[发明专利]抗高温防气窜水泥体系及其制备方法

说明书

本发明涉及石油钻井工程领域，尤其涉及一种抗高温防气窜水泥体系及其制备方法。本发明抗高温防气窜水泥体系，按重量份数计，包括：水泥100份、复合硅粉60份、无机增韧纤维1‑1.5份、降失水剂1.5‑3份、分散剂0.3‑0.7份、胶乳防窜剂6‑10份、胶乳稳定剂1‑1.2份、纳米液硅6‑10份、高温缓凝剂2.5‑8份、消泡剂1‑1.5份和水65‑90份。所述抗高温防气窜水泥体系制备方法，包括如下步骤：(1)将水泥、硅粉、无机增韧纤维按配比混合均匀；(2)将降失水剂、分散剂、胶乳防窜剂、胶乳稳定剂、纳米液硅、高温缓凝剂、消泡剂和水按配比混合均匀；(3)将步骤(1)的混合物缓慢倒入步骤(2)的混合物中，并用搅拌机快速搅拌。

技术领域

本发明涉及石油钻井工程领域，尤其涉及一种抗高温防气窜水泥体系及其制备方法。

背景技术

随着西部地区油气勘探的深入，深井、超深井越来越多，深井固井面临水泥浆抗高温稳定性性能要求高、水泥浆防气窜难度大等问题，注水泥施工和实现油气井长期稳定生产是固井作业的关键。

固井水泥浆体系及配套工艺技术措施则是防止固井后发生环空气窜，维持油气井长期稳定生产的关键。环空窜流是困扰固井作业多年的难题，其成因主要有三种：一是界面胶结不良造成的，主要原因是由于泥饼的存在，导致水泥环界面与地层胶结不良；二是水泥浆失重造成环空窜流；三是水泥环微裂缝-微环隙造成环空窜流，微环隙是由于水泥环不能很好与套管胶结造成的。

针对上述问题，国内外针对固井后环空气窜机理、预测方法及防气窜固井技术方法均进行了大量的研究工作，也取得了许多切实可行的研究成果；但对于超深井高温防气窜固井技术难题还没有得到有效地解决，如塔中顺南地区固井目前存在超高温、高压、防气窜困难等固井技术难题，也是塔中顺南区块油气勘探开发急需解决的瓶颈技术难题。

国内油田使用的油井水泥基本上都是硅酸盐水泥，硅酸盐水泥石强度都有临界温度，当达到临界温度以上时，水泥石强度会发生强度衰退，并且随着养护条件的不同而发生明显变化。

发明内容

针对塔河油田碳酸盐岩油藏埋藏深、地层压力高，导致水泥浆抗高温稳定性性能要求高、水泥浆防气窜难度大等问题，本发明提供了一种抗高温防气窜水泥体系及其制备方法。具体如下：

一方面，本发明提供了一种抗高温防气窜水泥体系，按重量份数计，包括：水泥100份、复合硅粉60份、无机增韧纤维1-1.5份、降失水剂1.5-3 份、分散剂0.3-0.7份、胶乳防窜剂6-10份、胶乳稳定剂1-1.2份、纳米液硅 6-10份、高温缓凝剂2.5-8份、消泡剂1-1.5份和水65-90份。

上述的抗高温防气窜水泥体系，按重量份数计，包括：水泥100份、复合硅粉60份、无机增韧纤维1份、降失水剂2份、分散剂0.5份、胶乳防窜剂10份、胶乳稳定剂1份、纳米液硅10份、高温缓凝剂2.8份、消泡剂1.2 份和水65份。

上述的抗高温防气窜水泥体系，按重量份数计，包括加重材料40-210份。

上述的抗高温防气窜水泥体系，所述水泥主要由硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙和铁铝酸四钙组成，粒径为20-60μm。

上述的抗高温防气窜水泥体系，所述复合硅粉由粒径为80目和180目的硅粉按照3：7的比例混合获得。

上述的抗高温防气窜水泥体系，所述无机增韧纤维的直径为10-100μm。

上述的抗高温防气窜水泥体系，所述降失水剂为AMPS多元共聚物。

上述的抗高温防气窜水泥体系，所述分散剂为磺化酮醛缩聚物。

上述的抗高温防气窜水泥体系，所述乳胶防窜剂为丁苯胶乳。