[发明专利]一种固井用水泥浆及其制备方法和应用

说明书

一种固井用水泥浆及其制备方法和应用。所述固井用水泥浆包括油井水泥、降失水剂、树脂粉末、树脂分散剂、纳米硅增强剂、水泥浆分散剂、消泡剂、配浆水，还可以包括空心玻璃微珠、复合增强剂、防窜增强剂和缓凝剂中的任意一种或多种。所述制备方法包括：将降失水剂、树脂粉末、树脂分散剂、纳米硅增强剂、水泥浆分散剂、消泡剂、配浆水和任选地防窜增强剂、缓凝剂混合，搅拌均匀，得到第一混合料；将油井水泥和任选地空心玻璃微珠、复合增强剂混合，搅拌均匀，得到第二混合料；将第一混合料与第二混合料混合，即可。本申请的固井用水泥浆的早期强度高、韧性好、沉降稳定性良好、水泥石致密，可以用于含浅层气井段的固井作业。

技术领域

本申请涉及油气田勘探开发的固井技术领域，尤指一种固井用水泥浆及其制备方法和应用。

背景技术

埋深小于1500m的天然气称为浅层气。浅层气类型多样，在世界范围内分布广泛，约占世界气田总数的20％。含浅层气地层松软承压能力弱，极易发生漏失，且浅层气压力高、压力变化快，导致在钻井过程中，易发生井喷事故。造成这种现象的原因主要是浅部地层温度低，水泥浆水化速度慢，水泥浆早期强度低，韧性差，导致水泥浆防气体窜出能力差。再者表层套管环空容积大，泵注排量低，环空返速低，清洗效率低，水泥浆易被污染，使水泥石与井壁的胶结强度降低。近年来，由于浅层气的影响，渤海湾多口生产井存在表层套管与隔水套管环空带压问题，因涉及生产平台作业安全问题，且补救困难，严重影响了油气资源的利用。

目前常见的浅层气固井水泥浆体系有胶乳水泥浆体系、自修复水泥浆体系、加入膨胀剂的水泥浆体系。胶乳水泥浆体系中的胶乳中的聚合物分子在水泥浆固相颗粒间及水泥浆与井壁间形成有一定弹性、韧性和静胶凝强度的非渗透膜，阻止气体侵入和环空运移上窜，起到了较好的防浅层气窜出的效果。但胶乳的加入会牺牲水泥石的抗压强度，且用量较大，成本较高。自修复水泥浆体系的核心材料是遇烃类物质可膨胀的油溶性高分子材料，从而实现对固井水泥环微裂缝和微间隙的封堵修复，对浅层气封堵效果显著。但水泥浆加入自修复材料后，会导致水泥石强度降低，流变读数升高，稠化时间变短，且加量都在10％以上，这也导致了自修复水泥浆推广应用较为困难。在水泥浆中加入膨胀剂防气窜是常规办法，各个油田都在使用，但在低温条件下膨胀速度慢，效果并不明显。

发明内容

本申请提供了一种固井用水泥浆及其制备方法和应用，该固井用水泥浆具有早期强度高、韧性好、沉降稳定性良好、水泥石致密的优点，可以用于含浅层气井段的固井作业。

本申请提供了一种固井用水泥浆，包括：油井水泥、降失水剂、树脂粉末、树脂分散剂、纳米硅增强剂、水泥浆分散剂、消泡剂和配浆水。

在本申请的实施例中，所述固井用水泥浆可以包括以下重量份的各组分：油井水泥100份、降失水剂2-10份、树脂粉末3-20份、树脂分散剂0.1-1份、纳米硅增强剂1-5份、水泥浆分散剂1-5份、消泡剂0.1-1份和配浆水10-60份。

在本申请的实施例中，所述的固井用水泥浆还可以包括空心玻璃微珠、复合增强剂、防窜增强剂和缓凝剂中的任意一种或多种；当存在时，所述空心玻璃微珠可以为5-20份，所述复合增强剂可以为10-20份，所述防窜增强剂可以为2-10份，所述缓凝剂可以不超过3份。

在本申请的实施例中，所述树脂粉末可以为环氧树脂粉末。

任选地，所述树脂粉末可以选自双酚A型环氧树脂粉末和双酚F型环氧树脂粉末中的任意一种或两种。

在本申请的实施例中，所述树脂粉末中的有效成分——树脂所占的重量百分比可以≥70％。

在本申请的实施例中，所述树脂分散剂可以选自异构醇醚类非离子表面活性剂、烷基酚聚氧乙烯醚类非离子表面活性剂和聚醚类非离子表面活性剂中的任意一种或多种。

任选地，所述树脂分散剂可以选自异构十三醇聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚和丙二醇嵌段聚醚中的任意一种或多种。