[发明专利]一种耐高温高密度固井水泥浆及其制备方法

说明书

本发明公开了一种耐高温高密度固井水泥及其制备方法，涉及油气田开发固井材料技术领域。本发明耐高温高密度固井水泥浆，由以下原料按重量份组成：油井水泥100份；高温增强材料30份；悬浮稳定剂1‑3份；密度调节剂60‑120份；分散剂1‑2份；降失水剂3‑8份；缓凝剂1‑3份；消泡剂0.2份；水60‑70份；所述悬浮稳定剂由以下原料按重量份组成：气相二氧化硅35‑50份；聚合氯化铝铁15‑20份；凹凸棒粉35‑45份。本发明制备的水泥浆常温稠度较低，稠度不会随着温度的升高而降低，水泥浆稠化曲线平稳，且能够有效的保证水泥石高温强度，满足现场施工需求。

技术领域

本发明涉及油气田开发固井材料技术领域，更具体地说涉及一种耐高温高密度固井水泥浆及其制备方法。

背景技术

随着油田开采进入了开发中后期，浅层资源大幅度减少，为了满足日益增长的工业需要，各国近年来都加大了深层勘探开发的力度。深井、超深井的钻井投入巨大，固井的成败直接关系到勘探成果，必须从固井工艺到固井材料做深入细致的研究工作，性能良好而且稳定的固井水泥浆体系是高温高压固井成功的关键因素。在高温环境下，高密度水泥浆中的加重剂由于密度高、加量大，使浆体极易发生沉降失稳，加重剂固相颗粒沉降聚集甚至结块，造成桥堵、析出大量自由液或形成油气水窜流通道等，导致固井施工风险大，固井质量合格率低，甚至危及高温高压油气井生产和安全。因此，保证高温高密度水泥浆良好的沉降稳定性至关重要。

公开日为2015年11月11日，公开号为CN105038743A，名称为“一种适用于页岩气固井的高密度水泥浆及其制备方法”的发明专利申请公开文本，公开了一种适用于页岩气固井的高密度水泥浆，它含有以下重量份的原料：水泥100份，淡水44~57份，加重剂15~120份，加重稳定剂0~30份，高温强度稳定剂30~40份，弹塑剂3~5份，降失水剂4~7份，缓凝剂1~2.5份，分散剂0.5~2.5份；其制备方法是：按比例称取水泥，淡水，加重剂，加重稳定剂，高温强度稳定剂，填充剂，弹塑剂，降失水剂，缓凝剂，分散剂，消泡剂；将上述成分混合、搅拌，即制备得到所述一种适用于页岩气固井的高密度水泥浆。

公开日为2020年10月23日，公开号为CN111807748A，名称为“高密度水泥浆用高温稳定剂及其制备方法”的发明专利申请公开文本，公开了一种高密度水泥浆用高温稳定剂及其制备方法，其中高温稳定剂包括以重量份计的76～84份的膨润土、10～14重量份的改性定优胶、6～10重量份的交联共聚物；改性定优胶采用苯乙烯磺酸钠和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸对定优胶进行接枝共聚得到；交联共聚物由2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、丙烯酰胺、二甲基二烯丙基氯化铵、N-乙烯基己内酰胺和二乙烯基苯共聚而成的交联共聚物，其分子量为7×10⁵～9×10⁵。

公开日为2018年5月1日，公开号为CN107973546A，名称为“一种固井用油井水泥悬浮剂及其制备方法和固井用水泥浆”的发明专利申请公开文本，公开了一种固井用油井水泥悬浮剂及其制备方法和固井用水泥浆。所述的一种固井用油井水泥悬浮剂，由包括以下步骤在内的方法制成：(1)由氯化硅在空气和氢气的混合气中经过高温水解生成物质A，物质A带有羟基；(2)物质A与物质B反应，在主体中引入羧基，得到物质C；(3)物质C磨碎后，得到悬浮剂，该悬浮剂粒径为90～600nm。

公开日为2018年10月26日，公开号为CN108706927A，名称为“一种高温水泥浆用悬浮稳定剂及其制备的抗高温水泥浆”的发明专利申请公开文本，公开了一种高温水泥浆用悬浮稳定剂及其制备的抗高温水泥浆，该悬浮稳定剂由以下各组分按重量份组成：0.5～4份纤维类材料，1～5份表面活性剂类粉体材料，0.5～2份絮凝剂类粉体材料；纤维类材料为晶须、海泡石、陶瓷纤维、玄武岩纤维、水镁石纤维中的一种或两种材料的混合物；表面活性剂类粉体材料为十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠、十六烷基磺酸钠、十八烷基苯磺酸钠、石油磺酸钠、白糊精、黄糊精中的一种；絮凝剂类粉体材料为聚合硫酸铁、聚合氯化铝、聚合硅酸铝铁中的一种。