[发明专利]耐温型抗水侵凝胶水泥浆

说明书

本发明公开了一种耐温型抗水侵凝胶水泥浆，包括G级油井水泥、调节剂、缓凝剂、分散剂和填料；G级油井水泥和填料的质量比为1:0.6～1；以G级油井水泥和填料的质量和为基准，调节剂、缓凝剂、分散剂占其质量百分比为8～16％、0～2％和0～1％；调节剂通过如下方法制得：先将氢氧化钠溶于水中，散热后，加入单体，除氧后，加入引发剂，在50～65℃条件下反应3～4h，冷却至室温；其中，单体为N，N二甲基丙烯酰胺单体、丙烯酰胺单体、2‑丙烯酰胺基‑2‑甲基丙磺酸单体和丙烯酸单体的混合物。该水泥浆在高温下具有很好的抗水稀释能力，在水中不易分散，不易被地层水污染，可根据施工时间调节水泥浆稠化时间，封堵地层。

技术领域

本发明属于石油钻井工程、煤层气工程领域，特别是涉及一种耐温型抗水侵凝胶水泥浆。

背景技术

目前，油田在堵水调剖、层漏所用堵剂主要存在下列问题：1)有机堵剂的封堵浆体固结后强度不佳，抗温能力不够，有效期短；而强度大、封堵效果好的堵剂成本高，不适合大剂量封堵施工。2)无机堵剂中的石灰乳成本低，是国内最通用的技术，但石灰乳在水中易被水冲释，抗水侵能力差，反应时间不易控制，颗粒大易沉降井底，对储层伤害性较大；超细水泥存在波及体积小，施工安全不好保证的技术难点，不能有效地驻留在封堵层位，堵剂替至目的层后未凝固前就已漏失掉，造成堵浆注入量大，施工时间长。

在钻井过程中经常遇到地层中存在暗河、断层放空等情况，造成严重漏失。解决这种漏失问题，常规钻井液堵漏无效，水泥堵漏因易被稀释，也会发生堵漏失败。一旦堵漏失败，一是造成钻井复杂，二是有的暗河和当地水源相通，会造成污染引起环保事故。

在井下作业水泥打塞封堵目的层时，由于井下存在地层水、盐水层或已被污染水源，水泥浆在泵送过程中易被冲释、稀释，可能对水泥浆造成污染导致水泥浆长时间不凝固，需要进一步打二次塞，甚至打三次塞，增加施工周期。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种耐温型抗水侵凝胶水泥浆，该耐温型抗水侵凝胶水泥浆在高温下具有很好的抗水稀释能力，在水中不易分散，不易被污染，可根据施工时间调节水泥浆稠化时间，封堵地层。

为此，本发明的技术方案如下：

一种耐温型抗水侵凝胶水泥浆，包括G级油井水泥、调节剂、缓凝剂、分散剂和填料；

所述G级油井水泥和填料的质量比为1:0.6～1；

以所述G级油井水泥和填料的质量和为基准，所述调节剂、缓凝剂、分散剂占其质量百分比分别为8～16％、0.5～2％和0～1％。

进一步，所述填料为高炉矿渣、粉煤灰、微珠、坂土和增强剂PZW中的一种或任意两种的混合物。

进一步，所述调节剂通过如下方法制得：

1)将氢氧化钠溶于水中，散热后，得到氢氧化钠水溶液；

2)将单体溶解于氢氧化钠水溶液中，除氧后，加入引发剂，在50～65℃条件下反应3～4h，冷却至室温，即得调节剂；

其中，所述单体为N，N二甲基丙烯酰胺单体、丙烯酰胺单体、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸单体和丙烯酸单体的混合物；

所述N，N二甲基丙烯酰胺单体的质量占所述单体质量的50～60％；

所述丙烯酰胺单体的质量占所述单体质量的5～12％；

所述2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸单体的质量占所述单体质量的18～22％；

所述丙烯酸单体的质量占所述单体总质量的15～17％；

所述引发剂的质量为所述单体质量的0.3～0.5％；优选，引发剂是氧化-还原体系：过硫酸钾-偏重亚硫酸钠(摩尔比为1:0.5～0.8)；