[发明专利]固井用高强度低水化热低密度水泥浆体系及其制备方法

说明书

本发明提供了一种固井用高强度低水化热低密度水泥浆体系及其制备方法，该高强度低水化热低密度水泥浆体系按重量份数计，包括：低水化热硅酸盐水泥25‑35份、玻化微珠20～25份、矿渣粉25～30份、微硅粉8～10份、熟石膏3～5份、硫酸钠1～2份、生石灰1～2份、熟石灰2～3份、偏硅酸钠2～3份、碳酸钠0.5～1.5份、水65～75份；该体系还可根据需要添加缓凝剂、降失水剂、减阻剂等外加剂。本发明所配制的水泥浆体系，密度低(1.20‑1.30g/cm³)确保一次上返全封固井筒环空；强度高(常压45℃/24h/48h强度＞7/10MPa)，能更好的支撑套管；适用50～90℃范围内的油、气井的固井作业。消除了现有水泥浆体系中使用缓凝剂与促凝激活剂之间的性能冲突，实现体系稠化时间的方便可调，提高了油、气井固井质量。

技术领域

本发明属于固井技术领域，具体涉及一种固井用高强度低水化热低密度水泥浆体系及其制备方法和应用。

背景技术

随着石油勘探开发的进程，遇到低压地层、薄弱地层等易发生漏失地层的越来越多，而低密度水泥浆体系正是伴随着这些复杂情况的处理而逐渐发展和完善起来的，随着深井、超深井技术的不断发展和推广，使得在于深井、超深井的易漏地层往往会带来较为严重的井漏，从而严重影响了固井质量以及后续增产作业的实施。要改善该类复杂井况的固井质量就必须要完善低密度水泥浆体系。

如公开号CN106396509B的中国专利公开了一种适用范围广的低密度高强度水泥浆体系，由以下重量份的原料制备而成：低密度高强度水泥65-75重量份，AMPS类聚合物降失水剂0.2-2重量份，聚羧酸醚酯分散剂0.05-0.2重量份，无机铝酸盐早强剂0.1-2重量份，有机磷酸盐缓凝剂0.1-0.55重量份，有机硅消泡剂0.1-0.2重量份，蒸馏水25-35重量份。但由于该水泥浆体系使用无机铝盐早强剂，激活低密度高强度水泥，激活剂为弱碱强酸盐，温度上升后转化为弱碱性，起到激活作用。该水泥浆体系的性能表现为：40-55℃条件下，稠化时间偏长(260-330min)，给浅井固井的防窜带来风险，如要缩短时间需添加碱性添加剂，同时要追加一定量的激活剂，调整较杂；在65-90℃条件下，稠化时间一般为160-220min，用于高温深井需延长时间，追加酸性缓凝剂，会造成体系酸性增加，体系离析分层的风险。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种低水化热硅酸盐水泥，该低水化热硅酸盐水泥具有放热速率低、高后期强度和抗侵蚀性能好等特性，保证后期凝固强度满足行标要求。

本发明的第二目的在于提供一种包括上述低水化热硅酸盐水泥的固井用高强度低水化热低密度水泥浆体系，解决现有低密度水泥浆体系的缺陷，消除体系中使用缓凝剂与促凝激活剂之间的性能冲突，实现体系稠化时间的方便可调，提高油、气井固井质量及生产效益。

本发明的第三目的在于提供一种上述固井用高强度低水化热低密度水泥浆体系的制备方法。

本发明的第四目的在于提供一种上述固井用高强度低水化热低密度水泥浆体系在油、气井固井作业中的应用。

为了实现本发明的上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供了一种固井用高强度低水化热低密度水泥浆体系，按重量份数计，包括以下组份：低水化热硅酸盐水泥25-35份、玻化微珠20～25份、矿渣粉25～30份、微硅粉8～10份、熟石膏3～5份、硫酸钠1～2份、生石灰1～2份、熟石灰2～3份、偏硅酸钠2～3份、碳酸钠0.5～1.5份、水65～75份。

作为进一步优选的技术方案，该固井用高强度低水化热低密度水泥浆体系还包括2.0～2.5重量份的降失水剂。

作为进一步优选的技术方案，该固井用高强度低水化热低密度水泥浆体系还包括0.1～0.25重量份的减阻剂。

作为进一步优选的技术方案，该固井用高强度低水化热低密度水泥浆体系还包括0～0.4重量份的缓凝剂。