[发明专利]一种固井水泥浆体系及其应用

权利要求书

1.一种固井水泥浆体系，包括如下组分：水泥、降脆增弹材料、增韧材料和增强材料。

2.根据权利要求1所述的固井水泥浆体系，其特征在于，所述固井水泥浆体系包括如下组分：水泥100重量份、降脆增弹材料3-8重量份、增韧材料1-7重量份和增强材料1-5重量份。

3.根据权利要求1或2所述的固井水泥浆体系，其特征在于，所述水泥为油井水泥，优选为G级油井水泥；和/或所述降脆增弹材料为橡胶颗粒，优选为140-180目数的橡胶颗粒；和/或所述增韧材料为晶须，优选为钙质晶须，更优选为直径0.5-2μm、长度20-50μm的晶须；和/或所述增强材料为硅灰，优选粒径为50-300nm的硅灰。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的固井水泥浆体系，其特征在于，所述固井水泥浆体系还包括其他添加剂，所述其他添加剂包括选自降滤失剂、分散剂、缓凝剂和消泡剂中的一种或多种。

5.根据权利要求4所述的固井水泥浆体系，其特征在于，所述其他添加剂包括2-6重量份的降滤失剂、0-2重量份的分散剂、0-1.5重量份的缓凝剂、40-46重量份的水和0.1-0.5重量份的消泡剂。

6.根据权利要求4或5所述的固井水泥浆体系，其特征在于，所述降滤失剂为2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)聚合物、酮醛缩合类和聚乙烯醇(PVA)体系中的一种或多种；

所述分散剂为醛酮缩合物和/或萘系分散剂；

所述缓凝剂为2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸聚合物；

所述消泡剂为聚醚类消泡剂；

所述水为自来水或含盐量小于0.5g/L的水。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的固井水泥浆体系，其特征在于，在25-110℃，60MPa条件下，所述水泥浆的密度为1.75-2.10g/cm³，水泥浆的流动度大于18cm，析水量小于0.5％，上下密度差小于0.02g/cm³。

8.一种根据权利要求1-7中任一项所述的固井水泥浆体系的制备方法，包括如下步骤：

(1)将水泥、降脆增弹材料、增强材料和增韧材料混拌，得到固体混合物；

(2)将水和其他添加剂搅拌成配浆水；

(3)将所述固体混合物与所述配浆水混合搅拌，得到所述固井水泥浆体系。

9.一种根据权利要求1-8中任一项所述的固井水泥浆凝结硬化得到的水泥石，在养护24-96小时、优选72小时后，所述水泥石的弹性模量为5-8GPa，抗压强度＞28MPa，抗折强度＞6MPa，抗拉强度2.5MPa。

10.一种根据权利要求1-7中任一项所述的固井水泥浆体系或根据权利要求9所述的水泥石在高压气井固井中的应用，尤其是在高产气井和/或页岩油气井中的应用，优选在页岩气井和储气库固井的水泥环中的应用。