[发明专利]一种适用于热采水泥的抗高温强度衰退剂

说明书

一种适用于热采水泥的抗高温强度衰退剂，该抗高温强度衰退剂由不同目数的石英砂（200目、400目、600目、800目、1000目）、微硅、膨胀珍珠岩、粉煤灰、硅藻土、早强激活剂和分散剂按一定比例混合而成。该抗高在不同高温120℃、160℃、200℃、240℃、280℃、320℃、360℃梯度7d的条件下均能很好的降低水泥石强度衰退，且在多次热采高温高压条件下还能保持水泥石一定的强度要求。该方法制备的衰退剂适用条件广泛，在一般的水泥浆中均可使用，配伍性良好，对水泥浆性能影响较小，基本不增稠，早期强度大，兼备保温性能，特别适合稠油热采水泥常温凝固、高温热采的特点，可运用于蒸汽热采井的固井中。

技术领域

本发明属于化工产品制备技术领域，涉及一种油井水泥添加剂，具体涉及是一种油气井固井过程中适用于蒸汽热采井用的抗高温强度衰退剂。

背景技术

目前国内外的对特殊油气藏资源的开发力度越来越大，稠油资源已成为开发的重点。稠油的开发多采用热力降粘的开采方式，通过向井筒中注入过饱和蒸汽，用蒸汽带入的高温降低稠油的粘度，从而方便后续的开采。所采用的蒸汽温度一般高达300～350℃，甚至达到蒸汽临界温度375℃，高温条件下，水泥石中C-S-H凝胶将产生晶体转变，增大渗透率，水泥石变得疏松，强度大大衰退，难以对地层进行有效封固。一般可以采用向水泥浆中添加某种硅砂的办法提高水泥石的热稳定性，降低水泥石高温强度衰退。在稠油热采固井水泥中，水泥浆处在常温凝固、高温热采这一特殊的地层环境下，常温凝固大大降低水泥石的早期强度，造成水泥浆缓凝严重，延长了建井周期。另外研究表明，硅砂粒径越小，水泥石强度衰退越小，抗压强度越高。但硅砂粒径越小，价格越高，增稠越严重。目前国内外抗高温强度衰退剂通常选用单种硅砂，未对其进行极配改良，单种硅砂的加入能一定程度的抑制水泥石高温强度衰退，但同时由于单种硅砂的带入，水泥浆存在凝结时间延长、早期强度低、稠度高等问题。因此需要选择合适的硅砂粒径及外加剂进行极配，以降低成本增加水泥浆密实度，降低水泥石渗透率，提高早期强度，减缓凝结时间的延长。抗高温强度衰退剂的开发对稠油油藏的开发开采具有重要意义。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的是提供一种适合热采水泥的抗高温强度衰退剂及其制备工艺，其有效成分为SiO₂，不同目数的石英砂、微硅、硅藻土、粉煤灰可相互极配，提高水泥石密实度，降低水泥浆中钙硅比，提高水泥石的抗高温衰退的能力；膨胀珍珠岩、微硅、硅藻土、粉煤灰富含大量活性SiO₂，可有效增强水泥石抗高温衰退的能力；膨胀珍珠岩还用于增强水泥石的保温性能；早强激活剂用于提高水泥浆早期强度，加速凝结；分散剂用于降低水泥浆稠度，该抗高温强度衰退剂可以在120℃、160℃、200℃、240℃、280℃、320℃、360℃高温下有效的减缓固井水泥石强度的衰退。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种适合蒸汽热采水泥的抗高温强度衰退剂，按重量百分比包括以下组成：

200目石英砂：5～25% wt，

400目石英砂：2～4% wt，

600目石英砂：5～20% wt，

800目石英砂； 5～10% wt，

1000目石英砂：5～25% wt，

微硅 ：5～15% wt，

膨胀珍珠岩：20～30% wt，

粉煤灰：2～5% wt，

硅藻土：2～6% wt，

早强激活剂：5～9% wt，

分散剂：1～5% wt。

所述石英砂为200目、400目、600目、800目及1000目的混合物。