[发明专利]一种适用于页岩气固井的防气窜水泥浆体系及其制备方法

说明书

本发明公开了一种适用于页岩气固井的防气窜水泥浆体系，包括：G级油井水泥，淡水，加重剂或减轻剂，石英砂，G403油井水泥增韧剂，可再分散乳胶粉，稳定剂，G33S油井水泥降失水剂，GH‑9油井水泥缓凝剂，G401油井水泥膨胀剂，USZ油井水泥减阻剂，XP‑1消泡剂。本发明通过外掺料加重剂和减轻剂的调节来配制不同比重的弹性防窜水泥浆体系，可满足不同区块、不同地层的固井要求，很好的封固油气层。本发明所采用降失水剂、缓凝剂、膨胀剂、减阻剂具有非常强的适应能力，在不同的水泥浆体系中，具有良好的配伍性，使得水泥浆体系的综合性能优良。

技术领域

本发明涉及石油钻井固井领域，特别涉及一种适用于页岩气固井的防气窜水泥浆体系及其制备方法。

背景技术

页岩气是指蕴藏于页岩层的可供开采的非常规天然气，主要以吸附和游离状态存在于天然裂缝和孔隙中。页岩气发育具有广泛的地质意义，存在于几乎所有的盆地中，但是由于页岩气储集层渗透率低，开采难度较大，后期为了增加产量，一般都要大型分段压裂作业，对固井水泥石的性能要求较高。同时对于不同的地层，开采难度不尽相同，需要用不同比重、特性的水泥浆来封固地层。目前页岩气固井施工中所采用的水泥浆体系主要靠加入橡胶粉来提高水泥石的弹性，但橡胶粉本身与水泥浆相容性不好，会对水泥浆的稳定性造成影响。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种适用于页岩气固井的防气窜水泥浆体系及其制备方法。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种适用于页岩气固井的防气窜水泥浆体系，包括以下重量份计的原料：G级油井水泥100份，淡水46～75份，加重剂0～90份或减轻剂0～25份，石英砂0～30份，G403油井水泥增韧剂0.5～1.5份，可再分散乳胶粉0～4份，稳定剂2～15份，G33S油井水泥降失水剂2.5～5.0份，GH-9油井水泥缓凝剂0～2.5份，G401油井水泥膨胀剂1.0～3.0份，USZ油井水泥减阻剂0～0.8份，XP-1消泡剂0.2～0.4份。

所述的加重剂为铁矿粉，粒径为250～1200目；所述的减轻剂为玻璃微珠，粒径为200～300目，玻璃微珠的承压能力不低于6000psi；所述的石英砂，粒径为160～200目；所述的稳定剂为活性微硅粉，粒径为160～300目。

所述的可再分散乳胶粉是购自广州原野实业有限公司，型号为：DY5020。

一种适用于页岩气固井的防气窜水泥浆体系的制备方法，包括以下步骤：

①称取G级油井水泥、加重剂或减轻剂、石英砂、G403油井水泥增韧剂、可再分散乳胶粉、稳定剂、G33S油井水泥降失水剂、G401油井水泥膨胀剂、USZ油井水泥减阻剂，混拌均匀备用；

②将淡水、GH-9油井水泥缓凝剂，XP-1消泡剂投入储存罐中泵循环2h混合均匀备用；

③将步骤①和②的混合料通过固井设备搅拌混合均匀即可。

本发明的有益效果：

1、本发明通过外掺料加重剂和减轻剂的调节来配制不同比重的弹性防窜水泥浆体系(密度1.40g/cm3～2.40g/cm3)，可满足不同区块、不同地层的固井要求，很好的封固油气层。本发明所采用降失水剂、缓凝剂、膨胀剂、减阻剂具有非常强的适应能力，在不同的水泥浆体系中，具有良好的配伍性，使得水泥浆体系的综合性能优良。

2、本发明制备的水泥浆，进一步采用可再分散乳胶粉作为弹性材料，与水具有良好的互溶性，加入到水泥浆中，能够大幅提高水泥石的弹韧性，降低水泥石的弹性模量，提高水泥石的形变能力，以抵抗后期分段压裂带来的冲击载荷，为后期酸化压裂，射孔完井提供保障。