[发明专利]一种低密度高强水泥浆

说明书

技术领域

本发明涉及石油钻井工程技术领域，尤其是一种低密度高强水泥浆。

背景技术

在石油钻井工程中，随着勘探开发的深入，钻探深度加深，需要封固的地层更为复杂。例如塔里木盆地其中深部灰岩、白云岩地层缝洞发育，地层孔隙压力低，钻井和固井易发生漏失，白云岩缝洞型层段储层保护要求高，堵漏难度大，难以对其进行有效封堵，无法满足常规固井施工条件。另外，套管下入深，井底温度高，水泥石强度易发生衰减。

目前使用的水泥浆大多采取漂珠+微硅配制而成，用漂珠作为主要减轻材料，微硅作为填充材料，该体系具有密度可调范围大、具有良好的稳定性、流动性和一定的触变性、失水量低和早期强度高等优点，能有效地防止漏失及其对油气层的保护。但对于井深，井底压力高(≥70MPa)，国产普通漂珠低密度水泥浆密度破碎率较大，已不适应深井压力要求。

发明内容

本发明的目的是：克服现有技术中的不足，提供一种强度高，流变性、沉降稳定性好的低密度高强水泥浆。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种低密度高强水泥浆，所述水泥浆的质量份组成如下：水泥80-100份、减轻剂液体二氧化硅35-45份、中空玻璃微珠24-40份、纤维素醚10-18份、格蕾丝聚羧酸减水剂2-8份、碱式氯化铝4-8份、六偏磷酸钠3-6份、消泡剂1.2-2.4份，每升水泥浆中包括纤维0.12-0.24g，所述水泥浆的密度为1.25-1.31g/cm³。

进一步的，所述液体二氧化硅的平均粒径为0.12-0.2μm。

进一步的，所述液体二氧化硅的平均粒径为0.15-0.18μm。

进一步的，所述中空玻璃微珠的平均直径为0.28-0.32μm，抗压强度达124MPa以上。

进一步的，所述纤维素醚选用羟丙基甲基纤维素。

进一步的，所述纤维选用玻璃纤维、碳纤维、聚丙烯纤维或尼龙纤维中的一种或几种，其长度为4.8-5.2mm。

进一步的，所述纤维选用玻璃纤维、碳纤维和聚丙烯纤维的混合物，其质量比为1:1.1:1.3。

进一步的，所述消泡剂选用聚二甲基硅氧烷、聚氧丙烯甘油醚、乳化硅油中的一种。

进一步的，所述水泥浆的密度为1.26-1.29g/cm³。

进一步的，所述水泥浆的质量份组成如下：水泥100份、减轻剂液体二氧化硅40份、中空玻璃微珠32份、纤维素醚15份、格蕾丝聚羧酸减水剂5份、碱式氯化铝6份、六偏磷酸钠5份、消泡剂1.8份，每升水泥浆中包括纤维0.18g，所述水泥浆的密度为1.26-1.29g/cm³。

采用本发明的技术方案的有益效果是：

1、本发明以液体二氧化硅和中空玻璃微珠为减轻剂，与其他原料配伍使用，形成了抗高温超低密度水泥浆体系；本发明的水泥浆变为水泥石所经历的时间短，缩短了水泥浆失重时间，并且具有很好的防气窜效果。

2、本发明的低密高强具有良好的物理性能在75℃条件下具有强度高，流变性、沉降稳定性好，稠化时间可调等特点，解决了使用普通漂珠无法降至需要密度和水泥浆密度降低时强度低、流变性差稠化时间不易控制的不足。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步说明。

实施例1

一种低密度高强水泥浆，所述水泥浆的质量份组成如下：水泥80份、减轻剂液体二氧化硅35份、中空玻璃微珠24份、纤维素醚10份、格蕾丝聚羧酸减水剂2份、碱式氯化铝4份、六偏磷酸钠3份、消泡剂1.2份，每升水泥浆中包括纤维0.12g，所述水泥浆的密度为1.25-1.26g/cm³。

其中，所述液体二氧化硅的平均粒径为0.12-0.15μm。

其中，所述中空玻璃微珠的平均直径为0.28-0.3μm，抗压强度达124MPa以上。

其中，所述纤维素醚选用羟丙基甲基纤维素。

其中，所述纤维选用玻璃纤维，其长度为4.8mm。

其中，所述消泡剂选用聚二甲基硅氧烷。

实施例2

一种低密度高强水泥浆，所述水泥浆的质量份组成如下：水泥85份、减轻剂液体二氧化硅36份、中空玻璃微珠30份、纤维素醚12份、格蕾丝聚羧酸减水剂3份、碱式氯化铝5份、六偏磷酸钠4份、消泡剂1.5份，每升水泥浆中包括纤维0.15g，所述水泥浆的密度为1.25-1.29g/cm³。