[发明专利]一种固井用轻珠防漏失水泥浆及制备工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种固井用轻珠防漏失水泥浆及制备工艺。

背景技术

现有水泥浆体系会造成漏失严重、水泥低返、部分油层封固质量差或油层漏封，即当水泥浆密度高于压破地层的当量密度时，就会压漏地层发生漏失，使得水泥返高不够，但如果该水泥浆体系的密度太低时，水泥石胶结质量就会变差，引发固井质量问题；使用普通水泥浆体系固井存在的主要问题有：

1、普通封固油层的水泥浆体系密度高，均大于1.85 g/cm³，容易压漏承压能力较低的地层；

2、普通低密度水泥浆体系的体积随着压力变化不明显，在固井过程中不能有效减缓和阻止漏失；

3、粉煤灰低密度水泥浆体稳定性差，密度一般在1.45 g/cm³左右，稠化时间大于350min，析水量在10%左右，容易出现分层现象。

发明内容

本发明提供一种固井用轻珠防漏失水泥浆及制备工艺，以克服现有技术中存在的缺陷。使用本发明的轻珠防漏失水泥浆体系的体积随着压力变化明显，不仅能有效降低水泥浆体系密度和提高水泥石胶结质量，而且能在发生漏失时起到减缓漏失和堵漏作用。

本发明技术方案为：一种固井用轻珠防漏失水泥浆，其特征在于：

由G级油井水泥和轻珠按重量比例复配而成，其中：

G级油井水泥        60—90份；

轻珠                    10—40份；

水                      65—95份。

G级油井水泥            70份；

所述轻珠                30份。

G级油井水泥            75份；

所述轻珠                25份。

所述轻珠是由硅铝超轻材料成份复配而成的减轻材料，粒径在30—80μm，具有较大的比表面积，且吸水率低。

一种制备如上述固井用轻珠防漏失水泥浆的方法，其特征在于，包含如下步骤：

1）根据所需水泥浆的密度、稠化时间、游离水及抗压强度等性能要求，确定G级油井水泥和轻珠的加量比例和重量；

2）利用干混设备，根据确定的重量加入G级油井水泥和轻珠，将轻珠的加量控制在总重量的15%—40%进行复配；

3）干混环境要保证干燥通风，以防水泥和轻珠吸水受潮而变质；

4）配制水泥浆时通过调节水量和灰量来控制体系的密度。

所述水泥浆体系的密度为1.24g/cm³—1.60g/cm³；

所述稠化时间大于180min；

所述游离水体积比为1.6%—4.1%；

所述抗压强度为24小时抗压强度大于4MPa；

所述水固比为0.65—0.95；

所述轻珠的加量占总重量的10%—40%。

本发明技术效果为：

1、加入轻珠使该体系具备了在固井过程中减缓和阻止漏失的能力，现场使用时，可直接通过控制水固比，有效控制水泥浆密度，避免压漏地层。

2、水泥与轻珠之间的颗粒级配使颗粒之间实现紧密堆积，提高单位体积水泥浆中的固相量，从而增加了浆体结构强度；

3、轻珠的微小粒径与水泥颗粒的能形成紧密堆积，改善了水泥石的孔隙结构，使孔隙度降低；

4、轻珠组分中含有的羟基水溶性聚合物可吸附于水泥颗粒表面，形成吸附水化层，使水泥颗粒发生桥接而形成网状结构，从而束缚了更多自由水；

5、水泥浆体系内的二氧化硅纤维组织及羟基聚合物水化层，形成了阻隔液体渗入膜，有效地限制了液相在浆体中的运动,使水泥石的均匀性得以提高,渗透性降低。

附图说明

下面结合实施例对本发明作进一步说明，但不作为对本发明的限定：

图1为试验模块电镜；

图2为试验模块电镜；

图3为水泥颗粒发生桥接而形成网状结构示意图。

具体实施方式

本发明涉及一种水泥浆体系，特别是轻珠防漏失水泥浆体系。它由G级油井水泥和轻珠按重量比例复配而成，其中：

G级油井水泥           60—90份；

轻珠                   10—40份；

水                     65—95份。