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一種膠體水泥堵劑和制備方法及其應(yīng)用與流程

文檔序號(hào):12406661閱讀:312來(lái)源:國(guó)知局

本發(fā)明涉及油井堵水或調(diào)剖中所使用的堵水作業(yè),具體涉及一種用于油井堵水的膠體水泥堵劑。



背景技術(shù):

隨著油田開(kāi)發(fā)的深入,注水開(kāi)發(fā)已成為低滲透油氣田開(kāi)發(fā)的重要技術(shù),但隨著注水時(shí)間的增長(zhǎng),產(chǎn)油井的出水問(wèn)題已日趨嚴(yán)重,已成為不容忽視的問(wèn)題,特別是部分油井出水嚴(yán)重,井底壓力異常,常規(guī)的聚合物堵劑或水泥已無(wú)法滿(mǎn)足儲(chǔ)層封堵的需求;同時(shí)在鉆井過(guò)程中惡性漏失時(shí)有發(fā)生,且為裂縫性漏失,常規(guī)堵漏材料耗量大,效果差,嚴(yán)重影響鉆井作業(yè)時(shí)效,因此為解決油井堵水及鉆井過(guò)程中的惡性漏失問(wèn)題,為實(shí)現(xiàn)快速有效的封堵目的層的目標(biāo),需開(kāi)發(fā)高強(qiáng)度且拒水型的堵劑。

目前常規(guī)的油井化學(xué)堵水的堵劑主要為聚合物堵劑,對(duì)于出水嚴(yán)重,且井口壓力較高的油井,聚合物堵劑強(qiáng)度難以滿(mǎn)足封堵的要求,而單純的水泥遇水極易分散;而對(duì)于鉆井惡性漏失,常規(guī)的鉆井堵漏劑主要為無(wú)機(jī)顆粒(核桃殼等)或水泥,用量大,對(duì)裂縫型惡性漏失作用小;特別是常規(guī)的水泥,在油井堵水或鉆井堵漏過(guò)程中,遇水或泥漿會(huì)稀釋?zhuān)z結(jié)強(qiáng)度低。



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有的用于堵水的堵劑存在遇水極易分散、膠結(jié)強(qiáng)度低的問(wèn)題。

為此,本發(fā)明提供了一種膠體水泥堵劑,由以下重量百分比的組分組成:丙烯酰胺4%~8%;油井水泥50%~70%;過(guò)硫酸銨0.02%~0.5%;余量為清水。

由以下重量百分比的組分組成:丙烯酰胺5%~7%;油井水泥55%~65%;過(guò)硫酸銨0.2%~0.4%;余量為清水。

所述油井水泥是G級(jí)高抗水泥或超細(xì)水泥。

一種膠體水泥堵劑的制備方法,按配比,量取丙烯酰胺、清水,放入攪拌罐中攪拌20~30min至均勻,然后加入過(guò)硫酸銨,攪拌25~35min至均勻,最后加入油井水泥,攪拌拌35~40min至均勻,完成膠體水泥堵劑的制備。

