[发明专利]一种水泥混合组分及其应用

说明书

一种水泥混合组分，所述水泥混合组分包括20～60重量份的油井水泥、5～40重量份的偏高岭土、0～30重量份的微硅、20～50重量份的矿渣、10～30重量份的石灰石、5～15重量份的激发剂。本申请的水泥混合组分可用于制备密度在1.3～1.6g/cm³的范围内的低密度水泥浆，所制备的低密度水泥浆具有早期强度高，浆体流动性好，稠化时间可调，制备方法简单，成本低廉，综合性能优良，施工方便，可满足低压易漏失地层的固井施工尤其是海上固井施工的需要的优点。

技术领域

本申请涉及但不限于固井技术领域，特别涉及但不限于一种水泥混合组分及其制备低密度水泥浆的应用。

背景技术

随着油气田开发程度加深，所遇低压易漏井或长封固井日益增多。采用常规固井方法，不但易造成井漏，还会造成地层破坏、油层污染及产油量降低等恶果。为了保证固井作业安全、提高固井质量，通常采用两种方法：一是采用双级或多级注水泥，二是使用减轻材料降低水泥浆密度。前者不仅施工程序比较复杂，而且占用的钻井时间长，特别不适用于海上施工。

低密度水泥浆(密度＜1.6g.cm³)是目前研究应用的主要方向。通常可以采用添加漂珠或粉煤灰、搬土的方法制备低密度水泥浆。添加漂珠制备的低密度水泥浆，其优点是具有较低的密度下限及较高的抗压强度，但在一定压力下水及外加剂会进入漂珠内部，造成水泥浆密度及性能变化，失去其原有效果。添加粉煤灰、搬土等材料制备的非漂珠低密度水泥浆，通常早期强度较低、浆体流动性不好，稳定性差，不能满足某些地层的要求。总的来说，在实际应用中，由于现场条件的限制及地层本身的复杂性，现有的低密度水泥浆性能还不能满足实际施工需要。

发明内容

本申请提供了一种水泥混合组分。

本申请提供的水泥混合组分，包括以下重量份数的各组分：

在本申请的实施方式中，所述水泥混合组分可以包括以下重量份数的各组分：

在本申请的实施方式中，所述油井水泥可以为G级和/或H级油井水泥。

在本申请的实施方式中，所述偏高岭土可以为经过800-900℃高温煅烧加工所得的偏高岭土，粒径可以为1-4μm。

在本申请的实施方式中，所述微硅可以为在冶炼硅铁和工业硅(金属硅)时，矿热电炉内产生出的SiO₂和Si气体，与空气迅速氧化冷凝沉淀而形成的工业副产物。

在本申请的实施方式中，所述矿渣可以为锂渣或水渣。锂渣为使用锂辉石冶炼锂盐时所排出的废渣。水渣为高炉炼铁时所排出的熔融硅酸盐类废物，经空气或水急冷所得的细小颗粒。

水渣有两个较为重要的性能指标：

(1)质量系数：反应水渣中活性组分与低活性、非活性组分间的比例，K越大，水渣的活性越高；

(2)碱性系数M＞1为碱性矿渣，M＝1为中性矿渣，M＜1为酸性矿渣。

在本申请的实施方式中，所述水渣可以为质量系数在1.2～2的碱性水渣。

可选地，所述水渣为质量系数在1.6～2的碱性水渣。

在本申请的实施方式中，所述水渣的粒径可以为0.25～10μm。

可选地，所述水渣的粒径为1-4μm。

在本申请的实施方式中，所述激发剂可以为水泥浆中常用的激发剂。

可选地，所述激发剂选自Na₂SO₄、CaSO₄和NaOH组成的组。