水劑和緩凝劑用量分別為G級油井水泥、減輕劑和微硅三者質量總和的百分比含量；水泥漿中的水固比為0. 7-0. 75 ；所述水固比為水與G級油井水泥、減輕劑和微硅三者質量總和比值。所述的G級油井水泥為符合API標準的高抗硫油井水泥。所述的減輕劑具體是指西安石油科技有限責任公司生產(chǎn)出售的油井水泥減輕劑。該產(chǎn)品是一種無機材料，外觀為灰白色固體微顆粒粉末。是收集電廠鍋爐燃料的次生物質為主要原料，經(jīng)過二次篩選、清洗、預熱、短時高溫焙燒后制成的一種內(nèi)部為中空狀結構的灰白色材料，其堆積密度0. 30-0. 40g/cm3，平均粒徑在0. 50-30 μ m，比表面積為 7500-20000m2/kgo由于減輕劑有著極低的堆積密度，可以在較低的水灰比條件下有效降低水泥漿密度，使得所配置的低密度水泥漿懸浮穩(wěn)定性好，自由水含量低，在低壓易漏地層固井施工中，避免漏失的同時可形成性能穩(wěn)定均一的水泥石，保證固井質量。所述的微硅是在冶煉硅鐵合金時，通過煙道排出的硅蒸汽氧化后，經(jīng)收塵器收集得到的無定形粉末狀的二氧化硅(SiO2)；主要化學成分是SiO2，含量可達85— 96%，其元素包括狗203、A1203、CaO、K2O, Na2O, MgO, C等。平均粒徑在0. 15-20 μ m，比表面積為 15000-20000m2/kg，具有極強的表面活性。在水泥水化過程中可與水泥水化產(chǎn)物Ca (OH) 2 反應，生成低堿度的含水硅酸鈣水化產(chǎn)物，降低水泥石結構的滲透性，并通過極大的比表面積，吸附大量的水分子，并通過氫鍵作用，使得顆粒之間形成均勻致密的網(wǎng)絡結構，在高水灰比的條件下，低密度水泥漿形成穩(wěn)定的懸浮體系。所述的降失水劑為西安石油科技有限責任公司生產(chǎn)出售的油井水泥防侵降失水劑，其主要成分為聚乙烯醇。所述的緩凝劑為西安石油科技有限責任公司生產(chǎn)出售的油井水泥中溫緩凝劑，其主要成分為改性淀粉。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果是
1、本發(fā)明中，采用重量計G級油井水泥100份；減輕劑23-50份；微硅6. 5_8份；用量占三者質量總和21的降失水劑％ ；用量占三者質量總和0. 05-0. 15%的緩凝劑，且水固比為0. 7-0. 75的技術方案，與現(xiàn)有技術相比，本方案中不需采用漂珠，所形成的水泥漿體系經(jīng)實驗，其密度在1. 20-1. 35g/cm3之間，強度高、流動性好、無自由水、體系穩(wěn)定性好，能完全滿足低壓易漏地層的深井長封固或全封固的固井要求。2、本發(fā)明中，采用的降失水劑優(yōu)選為降失水劑，制備的高強低密度水泥漿，在流動性高(初始稠度小于8Bc)的前提下具有良好的懸浮穩(wěn)定性，自由水為零、上下密度差小于 0. 02 g/cm3。
3、本發(fā)明中，采用的降失水劑優(yōu)選為降失水劑，制備的高強低密度水泥漿，具有良好的綜合性能在高流動性的前提下，水泥漿仍具有較高的強度和穩(wěn)定性，滿足低壓易漏地層的深井長封固或全封固的固井要求。4、本發(fā)明中，采用的減輕劑具體是指西安石油科技有限責任公司生產(chǎn)出售的油井水泥減輕劑。由于減輕劑有著極低的堆積密度，可以在較低的水灰比條件下有效降低水泥漿密度，使得所配置的低密度水泥漿懸浮穩(wěn)定性好，自由水含量低，在低壓易漏地層固井施工中，避免漏失的同時可形成性能穩(wěn)定均一的水泥石，保證固井質量。
具體實施例方式實施例1 密度為1. 35 g/cm3的采用西安石油科技有限責任公司生產(chǎn)出售降失水劑的高強低密度水泥漿。G級油井水泥100份減輕劑 份
