[发明专利]一种油井水泥

说明书

本发明涉及一种油井水泥的组成，属于特种水泥领域。

油井水泥，国家标准规定了级别等级，能够适用于超高温高压条件下的3660～4880m井深的注水泥，与促凝剂或缓凝剂一起使用，能适应于较大的井深和温度范围，由于高温油井水泥要求在120℃和111.3MPa压力的条件下具有良好的可泵性，因而通常需要烧制无C₃A和高C₂S含量的水泥熟料，对原料组成要求严格，条件苛刻，原料的适用范围少，给生产带来了很大困难。

目前，高温油井水泥一般由贝利特硅酸盐水泥熟料、石英砂及少量的石膏混合粉磨制成，用该三组份配方制成的油井水泥在地层高温高压的条件下的稠化时间短，在120℃、111.3MPa下达到30BC的时间仅为60～90min，稠化时间为180～260min，不利于固井作业。

本发明的目的在于提供一种合理组成的油井水泥，该水泥高温高压下的稠化时间长，可泵性能好，适宜深井固井作业，固化后抗压强度高，并且对原料的选用范围广。

本发明的目的可以由以下方案来实现：

所述的油井水泥，含有水泥熟料、石英、石膏组分，其特征在于还含有石灰石组分。

如上所述的油井水泥，其组成的重量百分比为：

水泥熟料  15～40％

石膏      1～5％

石英      20～45％

石灰石    20～40％

其中的水泥熟料可以是贝利特硅酸盐水泥熟料，也可以是阿利特硅酸盐水泥熟料。各种原料纯度要求与通常的油井水泥生产要求一致。

本发明油井水泥采用通常的油井水泥生产工艺生产即可，根据配方组成配料，经球磨机研磨粉碎并通过选粉机选粉后即可得到产品。

本发明油井水泥的组成，由多次实验、试验结果筛选而定，其性能由检测部门检测，指标超过目前国家J级油井水泥标准GB10238-88(见表1)，检测结果见表2。

本发明实验完成后，与胜利石油管理局钻井工程总公司固井二公司签订了“油井水泥试验协议”，进行检测和现场施工试验，他们的试验结论是：

(1)本发明的油井水泥物性指标符合GB10238-88规定指标，且初始稠度低，保持时间长，满足了我们最初提出的120℃、111.3MPa下30BC时间不少于150min的愿望要求，抗压强度也比GB10238标准要求的高。

(2)本发明的油井水泥与油田目前广泛使用的气锁膨胀剂ZG-3、QJ-625相容性好，配合使用对稠化时间基本没有影响，有利于防止油气窜。

(3)本发明的油井水泥在油田六个构造上固井，与所用工业水适应性广，可以进行大面积推广。

(4)本发明的油井水泥与D级高抗硫酸盐水泥相容性也好，这样不影响采用“两凝”水泥固井方法，使用范围进一步拓宽。

综上所述，可以看出，本发明具有以下优点：

(1)本发明油井水泥大大改善了油井水泥的稠化性能，在水灰比0.5时，120℃、111.3MPa下，稠度在30BC的时间可延长至150min以上，稠化时间可延长至300min以上，可泵性能好，适宜深井固井作业。

(2)本发明油井水泥固化后抗压强度高，大大超过GB10238标准的指标要求，且7天后不倒缩。

(3)本发明油井水泥所用水泥熟料既可以是贝利特硅酸盐水泥熟料，也可以是阿利特硅酸盐水泥熟料，扩大了原料的选用范围，给生产带来方便。

(4)本发明降低了水泥熟料的用量，大大降低了油井水泥的粉磨电耗，可从现行生产的约50KWh/t左右，降低到约30KWh/t左右，下降了30％以上。

下面给合实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例1：油井水泥的重量组成为：

贝利特硅酸盐水泥熟料30％，石英砂35％，石灰石32％，石膏3％。

该组成的油井水泥按J级油井水泥测试标准检测，在水灰比为0.5时，初始稠度为9.0BC，小于10BC，稠度至30BC的时间为200min，大于180min，稠化时间为316min，大于310min；143℃、20.7MPa下12小时抗压强度为6.2MPa，大于3.5MPa；117℃，20.7MPa下24小时抗压强度为15.6MPa，大于6.9MPa；177℃、20.7MPa下，7天抗压强度为26.1MPa，大于24小时的抗压强度，经检测部门检测，技术性能指标见表2。

实施例2、油井水泥的重量组成为：

阿利特硅酸盐水泥熟料20％，石英砂40％，石灰石37％，石膏3％。