高温高密度韧性固井水泥浆的制作方法

  随着石油勘探开发的不断深入，井深逐渐增大，地层压力、温度慢慢的升高，环空间隙逐渐变小，水泥环韧性降低。如塔里木油田迪那2-14井完钻井深5100m，泥浆当量密度 2. 3g/cm3，地层温度达152. °C，有些深井、超深井地层温度、压力更高，用于中深井固井的中温常规密度水泥浆已经不能够满足要求，因此，研发综合性能较好的高密度高温韧性水泥浆对深井、超深井固井意义重大。未解决以上问题，国内均采用用加重剂提高水泥浆密度、用抗高温外理剂调整水泥浆高温性能的办法，但是这种方法存在以下缺点1、随着水泥浆密度要求的增加，加重剂含量变大，水泥浆流变性变差，施工困难；2、市场上的很多国内高温水泥外加剂在120°C即开始降解，难以达到160°C的抗温要求，水泥浆性能不能得到应有调节，施工困难，质量没有保障；国外高温外加剂性能较好，固井成功率较高，但成本也高；3、深部环形间隙小，利用纤维增韧易造成憋堵，施工风险大，会造成固井失败。

  本发明要解决的技术问题是提供一种高温高密度韧性固井水泥浆，以满足深井、 超深井固井需要，提高固井质量，减少相关成本。为此，本发明的技术方案如下一种高温高密度韧性固井水泥浆，其由以下重量份的组分制备而成H级油井水泥100份

  水57.35 59.72 份。其中所述的硅石粉的纯度 96%;所述的悬浮剂为D182悬浮剂；所述的高温降失水剂为BXF-200L降失水剂；所述的分散剂采用BCD-200L分散剂；所述的消泡剂为D50消泡剂；所述的胶乳为BCT-800L胶乳。该水泥浆用国产外加剂、外掺料调整各项性能，密度达到2. 40-2. 50g/cm3，抗温达到160°C，用胶乳增韧防窜。通过大量试验验证，该水泥浆体系具有密度高，高温条件下流变性、沉降稳定性高，水泥石韧性好等特点，适用于深井、超深井固井，有利于改善封固质量， 提高固井质量。另外，该体系具有低失水(API失水小于50ml)、低析水(0.2%以内)以及稠化时间可调的特点，能够很好的满足深井固井施工需要。

  具体实施例方式下面结合具体实施例对本发明的高温高密度韧性固井水泥浆进行详细说明。在以下实施例中，外掺料和外加剂采用干、湿混结合的方法。将水泥、硅石份、GM加重剂混拌均勻，形成混灰储于储藏罐内；将计算的盐、悬浮剂、高温降失水剂、分散剂、高温缓凝剂、消泡剂及胶乳等加入到计算量的水中，充分搅拌使其溶解，循环3周后方可施工使用。固井施工时通过水泥车的密度调节系统控制混灰下灰速度来调节水灰比从而获得需要密度的高温高密度水泥浆。在下述实施例中，所用的GM加重剂(高密度加重剂)为重庆新益机械制造有限公司生产的GM铁矿粉，悬浮剂D182为美国khlumberger Technology Corporation公司生产，降失水剂和分散剂分别为天津中油渤星工程科技股份有限公司固井技术公司生产的 BXF-200L多元聚合物类降失水剂(液)和B⑶-200L分散剂(液)，D50消泡剂(液)和 BCT-800L胶乳亦为天津中油渤星工程科技股份有限公司固井技术公司生产。实施例1

  将H级油井水泥100份，硅石粉30份，GM加重剂80份混拌均勻，形成混灰储于储藏罐内；将悬浮剂0. 6份、高温降失水剂4份、分散剂4份、消泡剂0. 1份、NaCl 5份、胶乳 3份加入到57. 35份水中，充分搅拌使其溶解，循环3周后即可施工使用。实施例2将H级油井水泥100份，硅石粉40份，GM加重剂100份混拌均勻，形成混灰储于储藏罐内；将悬浮剂0. 7份、高温降失水剂5份、分散剂5份、消泡剂0. 1份、NaCl 6份、胶乳3份加入到58份水中，充分搅拌使其溶解，循环3周后即可施工使用。实施例3将H级油井水泥100份，硅石粉40份，GM加重剂120份混拌均勻，形成混灰储于储藏罐内；将悬浮剂0. 8份、高温降失水剂6份、分散剂4份、消泡剂0. 1份、NaCl 6份、胶乳3份加入到59. 72份水中，充分搅拌使其溶解，循环3周后即可施工使用。固井施工时通过水泥车的密度调节系统控制混灰下灰速度来调节水灰比，从而获得需要密度的高温高密度水泥浆。在本发明中所用GM加重剂球度高，级配好，密度高，加重至需要密度用量较小，水泥浆流变性较好。所用高温降失水剂、分散剂、高温缓凝剂、消泡剂等外加剂均采用高温外加剂系列，室内试验抗高温可达160°C，各项稳定性很高。悬浮剂为D182，水混后浆体稳定性、剪切稀释性好，沉降密度差 0. 02gcm3。增韧材料为胶乳 BCT-800L，有利于水泥浆的增韧、防窜。所用高温外加剂系列抗盐，在盐水中仍能较好地发挥作用。将配浆水溶入盐加重，将GM加重剂与水泥等干混均勻形成混灰，再用配好的盐水与混灰在水泥车内拌合进一步加重，避免全部依靠加重剂加重造成沉降稳定性、流变性变差。

  1.一种高温高密度韧性固井水泥浆，其特征是由以下重量份的组分制备而成H级油井水泥100份硅石粉30 40份GM加重剂80 120份悬浮剂0.6 0.8份高温降失水剂4 6份分散剂4.0 5.0份消泡剂0.1份NaCI5.0 6.0 份胶乳3份水57.35 59.72 份。

  2.根据权利要求1所述的高温高密度韧性固井水泥浆，其特征是所述的硅石粉的纯度 96%。

  3.根据权利要求1所述的高温高密度韧性固井水泥浆，其特征是所述的悬浮剂为 D182悬浮剂。

  4.根据权利要求1所述的高温高密度韧性固井水泥浆，其特征是所述的高温降失水剂为BXF-200L降失水剂。

  5.根据权利要求1所述的高温高密度韧性固井水泥浆，其特征是所述的分散剂采用B⑶-200L分散剂。

  6.根据权利要求1所述的高温高密度韧性固井水泥浆，其特征是所述的消泡剂为 D50消泡剂。

  7.根据权利要求1所述的高温高密度韧性固井水泥浆，其特征是所述的胶乳为 BCT-800L 胶乳。

  本发明公开了一种高温高密度韧性固井水泥浆，其由以下重量份的组分制备而成H级油井水泥100份、硅石粉30～40份、GM加重剂80～120份、悬浮剂0.6～0.8份、高温降失水剂4～6份、分散剂4.0～5.0份；消泡剂0.1份、NaCl 5.0～6.0份、胶乳3份、水57.35～59.72份。该水泥浆密度达到2.40-2.50g/cm3，抗温达到160℃，其在高温条件下流变性、沉降稳定性高，水泥石韧性好，适用于深井、超深井固井，有利于改善封固质量，提高固井质量。

  发明者宋元洪, 张玉平, 李山秀, 钟福海, 陈 光, 韩革委 申请人:中国石油集团渤海钻探工程有限公司

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