量取的各組分的重量百分比是:丙烯酰胺6%;油井水泥60%;過(guò)硫酸銨0.26%;余量為清水。

所制備的膠體水泥堵劑在常溫下為水泥漿體系,稠化時(shí)間2~24小時(shí),表觀(guān)粘度30~100mPa.s。

一種膠體水泥堵劑的應(yīng)用,所述的膠體水泥堵劑應(yīng)用于油井堵水或者鉆井堵漏中。

本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明提供了一種膠體水泥堵劑,該堵劑常溫下為水泥漿體系,在常壓下,溫度30~80℃,堵劑稠化時(shí)間可控制在2~24小時(shí),水泥稠化后形成粘稠的水泥漿形態(tài),流動(dòng)性良好,表觀(guān)粘度30~100mPa.s,水泥初凝時(shí)間可控制在3~48小時(shí),水泥硬化后養(yǎng)護(hù)24小時(shí)強(qiáng)度大于6MPa,將稠化后的水泥漿倒入清水中,水泥漿中的水泥顆粒在不攪動(dòng)的情況下,不會(huì)分散于清水中,保持水泥漿的密度不會(huì)發(fā)生較大的改變,水泥隨后逐漸固化,能保持水泥漿的固化強(qiáng)度不減弱,這在將水泥作為堵劑進(jìn)行堵水作業(yè)中,能最大限度的保持水泥的性能不受儲(chǔ)層流體的影響,且堵劑膠結(jié)效果要好于普通水泥。該膠體水泥堵劑應(yīng)用于油井堵水或者鉆井堵漏中。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明提供了一種膠體水泥堵劑,由以下重量百分比的組分組成:丙烯酰胺4%~8%;油井水泥50%~70%;過(guò)硫酸銨0.02%~0.5%;余量為清水。

由以下重量百分比的組分組成:丙烯酰胺5%~7%;油井水泥55%~65%;過(guò)硫酸銨0.2%~0.4%;余量為清水。

所述油井水泥是G級(jí)高抗水泥或超細(xì)水泥。

一種體水泥堵劑的制備方法,按配比,量取丙烯酰胺、清水,放入攪拌罐中攪拌20~30min至均勻,然后加入過(guò)硫酸銨,攪拌25~35min至均勻,最后加入油井水泥,攪拌拌35~40min至均勻,完成膠體水泥堵劑的制備。

量取的各組分的重量百分比是:丙烯酰胺6%;油井水泥60%;過(guò)硫酸銨0.26%;余量為清水。

所制備的膠體水泥堵劑在常溫下為水泥漿體系,稠化時(shí)間2~24小時(shí),表觀(guān)粘度30~100mPa.s。

一種膠體水泥堵劑的應(yīng)用,所述的膠體水泥堵劑應(yīng)用于油井堵水或者鉆井堵漏中。

制備的堵劑在常溫下為水泥漿體系,在常壓下,溫度30~80℃,水泥稠化后形成粘稠的水泥漿形態(tài),流動(dòng)性良好,將稠化后的水泥漿倒入清水中,水泥漿中的水泥顆粒在不攪動(dòng)的情況下,不會(huì)分散于清水中,保持水泥漿的密度不會(huì)發(fā)生較大的改變,水泥隨后逐漸固化,能保持水泥漿的固化強(qiáng)度不減弱,這在將水泥作為堵劑進(jìn)行堵水作業(yè)中,能最大限度的保持水泥的性能不受儲(chǔ)層流體的影響,且堵劑膠結(jié)效果要好于普通水泥。

具體的應(yīng)用實(shí)施過(guò)程:按照上述制備方法將各組分在地面配制均勻后備用,計(jì)算膠體水泥的稠化時(shí)間,待膠體水泥稠化后,采用水泥泵車(chē)將稠化后的膠體水泥漿從油管泵入措施井,然后采用清水將膠體水泥頂替入措施層,用清水從套管反循環(huán)井筒,關(guān)井反應(yīng),施工結(jié)束。

需要說(shuō)明的是,超細(xì)水泥是一種理想的高性能超微粒水泥基灌漿材料,它具有與有機(jī)化學(xué)灌漿液相似的良好滲透性和可灌性,具有更高的強(qiáng)度和耐久性,且具有環(huán)保性,對(duì)周?chē)h(huán)境無(wú)污染。超細(xì)水泥是由普通水泥經(jīng)過(guò)特殊設(shè)備和工藝加工而成,技術(shù)含量極高,體現(xiàn)在數(shù)據(jù)上就是要按照顆粒粒度分布曲線(xiàn)設(shè)計(jì)加工工藝,我國(guó)一般把比表面積(是指多孔固體物質(zhì)單位質(zhì)量所具有的表面積)大于600的水泥稱(chēng)為超細(xì)水泥,它可在高水灰比下使用,在高水灰比下仍然具有較高的固砂強(qiáng)度,可滿(mǎn)足特殊灌漿加固施工要求,并實(shí)現(xiàn)高耐久性和相對(duì)低成本。超細(xì)水泥目前主要用于油井滲水層封堵、高鐵軌道基礎(chǔ)加固、建筑物結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)、建筑物的防水堵漏灌漿、各種隧道壁后三次灌等工程。

