[发明专利]深井固井用高密度水泥浆体系

说明书

技术领域

本发明涉及一种水泥浆体系，具体涉及深井固井用高密度水泥浆体系。

背景技术

固井是钻完井作业过程中不可缺少的一个重要环节，它包括下套管和注水泥。固井技术是多学科的综合应用技术，具有系统性、一次性和时间短的特点。固井的主要目的是保护和支撑油气井内的套管，封隔油、气和水等地层。水泥浆是固井中使用的工作液。

近年来，随着国内油气田勘探和开发工作的不断深入，深井超深井数量越来越多。井深越来越深、地层压力越来越高，地层压力高，固井时无法平衡地层压力，容易出现溢流或窜流的现象。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是深井固井地层压力高，固井困难，目的在于提供深井固井用高密度水泥浆体系，解决深井固井地层压力高，不平衡的问题。

本发明通过下述技术方案实现：

深井固井用高密度水泥浆体系，包括以下组分：水泥、加重剂、分散剂、降失水剂、高温稳定剂、微硅、缓凝剂，所述加重剂的质量占水泥质量的50％-300％，分散剂的质量占水泥质量的0.4％-8％，降失水剂的质量占水泥质量的2％-10％，高温稳定剂的质量占水泥质量的50％-70％，微硅的质量占水泥质量的20％-30％，缓凝剂的质量占水泥质量的0.1％-8％。还包括0.5％-0.8％的消泡剂。

本发明利用紧密堆积的理论提高水泥浆的密度，加重剂、微硅、高温稳定剂的粒度不同，在水泥浆的配制中，小粒度的颗粒会填充大颗粒之间的空隙，在提高水泥浆密度的同时能够提高水泥浆的强度；提高水泥浆密度后水泥浆的粘度会变高，分散剂用于降低水泥浆的粘度，微硅作为填充剂，提高水泥浆的强度，高温稳定剂用于稳定水泥浆，避免水泥浆发生明显沉降；缓凝剂用于延长水泥浆的稠化时间。高密度水泥浆的密度一般高于1.98g/cm³，水泥浆的密度越高，水泥浆的粘度越大，水泥浆浆体越不稳定容易发生沉降；因此，不能一味地掺入加重剂来提高水泥将的密度，因此，高密度水泥浆的密度具有一定的限定范围；根据水泥浆的密度来调节加重剂、分散剂、降失水剂、高温稳定剂、微硅、缓凝剂的加量。因此，本发明设计了一套高密度水泥浆体系，本发明限定了高密度水泥浆的密度变化范围；保证了高密度水泥浆具有较好的性能；从而解决了深井固井地层压力高，不平衡的问题；高密度水泥浆能够平衡底层压力，压紧底层。

所述加重剂采用粒度为150目-200目的重晶石。所述加重剂的质量占G级油井水泥质量的100％-300％。重晶石化学性质稳定，不溶于水和盐酸，无磁性和毒性，密度大，是水泥浆常用的加重剂，市面上易得。重晶石的密度较于无机矿物加重剂的密度低，因此，使用单一的重晶石作为加重剂，需要适当提高加重剂的加量。由于分散剂、降失水剂、高温稳定剂、微硅、缓凝剂的粒度小，因此，选用150目-200目的重晶石，颗粒填充紧密。

所述水泥包括微细水泥、G级油井水泥中的一种或两种复配。微细水泥粒度小，具有一定的增稠作用；可通过改变水泥的类型调整水泥浆的流动性。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本发明深井固井用高密度水泥浆体系限定了高密度水泥浆的密度变化范围，保证了高密度水泥浆具有较好的性能，从而解决了深井固井地层压力高，不平衡的问题；

2、本发明深井固井用高密度水泥浆体系的适用范围广，综合性能好；

3、本发明深井固井用高密度水泥浆体系中选用的材料在市面上易得，配制方法简单。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1

本发明深井固井用高密度水泥浆体系，包括以下组分：水泥、加重剂、分散剂、降失水剂、高温稳定剂、微硅、缓凝剂，所述加重剂的质量占水泥质量的50％-300％，分散剂的质量占水泥质量的0.4％-8％，降失水剂的质量占水泥质量的2％-10％，高温稳定剂的质量占水泥质量的50％-70％，微硅的质量占水泥质量的20％-30％，缓凝剂的质量占水泥质量的0.1％-8％。还包括0.5％-0.8％的消泡剂。所述水泥包括微细水泥、G级油井水泥中的一种或两种复配。微细水泥粒度小，具有一定的增稠作用；可通过改变水泥的类型调整水泥浆的流动性。