[发明专利]一种耐高温大温差弹韧性水泥浆体系及其制备方法

说明书

本发明提供了一种耐高温大温差弹韧性水泥浆体系，以重量份数计，所述水泥浆体系包括：G级油井水泥100份、缓凝剂2～10份、降失水剂1～8份、弹性材料2～15份、增韧材料0.05～3份、强度稳定材料0～75份、膨胀剂2～8份、早强剂0.5～4份、加重剂0～300份、界面胶结增强剂0～10份、消泡剂0.5～3份、水35～200份。可满足超深高温高压油气井超长封固段一次性封固要求，提高超长封固段水泥环整体密封性能，预防井口带压。

技术领域

本发明涉及一种耐高温大温差弹韧性水泥浆体系及其制备方法。

背景技术

高温高压气井井口带压问题严重影响油气井安全生产，水泥环长效密封需求迫切。长封固段单级封固作为深井超深井超长封固段固井的一种探索与尝试，其更有利于水泥环整体完整密封性，但超长封固段固井面临顶底温差大，顶部水泥浆易超缓凝甚至不凝问题，且常规水泥石的脆硬特性使得其易在套管内压力交变后，发生水泥环密封失效问题，从而严重影响了水泥环长效密封。

目前针对长封固段固井质量不易保证的问题，国内外开展了长封固段及大温差固井技术研究，主要体现在大温差缓凝剂和降失水剂方面，但满足超深高温高压气井超长封固段一次性封固的耐高温弹韧性水泥浆体系研究较少，且常规大温差体系在水泥环密封完整性方面存在易密封失效问题。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种耐高温大温差弹韧性水泥浆体系，体系密度可以在1.88～1.92g/cm³之间调节，稠化时间在120～500min可调可控，可满足超深高温高压油气井超长封固段一次性封固要求，提高超长封固段水泥环整体密封性能，预防井口带压。

根据本发明的一个方面，提供了一种耐高温大温差弹韧性水泥浆体系，以重量份数计，所述水泥浆体系包括：G级油井水泥100份、缓凝剂2～10份、降失水剂1～8份、弹性材料2～15份、增韧材料0.05～3份、强度稳定材料0～75份、膨胀剂2～8份、早强剂0.5～4份、加重剂0～300份、界面胶结增强剂0～10份、消泡剂0.5～3份、水35～200份。

在本发明所提供的水泥浆体系中，所述缓凝剂可以为2份、4份、6份、8份、10份以及它们之间的任意值，优选为2-6份。所述降滤失剂可以为1份、2份、4份、6份、8份以及它们之间的任意值，优选为2-6份。所述弹性材料可以为2份、4份、6份、8份、10份、12份、14份、15份以及它们之间的任意值，优选为4-12份。所述增韧材料可以为0.05份、0.1份、0.2份、0.3份、0.4份、0.5份、1.0份、1.3份、1.5份、1.8份、2.0份、2.3份、2.5份、2.8份、3.0份以及它们之间的任意值，优选为0.1-0.3份。所述强度稳定材料可以为0份、0.1份、1份、5份、10份、15份、20份、25份、30份、35份、40份、45份、50份、60份、70份、75份以及它们之间的任意值，优选为35-60份。所述膨胀剂可以为2份、4份、6份、8份以及它们之间的任意值，优选为2-6份。所述早强剂可以为0.5份、1份、2份、3份、4份以及它们之间的任意值，优选为0.5-3份。所述加重剂可以为0份、1份、5份、10份、50份、100份、150份、200份、250份、300份以及它们之间的任意值，优选为50-250份。所述界面胶结增强剂可以为0份、2份、4份、6份、8份、10份以及它们之间的任意值，优选为4-10份。所述消泡剂可以为0.5份、1份、1.5份、2份、2.5份、3份以及它们之间的任意值，优选为1-2.5份。所述水可以为35份、50份、80份、100份、150份、180份、200份以及它们之间的任意值，优选为35-150份。

根据本发明的优选实施方式，所述G级油井水泥为高抗硫酸盐油井水泥。

根据本发明的优选实施方式，所述缓凝剂中包括衍生自2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)和衍生自衣康酸(IA)的结构单元，优选为2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)-衣康酸(IA)聚合物。所述缓凝剂可满足封固井段底部高循环温度下稠化时间可调可控，封固井段顶部低温下顶部水泥石强度发展快。