專利名稱：高溫高密度韌性固井水泥漿的制作方法
技術領域：
本發明涉及油田鉆井固井領域，特別是涉及一種高溫高密度韌性固井水泥漿。
背景技術：
隨著石油勘探開發的不斷深入，井深逐漸增大，地層壓力、溫度越來越高，環空間隙逐漸變小，水泥環韌性降低。如塔里木油田迪那2-14井完鉆井深5100m，泥漿當量密度 2. 3g/cm3，地層溫度達152. °C，有些深井、超深井地層溫度、壓力更高，用于中深井固井的中溫常規密度水泥漿已經不能滿足要求，因此，研發綜合性能較好的高密度高溫韌性水泥漿對深井、超深井固井意義重大。為了解決上述問題，國內均采用用加重劑提高水泥漿密度、用抗高溫外理劑調整水泥漿高溫性能的辦法，但是這種方法存在以下缺點1、隨著水泥漿密度要求的增加，加重劑含量變大，水泥漿流變性變差，施工困難；2、市場上的很多國內高溫水泥外加劑在120°C即開始降解，難以達到160°C的抗溫要求，水泥漿性能不能得到應有調節，施工困難，質量沒有保障；國外高溫外加劑性能較好，固井成功率較高，但成本也高；3、深部環形間隙小，利用纖維增韌易造成憋堵，施工風險大，可能造成固井失敗。
發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種高溫高密度韌性固井水泥漿，以滿足深井、 超深井固井需要，提高固井質量，降低成本。為此，本發明的技術方案如下一種高溫高密度韌性固井水泥漿，其由以下重量份的組分制備而成H級油井水泥100份
硅石粉30 40份
GM加重劑80 120份
懸浮劑0.6 0.8份
高溫降失水劑4 6份
分散劑4.0 5.0份
消泡劑0.1份
NaCI5.0 6.0 份
膠乳3份
水57.35 59.72 份。其中所述的硅石粉的純度> 96%;所述的懸浮劑為D182懸浮劑；所述的高溫降失水劑為BXF-200L降失水劑；所述的分散劑采用BCD-200L分散劑；所述的消泡劑為D50消泡劑；所述的膠乳為BCT-800L膠乳。該水泥漿用國產外加劑、外摻料調整各項性能，密度達到2. 40-2. 50g/cm3，抗溫達到160°C，用膠乳增韌防竄。通過大量試驗驗證，該水泥漿體系具有密度高，高溫條件下流變性、沉降穩定性好，水泥石韌性好等特點，適用于深井、超深井固井，有利于改善封固質量， 提高固井質量。另外，該體系具有低失水(API失水小于50ml)、低析水(0.2%以內)以及稠化時間可調的特點，能夠滿足深井固井施工需要。
具體實施例方式下面結合具體實施例對本發明的高溫高密度韌性固井水泥漿進行詳細說明。在以下實施例中，外摻料和外加劑采用干、濕混結合的方法。將水泥、硅石份、GM加重劑混拌均勻，形成混灰儲于儲藏罐內；將計算的鹽、懸浮劑、高溫降失水劑、分散劑、高溫緩凝劑、消泡劑及膠乳等加入到計算量的水中，充分攪拌使其溶解，循環3周后方可施工使用。固井施工時通過水泥車的密度調節系統控制混灰下灰速度來調節水灰比從而獲得需要密度的高溫高密度水泥漿。在下述實施例中，所用的GM加重劑(高密度加重劑)為重慶新益機械制造有限公司生產的GM鐵礦粉，懸浮劑D182為美國khlumberger Technology Corporation公司生產，降失水劑和分散劑分別為天津中油渤星工程科技股份有限公司固井技術公司生產的 BXF-200L多元聚合物類降失水劑(液)和B⑶-200L分散劑(液)，D50消泡劑(液)和 BCT-800L膠乳亦為天津中油渤星工程科技股份有限公司固井技術公司生產。實施例1