實(shí)施例1:

本實(shí)施例提供了一種膠體水泥堵劑,由以下重量百分比的組分組成:丙烯酰胺4%;油井水泥50%;過(guò)硫酸銨0.02%;余量為清水。

上述膠體水泥堵劑的制備方法是,按配比,量取丙烯酰胺、清水,放入攪拌罐中攪拌20min至均勻,然后加入過(guò)硫酸銨,攪拌25min至均勻,最后加入油井水泥,攪拌拌35min至均勻,完成膠體水泥堵劑的制備。

實(shí)施例2:

本實(shí)施例提供了一種膠體水泥堵劑,由以下重量百分比的組分組成:丙烯酰胺5%;油井水泥55%;過(guò)硫酸銨0.2%;余量為清水。

上述膠體水泥堵劑的制備方法是,按配比,量取丙烯酰胺、清水,放入攪拌罐中攪拌21min至均勻,然后加入過(guò)硫酸銨,攪拌26min至均勻,最后加入油井水泥,攪拌拌36min至均勻,完成膠體水泥堵劑的制備。

實(shí)施例3:

本實(shí)施例提供了一種膠體水泥堵劑,由以下重量百分比的組分組成:丙烯酰胺6%;油井水泥60%;過(guò)硫酸銨0.3%;余量為清水。

上述膠體水泥堵劑的制備方法是,按配比,量取丙烯酰胺、清水,放入攪拌罐中攪拌22min至均勻,然后加入過(guò)硫酸銨,攪拌27min至均勻,最后加入油井水泥,攪拌拌37min至均勻,完成膠體水泥堵劑的制備。

實(shí)施例4:

本實(shí)施例提供了一種膠體水泥堵劑,由以下重量百分比的組分組成:丙烯酰胺7%;油井水泥65%;過(guò)硫酸銨0.4%;余量為清水。

上述膠體水泥堵劑的制備方法是,按配比,量取丙烯酰胺、清水,放入攪拌罐中攪拌23min至均勻,然后加入過(guò)硫酸銨,攪拌28min至均勻,最后加入油井水泥,攪拌拌38min至均勻,完成膠體水泥堵劑的制備。

實(shí)施例5:

本實(shí)施例提供了一種膠體水泥堵劑,由以下重量百分比的組分組成:丙烯酰胺8%;油井水泥70%;過(guò)硫酸銨0.5%;余量為清水。

上述膠體水泥堵劑的制備方法是,按配比,量取丙烯酰胺、清水,放入攪拌罐中攪拌24min至均勻,然后加入過(guò)硫酸銨,攪拌29min至均勻,最后加入油井水泥,攪拌拌39min至均勻,完成膠體水泥堵劑的制備。

實(shí)施例6:

本實(shí)施例提供了一種膠體水泥堵劑,由以下重量百分比的組分組成:丙烯酰胺4.3%;油井水泥57%;過(guò)硫酸銨0.1%;余量為清水。

上述膠體水泥堵劑的制備方法是,按配比,量取丙烯酰胺、清水,放入攪拌罐中攪拌25min至均勻,然后加入過(guò)硫酸銨,攪拌30min至均勻,最后加入油井水泥,攪拌拌40min至均勻,完成膠體水泥堵劑的制備。

實(shí)施例7:

本實(shí)施例提供了一種膠體水泥堵劑,由以下重量百分比的組分組成:丙烯酰胺6.4%;油井水泥63%;過(guò)硫酸銨0.08%;余量為清水。

上述膠體水泥堵劑的制備方法是,按配比,量取丙烯酰胺、清水,放入攪拌罐中攪拌26min至均勻,然后加入過(guò)硫酸銨,攪拌31min至均勻,最后加入油井水泥,攪拌拌36min至均勻,完成膠體水泥堵劑的制備。