微硅6. 5份降失水劑2%
油井水泥中溫緩凝劑0. 05-0. 15% 水固比0. 7
其中降失水劑和緩凝劑用量為G級油井水泥、減輕劑和微硅三者質量總和的百分含量，水固比為水與三者質量總和的比值。實施例2 密度為1. 30 g/cm3的采用西安石油科技有限責任公司生產(chǎn)出售降失水劑的高強低密度水泥漿。G級油井水泥100份減輕劑32份
微硅7份降失水劑2%
油井水泥中溫緩凝劑0. 05-0. 15% 水固比0. 7
其中降失水劑和緩凝劑用量為G級油井水泥、減輕劑和微硅三者質量總和的百分含量，水固比為水與三者質量總和的比值。實施例3 密度為1. 25 g/cm3的采用西安石油科技有限責任公司生產(chǎn)出售降失水劑的高強低密度水泥漿。G級油井水泥100份減輕劑40份
微硅7. 5份降失水劑2%
油井水泥中溫緩凝劑0. 05-0. 15% 水固比0. 75
其中降失水劑和緩凝劑用量為G級油井水泥、減輕劑和微硅三者質量總和的百分含量，水固比為水與三者質量總和的比值。
實施例4 密度為1. 35 g/cm3的采用西安石油科技有限責任公司生產(chǎn)出售降失水劑的高強低密度水泥漿。G級油井水泥100份減輕劑50份
微硅8份降失水劑2%
油井水泥中溫緩凝劑0. 05-0. 15% 水固比0. 75
其中降失水劑和緩凝劑用量為G級油井水泥、減輕劑和微硅三者質量總和的百分含量，水固比為水與三者質量總和的比值。實例1-4所述的采用降失水劑的高強低密度水泥漿性能如下表
權利要求
1.一種采用降失水劑的高強低密度水泥漿，其特征在于以重量計包括以下組分G級油井水泥100份；減輕劑23-50份；微硅6. 5-8份；降失水劑2%;緩凝劑0. 05-0. 15% ；其中，所述降失水劑和緩凝劑用量分別為G級油井水泥、減輕劑和微硅三者質量總和的百分比含量；水泥漿中的水固比為0. 7-0. 75 ；所述水固比為水與G級油井水泥、減輕劑和微硅三者質量總和比值。
2.根據(jù)權利要求1所述的采用降失水劑的高強低密度水泥漿，其特征在于所述的G 級油井水泥為符合API標準的高抗硫油井水泥。
3.根據(jù)權利要求1所述的采用降失水劑的高強低密度水泥漿，其特征在于所述的減輕劑具體是指市售的油井水泥減輕劑。
4.根據(jù)權利要求1所述的采用降失水劑的高強低密度水泥漿，其特征在于所述的降失水劑具體是指市售的油井水泥防侵降失水劑，其主要成分為聚乙烯醇。
5.根據(jù)權利要求1所述的采用降失水劑的高強低密度水泥漿，其特征在于所述的緩凝劑具體是指市售的油井水泥中溫緩凝劑，其主要成分為改性淀粉。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種采用降失水劑的高強低密度水泥漿，涉及油田固井用水泥漿技術領域，以重量計包括以下組分G級油井水泥:100份；減輕劑23-50份；微硅:6.5-8份；降失水劑:2%；緩凝劑:0.05-0.15%；其中，所述降失水劑和緩凝劑用量分別為G級油井水泥、減輕劑和微硅三者質量總和的百分比含量；水泥漿中的水固比為:0.7-0.75；所述水固比為水與G級油井水泥、減輕劑和微硅三者質量總和比值。本水泥漿的密度在1.20-1.35g/cm3，強度高、流動性好、無自由水、體系穩(wěn)定性好，滿足了低壓易漏地層的深井長封固或全封固的固井要求。
文檔編號C04B28/00GK102531481SQ201110453298
公開日2012年7月4日 申請日期2011年12月30日 優(yōu)先權日2011年12月30日
發(fā)明者吳學升, 周兵, 李波, 歐陽勇, 溫雪麗, 羅麗霞, 陳寧, 魏周勝 申請人:中國石油集團川慶鉆探工程有限公司