將H級油井水泥100份，硅石粉30份，GM加重劑80份混拌均勻，形成混灰儲于儲藏罐內；將懸浮劑0. 6份、高溫降失水劑4份、分散劑4份、消泡劑0. 1份、NaCl 5份、膠乳 3份加入到57. 35份水中，充分攪拌使其溶解，循環3周后即可施工使用。實施例2將H級油井水泥100份，硅石粉40份，GM加重劑100份混拌均勻，形成混灰儲于儲藏罐內；將懸浮劑0. 7份、高溫降失水劑5份、分散劑5份、消泡劑0. 1份、NaCl 6份、膠乳3份加入到58份水中，充分攪拌使其溶解，循環3周后即可施工使用。實施例3將H級油井水泥100份，硅石粉40份，GM加重劑120份混拌均勻，形成混灰儲于儲藏罐內；將懸浮劑0. 8份、高溫降失水劑6份、分散劑4份、消泡劑0. 1份、NaCl 6份、膠乳3份加入到59. 72份水中，充分攪拌使其溶解，循環3周后即可施工使用。固井施工時通過水泥車的密度調節系統控制混灰下灰速度來調節水灰比，從而獲得需要密度的高溫高密度水泥漿。在本發明中所用GM加重劑球度高，級配好，密度高，加重至需要密度用量較小，水泥漿流變性較好。所用高溫降失水劑、分散劑、高溫緩凝劑、消泡劑等外加劑均采用高溫外加劑系列，室內試驗抗高溫可達160°C，各項性能穩定。懸浮劑為D182，水混后漿體穩定性、剪切稀釋性好，沉降密度差< 0. 02gcm3。增韌材料為膠乳 BCT-800L，有利于水泥漿的增韌、防竄。所用高溫外加劑系列抗鹽，在鹽水中仍能較好地發揮作用。將配漿水溶入鹽加重，將GM加重劑與水泥等干混均勻形成混灰，再用配好的鹽水與混灰在水泥車內拌合進一步加重，避免全部依靠加重劑加重造成沉降穩定性、流變性變差。
權利要求
1.一種高溫高密度韌性固井水泥漿，其特征在于由以下重量份的組分制備而成H級油井水泥100份硅石粉30 40份GM加重劑80 120份懸浮劑0.6 0.8份高溫降失水劑4 6份分散劑4.0 5.0份消泡劑0.1份NaCI5.0 6.0 份膠乳3份水57.35 59.72 份。
2.根據權利要求1所述的高溫高密度韌性固井水泥漿，其特征在于所述的硅石粉的純度> 96%。
3.根據權利要求1所述的高溫高密度韌性固井水泥漿，其特征在于所述的懸浮劑為 D182懸浮劑。
4.根據權利要求1所述的高溫高密度韌性固井水泥漿，其特征在于所述的高溫降失水劑為BXF-200L降失水劑。
5.根據權利要求1所述的高溫高密度韌性固井水泥漿，其特征在于所述的分散劑采用B⑶-200L分散劑。
6.根據權利要求1所述的高溫高密度韌性固井水泥漿，其特征在于所述的消泡劑為 D50消泡劑。
7.根據權利要求1所述的高溫高密度韌性固井水泥漿，其特征在于所述的膠乳為 BCT-800L 膠乳。
全文摘要
本發明公開了一種高溫高密度韌性固井水泥漿，其由以下重量份的組分制備而成H級油井水泥100份、硅石粉30～40份、GM加重劑80～120份、懸浮劑0.6～0.8份、高溫降失水劑4～6份、分散劑4.0～5.0份；消泡劑0.1份、NaCl 5.0～6.0份、膠乳3份、水57.35～59.72份。該水泥漿密度達到2.40-2.50g/cm3，抗溫達到160℃，其在高溫條件下流變性、沉降穩定性好，水泥石韌性好，適用于深井、超深井固井，有利于改善封固質量，提高固井質量。
文檔編號C09K8/48GK102516965SQ20111040322
公開日2012年6月27日 申請日期2011年12月6日 優先權日2011年12月6日
發明者宋元洪, 張玉平, 李山秀, 鐘福海, 陳 光, 韓革委 申請人:中國石油集團渤海鉆探工程有限公司