[发明专利]一种新型油井水泥弹塑剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种弹塑剂，特别是涉及一种新型油井水泥弹塑剂及其制备方法。

背景技术

水泥石自身的硬脆特性是致使油井水泥环的整体性在复杂多变的井下工况及油气井后续施工中受破坏、导致层间封隔失效的主要原因。因此，改善油井水泥石力学性能，赋予油井水泥石一种可控塑性形变能力，增加水泥石抗冲击破碎性能，减轻水泥环在受冲击力作用时的应力集中所造成的破裂伤害程度，对延长油气井开采寿命及提高采收率有着重要的作用。目前，国内外广泛应用粉末橡胶粉、硬沥青等材料来提高水泥石的弹性，特别是合成橡胶、苯乙烯/丁二烯聚合物材料可明显提高水泥环的韧性。

但是，苯乙烯/丁二烯聚合物在现场运用效果时好时坏，容易发生事故，且与其他体系的配伍性较差；粉末状的橡胶粉虽然操作方便，但对水泥石的抗压强度有明显降低，且不能与水泥完全混拌均匀，高温下极易出现分离现象(即橡胶粉上浮，不能均匀地分布在水泥石中)。从经济和操作方便的角度考虑，需要开发一种操作方便，且，在不影响水泥石其他性能的同时，保证水泥石的抗破裂压力等力学性能的新型弹塑剂。

发明内容

本发明的主要目的在于，提供一种新型油井水泥弹塑剂及其制备方法，本发明提供的油井水泥弹塑剂组成简单，原料尺寸搭配合理，生产工艺简单，成本低。可直接加入水泥熟料中，与水泥浆外加剂体系配伍性良好，对水泥浆流变性能无不良影响；改善水泥石力学性能，在对抗压强度影响很小的情况下极大的降低水泥石弹性模量，提高水泥石抗折强度和抗冲击韧性，延长油气井开采寿命。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。

依据本发明提出的一种油井水泥弹塑剂，所述的弹塑剂包括以下组分，聚丙烯颗粒、玄武岩纤维、二氧化硅和分散剂。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

优选的，前述的一种油井水泥弹塑剂，其中所述的弹塑剂中各组分的质量份数为，聚丙烯颗粒40-80份；玄武岩纤维20-50份；二氧化硅5-20份；分散剂0-5份。

优选的，前述的一种油井水泥弹塑剂，其中所述的弹塑剂中各组分的质量份数为，聚丙烯颗粒50-60份；玄武岩纤维20-30份；二氧化硅5-10份；分散剂1-5份。

优选的，前述的一种油井水泥弹塑剂，其中所述的弹塑剂中各组分的质量份数为，聚丙烯颗粒60份；玄武岩纤维30份；二氧化硅8份；分散剂2份。

优选的，前述的一种油井水泥弹塑剂，其中所述的丙烯酸颗粒的粒径为80-120目。

优选的，前述的一种油井水泥弹塑剂，其中所述的玄武岩纤维的长度为1-3mm。

优选的，前述的一种油井水泥弹塑剂，其中所述的分散剂为醛酮缩合物或萘系分散剂，如醛酮缩合物中的脂肪族羟基磺酸盐缩合物。

本发明的目的及解决其技术问题还采用以下的技术方案来实现。

依据本发明提出的一种油井水泥石，所述的油井水泥石包括水泥熟料和弹塑剂，所述的弹塑剂为上述任一项所述。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

优选的，前述的一种油井水泥石，以质量百分含量计，所述的弹塑剂的添加量为水泥熟料的4％。

本发明的目的及解决其技术问题还采用以下的技术方案来实现。

依据本发明提出的一种油井水泥石的制备方法，包括，将聚丙烯颗粒、玄武岩纤维、二氧化硅、分散剂混合，得到弹塑剂，所述的弹塑剂为前述中的任一项所述，将所述的弹塑剂与水泥熟料混合，得到干混材料；称量配浆水，控制水泥浆的密度为1.90g/cm³；在搅拌条件下，将所述的干混材料匀速的加入配浆水中，加料完成后，提高搅拌速度，搅拌均匀并消泡，形成水泥浆，高温养护凝固后，得到所述的油井水泥石。

借由上述技术方案，本发明提供的一种新型油井水泥弹塑剂及其制备方法，至少具有下列优点：

1、本发明提供的一种新型油井水泥弹塑剂，原料易得，制备方法简单。

本发明提供的一种新型油井水泥弹塑剂的原料包括聚丙烯颗粒、玄武岩纤维、二氧化硅和分散剂，原料组分易得，生产成本低；且将上述四种原料混合均匀后，即可得到所述的油井水泥弹塑剂，制备方法简单。

2、本发明提供的一种新型油井水泥弹塑剂与水泥浆外加剂体系配伍性良好。