[发明专利]一种适用于浅层疏松砂岩地层的低密度混材及制备方法

说明书

本发明公开了一种适用于浅层疏松砂岩地层的低密度混材。该低密度混材按100份计由下列质量份的原料组成：漂珠10～20份，微硅30～40份，粉煤灰25～35份，矿渣15～25份。基于上述的低密度混材，本发明还提供了一种水泥浆，以重量份计按如下组分混合：G级硅酸盐水泥100份，低密度混材55～75份，降失水剂7～15份，缓凝剂0.5～2份，早强剂0.5～3份，分散剂1～4份，淡水100～150份。根据不同施工要求，本发明的低密度混材密度可以在1.40‑1.70g/cm³范围内任意调节，且在低温下具有良好的水泥浆抗压强度，稳定性以及二界面胶结固井质量，能够满足浅层疏松砂岩地层的固井要求。

技术领域

本发明属于石油钻井固井用水泥浆技术领域，具体涉及一种适用于浅层疏松砂岩地层的低密度混材及制备方法。

背景技术

浅层疏松地层通常面临地层容易压漏、浅层地质灾害等问题以及水泥石抗压强度低、二界面胶结质量差等生产技术问题，为了避免这些问题，固井是关键环节之一。固井的质量在很大程度上取决于水泥浆性能，针对浅层疏松地层通常采用低密度水泥浆体系进行固井施工，低密度水泥浆具有凝结时间短、稳定性好等优点，可大大提高浅层易漏井施工安全及固井质量。因此对低密度水泥浆的研究具有非常重要的意义。

发明内容

针对浅层疏松地层固井面临的水泥石抗压强度低、二界面胶结质量差等生产技术问题，本发明提供了一种适用于浅层疏松砂岩地层的低密度混材，根据不同施工要求，本发明的低密度混材密度可以在1.40-1.70g/cm³范围内任意调节固井水泥浆密度，且在低温下具有良好的水泥浆抗压强度、稳定性、流变性以及二界面胶结固井质量，能够满足浅层疏松砂岩地层的固井要求。

本发明是通过如下的技术方案来实现上述目的的：

一种适用于浅层疏松砂岩地层的低密度混材，由下列质量份的原料组成：

其中，所述原料的总质量份为100质量份。

基于上述的低密度混材，本发明还提供了一种含有所述低密度混材的水泥浆。

所述含有所述低密度混材的水泥浆，由下述质量份的原料组成：

进一步的，所述含有所述低密度混材的水泥浆由下述质量份的原料组成：

本发明中所述的漂珠为人工空心微珠和电厂漂珠按组成质量比例为6～8:2～4所配成的混合物，其平均粒径范围为50-150μm，密度为0.3-0.8g/cm³。

本发明中所述的微硅主要成分是无定型二氧化硅，密度在2.1-2.3g/cm³，平均粒径范围在0.05～0.2μm。

本发明中所述的粉煤灰密度在1.5-2.5g/cm³，平均粒径范围在5～50μm。

本发明中所述的矿渣密度在2.4-2.9g/cm³，平均粒径范围在10～50μm。

本发明中所述的降失水剂为N，N-二甲基丙烯酰胺(NNDMA)、丙烯酸/2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AA/AMPS类聚合物)、丙烯酰胺/2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AM/AMPS类聚合物)中的至少一种。

本发明中所述的缓凝剂为酒石酸钾钠、硼酸、有机磷酸盐中的至少一种。

本发明中所述的早强剂由元明粉和甲酸钙按组成质量比例为7～10：0～3所配成的固体混合物粉末。

本发明中所述的分散剂为木质素磺酸盐，β-萘磺酸盐甲醛缩合物，丁基萘磺酸钠，醛酮缩合物中的至少一种。