[发明专利]一种高温磷酸盐热固树脂胶凝体系及其制备方法

说明书

本发明涉及高温油气井固井领域的一种高温磷酸盐热固树脂胶凝体系及其制备方法。所述磷酸盐热固树脂胶凝体系，可在80～110℃油气井高温固井环境时作为油气井固井液使用。其中的磷酸盐水泥为整个体系提供满足固井需求的强度支撑，配合使用耐高温热固树脂，进一步增强固结体的耐水、耐腐蚀性能，同时降低固结体脆性。胶凝体系密度易于调整，方便通过加入减轻或加重材料进行调整，且浆体稳定性好。高温磷酸盐热固树脂浆体流动性好，固结体抗压强度较高且弹性模量较低，固结体密实度高，且具有良好的耐酸性介质腐蚀性能，满足高温高压气井环空密封要求，可部分或全部替代硅酸盐类油井水泥，为油气井高温固井提供了一种新的选择，具有良好的应用价值。

技术领域

本发明涉及油气井固井领域用胶凝体系，更进一步说，涉及一种高温磷酸盐热固树脂胶凝体系及其制备方法。

背景技术

常规硅酸盐油井水泥是以水硬性硅酸钙为主要成分的特种水泥，其可与水在一定比例下混合成具有一定流动性的水泥浆，并能在井下硬化成具有一定抗压强度、抗渗透性与耐久性的水泥石，且可根据井下条件不同，掺混各种功能外加剂与外掺料，实现水泥浆密度、稠化时间、固结强度的设计与控制，满足常规固井作业环空封隔要求。作为固井工程的通用封固介质，其广泛地用于油气田固井、完井、修井等各类作业中，保障了油气田的顺利开发。但是随着气井、页岩气井勘探开发的深入，酸化、压裂等特种作业使得气井井口带压成为各油气田急需解决的问题。国内外研究成果显示，硅酸盐油井水泥石自身高脆硬、高体积收缩特点是导致井筒密封失效的主要原因之一，此外井筒中酸性流体对强碱性硅酸盐水泥石的腐蚀进一步加剧流体窜流。因此寻求解决油井水泥石脆硬的方法是当今研究的热点，而新型胶凝材料研究亦是近年研究的重点。

磷酸盐水泥属于化学结合水泥，具有凝结速度快、早期抗压强度高、耐腐蚀等特点，在公路快速修补方面应用广泛。树脂是具有一定分子量的，在常温下固态、半固态或液态的有机聚合物，可自发或在催化剂作用下交联反应形成结构，根据成型后可加工性能分为热塑性树脂和热固型树脂。在油气井钻完井作业中，热固树脂已经在调剖堵水、油井防砂等方面有较为成熟的应用，但在固井体系方面研究应用较少。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提出一种高温磷酸盐热固树脂胶凝体系。具体地说涉及一种高温磷酸盐热固树脂胶凝体系及其制备方法。所述高温磷酸盐热固树脂胶凝体系可用于80～110℃高温油气井固井，固化后可实现对套管的有效支撑，及对环空的有效密封。本申请有机结合磷酸盐胶凝材料与热固树脂固化材料，两者协同改善固结体力学性能，提高耐腐蚀性能、增加壁面胶结强度，从而实现环空更长久有效密封。

本发明目的之一是提供一种高温磷酸盐热固树脂胶凝体系，所述高温磷酸盐热固树脂胶凝体系，包含以重量份数计的以下组分：

金属氧化物 100份；

磷酸盐 10～200份；优选10～80份；更优选20～60份；

热固树脂 5～40份；优选15～35份；

树脂固化剂 2～15份；优选2～12份；

高温缓凝剂 5～20份；优选8～16份；

降失水剂 0.5～8份；优选3～6份；

密度调节剂 0～200份；

淡水 30～150份。

按上述加量，可配制体系密度1.2～2.40g/cm³之间可调，体系稠化时间30～300min可调可控的高温磷酸盐热固树脂胶凝体系。

其中，