[发明专利]一种高温固井水泥及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种高温固井水泥及其制备方法和应用，所述高温固井水泥含有如下质量百分比的原料：水泥原料69‑72％；石英砂28‑31％；所述水泥原料由质量比为4:6‑5:5的G级油井水泥和核电水泥组成。本发明所述的固井水泥，其稠化时间较长且稳定，强度随着温度升高基本不衰退，尤其是适用于非洲地区的固井工程。

技术领域

本发明属于水泥技术领域，具体涉及一种高温固井水泥及其制备方法和应用。

背景技术

固井是油气资源安全、经济、高效开发的前提和基础，也是油气井建井工程的关键环节，固井是通过在套管与地层之间的环空注入水泥浆，起到封隔易塌、易漏等复杂地层，封隔油气水层，建立油气流出通道，防止产层间互窜、保护套管等作用。因此，固井质量的好坏将直接影响油气井的开采安全、生产寿命及经济效益。

G级油井水泥是常用的高温固井材料，但在部分高温地层如服役时存在短期水泥石强度衰退的问题，这是因为非洲国家地势相对低、温度湿热、这种气候不适应G级油井水泥高温固井，该G级油井水泥应用于温度大于180℃的环境时，其存在沉降稳定性和抗压强度发展缓慢、甚至超缓凝的现象，容易导致水泥石的抗压强度衰退，进而就会产生气窜等技术问题。现有技术中通过在G级油井水泥加入石英砂来有效抑制油井水泥在高温下强度衰退现象，但稠化时间有时过短，而且强度有时过低，游离液过高，从而影响油气井采收率。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种高温固井水泥及其制备方法和应用，可解决高温地层中稠化时间短和后期强度低的问题。

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高温固井水泥，含有如下质量百分比的原料：

水泥原料 69-72％；

石英砂 28-31％；

所述水泥原料由质量比为4:6-5:5的G级油井水泥和核电水泥组成。

优选的，前述的高温固井水泥中，其中所述G级油井水泥含有如下质量百分比的原料：

硅酸盐水泥熟料 95-97wt％；

石膏 3-5wt％；

所述硅酸盐水泥熟料含有48wt％-65wt％的C3S及0.5wt％-2.5wt％的C3A。

优选的，前述的高温固井水泥中，其中以所述G级油井水泥的质量计，所述硅酸盐水泥熟料含有55wt％的C3S及1.5wt％的C3A。

优选的，前述的高温固井水泥中，其中以所述G级油井水泥的质量计，所述硅酸盐水泥熟料还含有0.3wt％-0.6wt％的R₂O、15wt％-21wt％的C₂S和15％-20％C₄AF。

优选的，前述的高温固井水泥中，其中以所述G级油井水泥的质量计，所述硅酸盐水泥熟料还含有0.47wt％的R₂O、20.16wt％的C₂S和17.08wt％的C₄AF。

优选的，前述的高温固井水泥中，其中所述石膏选自天然二水石膏、硬石膏和混合石膏。

优选的，前述的高温固井水泥中，其中所述G级油井水泥的稠化时间为95-115min，颗粒密度为3.18±0.01g/cm³，比表面积为350-380m²/kg。

优选的，前述的高温固井水泥中，其中所述核电水泥含有如下质量百分比的原料：

中热硅酸盐水泥熟料：95-97wt％；

石膏 3-5wt％；