[发明专利]可膨胀低密度水泥浆及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种可膨胀低密度水泥浆及其制备方法，属于油田固井技术领域，是钻井行业的固井专业中用于封固低压易漏地层的可膨胀压力自适应性低密度水泥浆及其制备方法。

背景技术

随着注重对低效油气藏（低压、低渗透、易漏失地层）的开发及对储层保护的要求越来越受到重视，针对低压、易漏特性地质条件（地层破裂压力小于1.65g/cm³，漏失压力1.25-1.40g/cm³的低压易漏层）下的开发技术要求越来越高，在固井施工中由于低压地层段漏失所造成的水泥浆漏失现象，已严重的影响到固井质量和油气井的产能及寿命。为解决上述问题，长期以来普遍应用了漂珠、粉煤灰、矿渣等一系列的低密度水泥浆技术，例如：中国专利号“201010219765.6”所公开的用地于封固易漏失产层的低密高强防漏水泥浆制备，主要依靠降低水泥浆体系的密度，使得环空压力低于易漏失地层的破裂压力和漏失压力来实现降低和消除产层段的固井漏失的风险。

使用低密度水泥浆防漏的主要技术思路是：设计合理密度的低密度浆体，使井筒环空压力小于裸眼井筒中的最低漏失压力，从而避免漏失现象的发生。但是在普遍使用各类低密度体系的情况下，漏失现象仍有一定量的发生；表明在该思路下的防漏工作主要是注重“前期预防”，而对于部分的设计井筒环空压力未能达到小于井筒最低漏失压力的井次，在漏失现象发生后却缺少能够进行即时阻止漏失的设计环节，使得正在发生的漏失现象处于失控状态。给固井施工留下了较大的隐患。

如果要通过进一步降低密度的方式来加以解决，主要会存在以下几个方面的难点问题：①无法做到施工前完全掌握每一口井每一个地层的破裂压力和漏失压力的完全真实性数值。②过度的降低密度所造成的增加减轻材料的用量会造成施工成本的大量上升。③受压力安全窗口较小的限制，浆体密度的下降是有一定的底限的，否则会造成避免了漏失确引发了地层流体的侵窜。面对上述情况，如采用分级固井法，不但会增加工具和工作时间上的成本，且只能较好的解决分级箍以下的漏层问题，在其上部的漏失问题上，仍无法克服上述的现象分析中所存在的问题。

为此设计开发一类具有堵漏性能的低密度水泥浆，在降低密度预防漏失的基础上，同时具备一定的堵漏能力。当所设计的密度没能完全避免可能引发漏失的情况下，能够通过自身的堵漏能力弥补这一缺陷，较好的解决上述分析中存在的难点问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有低密度水泥浆固井技术中存在的无法堵漏的问题，开发提供一种可膨胀低密度水泥浆，本发明由于自身具有一定的可膨胀性，因而具备在漏失压差条件下的体积膨胀，通过体积的膨胀性，首先是降低了浆体的密度，其次是膨胀对井壁环空增加了流动摩阻，两种作用都能起到阻止漏失的效果，达到和实现阻止漏失的目的。

一种可膨胀低密度水泥浆，其特征在于，包括如下配比的组份：

水泥               60%—90%，

复合减轻剂         10%—40%，

水固比为0.70—1.1的清水。

所述的水泥为G级油井水泥。

所述的复合减轻剂为固井减轻剂G403-GJQ。

所述的清水为工业用淡水。

所述水泥浆的密度为1.20～1.60g/cm³。

一种可膨胀低密度水泥浆的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

a、一次干灰混配：将水泥和复合减轻剂按照配比要求进行均匀混合形成混配的干灰；

b、施工二次浆体混配：在一次混配的干灰材料中加入工业用淡水，水固比为0.70—1.1，混合成均匀的水泥浆。

本发明还包括将水泥浆进行自然稠化的步骤，自然稠化时间在80～260分钟。

采用本发明的优点在于：

一、本发明中的低密度水泥浆，具有3-7%的体积收缩膨胀性能，水泥浆的密度在1.15～1.65g/cm³之间，适用温度范围为40～85℃，运用该性能可进行低压易漏地层固井,也可用于水泥浆堵漏工作，与各种油井水泥的外加剂配伍性好，主要采用复合减轻材料与水泥干法混合，使用方便。