[发明专利]一种用于注蒸汽热采井的耐高温固井水泥浆

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于注蒸汽热采井的耐高温固井水泥浆，属于石油开采技术领域。

背景技术

世界上已探明石油储量约一半为稠油，我国稠油资源也相当丰富，辽河、胜利、吐哈、克拉玛依等油田都已发现大量稠油油藏，产量接近各油田产能的10%～15%，其中辽河油田稠油年产量占其全年油气总产量的60%以上。另外，从我国陆地油气资源分布格局来看，东部老区作为国内石油资源主力产区，浅层和中深层的勘探程度较高，深层及超深层探明程度很低，具有很大石油资源潜力；中部地区是天然气富集区，有超过一半的天然气资源量在深部地层；西部地区是国内石油产量的主要战略接替区，但其近70%油气资源埋藏在深部地层。

因此，合理有效地开发稠油资源及深层资源对我国油气产量接替及能源安全具有重要意义。

目前稠油开采主要采用注蒸汽的方式，如蒸汽驱、蒸汽吞吐、蒸汽辅助重力泄油等。因此，稠油热采井与深井超深井的共同特点是井筒温度高，如蒸汽吞吐井注汽温度达到250℃～350℃、蒸汽驱开采井局部井温也在200℃左右、4500m以上的深井温度在150℃以上。如此高的温度必然对固井过程及固井质量产生一定的影响，因而需要选择适合的水泥浆体系以满足耐高温的要求。

目前，稠油热采井固井绝大部分使用G级加砂水泥浆体系，水泥为普通的波特兰水泥，属硅酸盐水泥。室内实验研究表明，150℃为该水泥浆体系衰退点，即超过该温度，水泥石强度迅速下降；超过200℃后，水泥石强度趋于稳定，但不到4MPa。另外，热采井现场应用表明，在热采期间，井下套管及水泥环要承受高达200℃以上的高温，并且温度在高低之间循环更替，造成水泥石在高温条件下产生强度衰退、渗透率增大，在循环热应力下导致第一、二界面胶结质量下降，从而引起层间封隔失效，形成套损和窜槽，最终导致油井生产周期缩短、成本增加。

发明内容

鉴于上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的是提出一种用于注蒸汽热采井的耐高温固井水泥浆，通过采用该水泥浆可以减慢高温情况下水泥浆体系强度衰减的速度和渗透率上升的速度，提高热稳定性，减少窜槽和套损的可能性，使油井长期封固，从而提高生产效率，降低生产成本。

本发明的目的通过以下技术方案得以实现：

一种用于注蒸汽热采井的耐高温固井水泥浆，以重量份计，所采用的水泥浆的成分为：耐高温水泥100份、高温稳定剂30-40份、调凝剂0.5-1.2份、油井水泥降失水剂2.5-4.5份、抗沉降剂0.02-0.15份、消泡剂0.02-0.15份、水45-100份；

所采用的耐高温水泥为铝酸盐水泥；所采用的高温稳定剂为超细矿渣微粉；所采用的调凝剂为无机盐类硼酸型调凝剂；所采用的油井水泥降失水剂为AMPS共聚物类降失水剂；所采用的抗沉降剂为聚合物类抗沉降剂；所采用的消泡剂为高分子聚醚类消泡剂。

所述无机盐类硼酸型调凝剂可以是由硼酸、硼酸钠、酒石酸、葡萄糖酸钠等多种调凝剂复配而成。

在上述的用于注蒸汽热采井的耐高温固井水泥浆中，优选的，以重量份计，所采用的铝酸盐水泥的主要成分为Al₂O₃52-77份、CaO40-48份、SiO₂0.5-6份、Fe₂O₃0.5-2.5份、总碱以当量氧化钠（Na₂O+0.658K₂O）计不高于0.4份。

在上述的用于注蒸汽热采井的耐高温固井水泥浆中，优选的，所采用的铝酸盐水泥中Al₂O₃含量至少在52%以上、SiO₂含量小于6%、勃氏比表面积为300m²/kg-400m²/kg，更优选的，所述铝酸盐水泥为CA70水泥和/或CA50系列的A900型水泥，该水泥具有快硬、高强、耐高温的特点。

在上述的用于注蒸汽热采井的耐高温固井水泥浆中，优选的，以重量份计，所采用的超细矿渣微粉的主要成分为SiO₂27-40份、CaO33-43份、MgO6-10份、Al₂O₃10-15份、Fe₂O₃1-2份、MnO0.5-2份、SO₃小于4份、TiO₂1-2份。