[发明专利]一种适合小尺寸油管用低摩阻高性能水泥浆体系

说明书

技术领域

本发明涉及非常规油气钻完井工程固井技术领域，更具体地说，涉及一种适合小尺寸油管用低摩阻高性能水泥浆体系。

背景技术

在非常规油气钻完井工程领域，随着勘探开发的深入，井下复杂情况愈发突出，小尺寸连续油管应用领域被逐渐扩展，素有”万能作业机”的美誉。例如页岩气井试气完成后因现场实际情况暂达不到试采条件，且为满足该平台后期钻井施工要求，需对该井进行连续油管注水泥临时封井作业。连续油管具有管道长、管径及管柱间隙小的特点，流体循环过程中产生的循环压耗是导致连续油管施工压力偏高的主要原因，故循环流体的润滑性能对连续油管注水泥安全施工至关重要。水泥浆为高固相颗粒混合液，摩阻系数大，小尺寸油管泵注过程中产生较大的压力损耗，导致施工泵压偏高，限制油管施工顶替排量，增大施工安全风险。为保证小尺寸油管注水泥塞施工的安全性和可持续性，优选流变性能好的低摩阻水泥浆体系，降低循环压耗对施工泵注压力的影响。

目前适合小尺寸油管使用的水泥浆体系很少，尚处于初期开发探索阶段，具有广阔的研究价值和应用前景。因此，研发出适合小尺寸油管注水泥作业用的低摩阻水泥浆体系尤为重要，减少循环压力损耗和施工作业时间，防止出现“插旗干”或“灌香肠”等恶性质量事故，降低施工压力和安全风险，以保证小尺寸油管注水泥施工质量。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术存在的不足而提供一种适合小尺寸油管用低摩阻高性能水泥浆体系，可以降低小尺寸油管泵注施工压力、提高施工安全性及保证注水泥施工质量。

本发明为解决上述提出的问题所采用的技术方案为：

一种适合小尺寸油管用低摩阻高性能水泥浆体系，其包括油井水泥、水、降摩减阻剂、降失水剂、缓凝剂、消泡剂，其配比以油井水泥重量为基准计为：油井水泥计100份，水42.0-46.0份，降摩减阻剂0.5-1.5份，降失水剂1.0-3.0份，缓凝剂0.5-2.0份，消泡剂0.2-0.5份。

按上述方案，所述水泥浆密度为1.86g/cm³-1.90g/cm³。

按上述方案，所述降摩减阻剂为磺化丙酮苯甲醛缩聚物和十二烷基硫酸钠中的一种或两种按任意比例的混合物。磺化丙酮苯甲醛缩聚物由苯甲醛、丙酮和亚硫酸钠按照2-4:1:0.7-0.9的摩尔比进行反应得到磺化丙酮苯甲醛缩聚物，磺化度为2.0mmol/g-2.8mmol/g。常规的有机盐类或无机盐类降摩减阻剂均可以应用于本发明。

按上述方案，所述降失水剂为羧丙基甲基纤维素和聚丙烯酰胺中的一种或两种按任意比例的混合物。其中羧丙基甲基纤维素由碱纤维、环氧丙烷和氯甲烷按照2-3:1:0.5-0.8的摩尔比进行醚化反应而成。另外其它常规水泥降失水剂，例如聚乙烯醇或阴离子型聚合物降失水剂也可以应用于本发明。本发明的降失水剂可以市购得到，例如四川弘盛的产品代号为BS100L的降失水剂。

按上述方案，所述缓凝剂为葡萄糖酸钠和羧甲基纤维素钠中的一种或两种按任意比例的混合物。本发明的缓凝剂可以市购得到，例如四川弘盛的产品代号为BS200的缓凝剂。

按上述方案，所述消泡剂为聚乙烯醚和高级醇中的一种或两种按任意比例的混合物。本发明的消泡剂可以市购得到，例如四川弘盛的产品代号为BP-1A的消泡剂。

按上述方案，所述油井水泥为G级油井水泥，该水泥属于波特兰硅酸盐水泥，主要化学成分为铝酸三钙、铁铝酸四钙、硅酸三钙和硅酸二钙，要求比表面积不小于300m²/kg、平均粒径5um-15um，80um筛孔筛余不得超过10％。例如嘉华或三峡生产的G级油井水泥可以应用于本发明。

按上述方案，所述小尺寸油管为尺寸在2＂-2.375＂之间的油管，钢级在90以上，可以为连续油管也可以为不连续油管。

本发明所述适合小尺寸油管用低摩阻高性能水泥浆的制备方法：在室温条件下，在浆杯中按照水、降摩减阻剂、降失水剂、缓凝剂、消泡剂的顺序依次添加形成配浆药品水，每加完一种添加剂，均需要搅拌均匀再添加下一种添加剂；在低速搅拌条件下，将油井水泥在10-15s内加入药品水中搅拌混合均匀，搅拌的速度为3000-4000RPM；再高速搅拌30-35s，搅拌速度为10000-12000RPM。

与现有技术相比，本发明所述小尺寸油管用低摩阻高性能水泥浆具有如下优点：