實(shí)施例8:

本實(shí)施例提供了一種膠體水泥堵劑,由以下重量百分比的組分組成:丙烯酰胺7.2%;油井水泥52%;過(guò)硫酸銨0.13%;余量為清水。

上述膠體水泥堵劑的制備方法是,按配比,量取丙烯酰胺、清水,放入攪拌罐中攪拌27min至均勻,然后加入過(guò)硫酸銨,攪拌32min至均勻,最后加入油井水泥,攪拌拌37min至均勻,完成膠體水泥堵劑的制備。

實(shí)施例9:

本實(shí)施例提供了一種膠體水泥堵劑,由以下重量百分比的組分組成:丙烯酰胺8%;油井水泥50%;過(guò)硫酸銨0.5%;余量為清水。

上述膠體水泥堵劑的制備方法是,按配比,量取丙烯酰胺、清水,放入攪拌罐中攪拌30min至均勻,然后加入過(guò)硫酸銨,攪拌35min至均勻,最后加入油井水泥,攪拌拌40min至均勻,完成膠體水泥堵劑的制備。

實(shí)施例10:

本實(shí)施例針對(duì)上述實(shí)施例1~9進(jìn)行了水泥漿的稠化時(shí)間測(cè)試(常壓,30~80℃)、表觀(guān)粘度檢測(cè)(水泥稠化后形成粘稠的水泥漿形態(tài))、水泥初凝時(shí)間試驗(yàn)、膠結(jié)強(qiáng)度測(cè)試(水泥硬化后養(yǎng)護(hù)24小時(shí))和水泥漿密度測(cè)試,檢測(cè)數(shù)據(jù)見(jiàn)下表:

由上表可知,在常壓,溫度30~80℃下,堵劑稠化時(shí)間可控制在2~24小時(shí),水泥稠化后形成粘稠的水泥漿形態(tài),流動(dòng)性良好,表觀(guān)粘度30~100mPa.s,水泥觸凝時(shí)間可控制在3~48小時(shí),水泥硬化后養(yǎng)護(hù)24小時(shí)強(qiáng)度大于6MPa,將稠化后的水泥漿倒入清水中,水泥漿中的水泥顆粒在不攪動(dòng)的情況下,不會(huì)分散于清水中,保持水泥漿的密度不會(huì)發(fā)生較大的改變,水泥隨后逐漸固化,能保持水泥漿的固化強(qiáng)度不減弱,這在將水泥作為堵劑進(jìn)行堵水作業(yè)中,能最大限度的保持水泥的性能不受儲(chǔ)層流體的影響,且堵劑膠結(jié)效果要好于普通水泥。

本發(fā)明采用膠體水泥作為堵劑進(jìn)行堵水作業(yè),與現(xiàn)有的水泥體系相比,本發(fā)明提供的膠體水泥堵劑具有稠化增粘性能,稠化后的膠體水泥遇清水可保持水泥顆粒不分散于清水中,維持水泥漿的密度;膠體水泥可實(shí)現(xiàn)水泥的完整固化膠結(jié),而普通水泥漿遇水分散后,膠結(jié)強(qiáng)度大為降低,水泥硬化后養(yǎng)護(hù)24小時(shí)強(qiáng)度大于6MPa;膠體水泥的稠化時(shí)間可控,配置簡(jiǎn)單,可根據(jù)設(shè)計(jì)需要調(diào)控稠化時(shí)間和觸凝時(shí)間,堵劑稠化時(shí)間可控制在2~24小時(shí),水泥觸凝時(shí)間可控制在3~48小時(shí)。

以上例舉僅僅是對(duì)本發(fā)明的舉例說(shuō)明,并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍的限制,凡是與本發(fā)明相同或相似的設(shè)計(jì)均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。本實(shí)施例沒(méi)有詳細(xì)敘述的部件和結(jié)構(gòu)屬本行業(yè)的公知部件和常用結(jié)構(gòu)或常用手段,這里不一一敘述。

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