[发明专利]一种适用于页岩气固井的高密度水泥浆及其制备方法

权利要求书

1.一种适用于页岩气固井的高密度水泥浆，其特征在于，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。

2.根据权利要求1所述的一种适用于页岩气固井的高密度水泥浆，其特征在于，所述的加重剂为铁矿粉，铁矿粉粒径为120~180目；所述的加重稳定剂为锰矿粉，锰矿粉粒径为300~600目；所述的高温强度稳定剂为活性硅粉，活性硅粉的粒径为80~200目；所述的缓凝剂为丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物；所述的分散剂为醛酮缩合物或萘系分散剂。

3.根据权利要求1所述的一种适用于页岩气固井的高密度水泥浆，其特征在于，所述的弹塑剂以膨化处理的橡胶粉为主料，短纤维及云母片为增韧材料制成。

4.根据权利要求1所述的一种适用于页岩气固井的高密度水泥浆，其特征在于，所述的降失水剂为AMPS共聚物，降失水剂由以下重量份的原料制备而成：35~40份的水，20~60份的AMPS，12~33份的丙烯酸，8~19份的N，N-二甲基丙烯酰胺。

5.根据权利要求1所述的一种适用于页岩气固井的高密度水泥浆，其特征在于，还含有0.2~0.5份的消泡剂，所述的消泡剂为聚醚类消泡剂。

6.根据权利要求1所述的一种适用于页岩气固井的高密度水泥浆，其特征在于，还含有10~15份的填充剂，所述的填充剂为超细水泥，超细水泥的粒径为300~600目。

7.根据权利要求1~6中任一项所述的一种适用于页岩气固井的高密度水泥浆的制备方法，其特征在于，包含以下步骤：称取水泥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，填充剂10~15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，消泡剂0.2~0.5份，将上述成分混合、搅拌，即制备得到所述的高密度水泥浆。

8.根据权利要求7所述的一种适用于页岩气固井的高密度水泥浆的制备方法，其特征在于，在将各组份混合之前，需要用等离子体表面处理仪对弹塑剂进行表面处理，表面处理参数为，表面处理仪功率150~220W，处理时间30s，工作气体为空气，真空度为8~12Pa。

9.根据权利要求7所述的一种适用于页岩气固井的高密度水泥浆的制备方法，其特征在于，所述降失水剂的制备方法是，首先将水、AMPS、丙烯酸、N，N-二甲基丙烯酰胺按比例投入反应釜中，在80~100r/min的搅拌速率下使其溶解并混合均匀，再用20%氢氧化钠溶液调节pH值至6，然后加热升温至45~65℃，并在反应过程中滴加亚硫酸氢钠和过硫酸铵，滴加完成后进行保温反应，并在该条件下维持1.8~2.2小时，然后停止搅拌，将反应釜中的物料取出冷却，即制得上述的降失水剂。

10.根据权利要求9所述的一种适用于页岩气固井的高密度水泥浆的制备方法，其特征在于，所述的亚硫酸氢钠的加量是AMPS、丙烯酸和N，N-二甲基丙烯酰胺三者加量总和的0.15%；所述的过硫酸铵的加量是AMPS、丙烯酸和N，N-二甲基丙烯酰胺三者加量总和的0.20%。