[发明专利]一种用于固井的油井水泥及其制备方法

说明书

本发明公开了一种用于固井的油井水泥。一种用于固井的油井水泥，包括以下重量份的原料：41‑43份氧化钙，39‑41份的二氧化硅，9‑12份三氧化二铝，7‑9份氧化镁，0.5‑0.7份三氧化二铁，0.8‑0.9份氧化锰，4‑7氧化硫，14‑18份粉煤灰，3‑5份硅灰，2‑5份聚氧乙烯化膦酸脂，1‑2份纤维A，1‑2份纤维B和1‑2份纤维C。本发明还公开了一种用于固井的油井水泥的制备方法。本发明的油井水泥与钻井泥浆相容性好，形成质量好，且强度特别好。

技术领域

本发明涉及水泥技术领域，尤其涉及一种用于固井的油井水泥及其制备方 法。

背景技术

目前，石油开采中工艺越来越先进，传统的开采石油的工艺过程很复杂， 首先要在地面钻井，深度数百米至几千米，然后在井孔内插入钢制套管。为使 套管与地层紧密结合为一体，业界一直以油井水泥为胶结材料进行固井施工， 从而起到支撑套管和封隔地层的作用，此后还要在不同深度含油地质层位进行 射孔，以实现石油的开采。由于地质条件不同，井下压力、温度、地下岩层酸 碱性、地下水等理化参数差别很大，因此要确保固井质量达到优质标准，难度 较大。长期以来油田技术人员通过调整水泥浆配方以及使用新的添加剂等方法 来改善油井水泥性能，虽然取得了一定效果，但往往在性能参数方面顾此失彼， 一直没有找到理想的方法。

目前，油田固井施工中主要使用G级油井水泥，其凝固后形成的水泥石在 复杂的井底条件下往往会出现以下问题：

①.与钻井泥浆相容性不好，影响固井质量。固井施工就是将水泥浆注入 套管与井壁之间的环形空间，而地层和套管外壁均不可避免地附着有钻井过程 留下的泥浆，它会严重影响水泥石与地层及水泥石与套管两个界面的胶结强 度。这个问题一直是固井界的一个技术难题，包括采用前置液、隔离液清洗措 施在内的多种方法，但附着泥浆还是很难彻底清除，两个界面出现很多局部胶 结强度不足的问题始终存在。

②.水泥石后期强度衰退问题突出。由于井下温度、压力随深度增加而升 高，对于数千米的深井来说，其对水泥石强度的负面影响尤为严重。

③.水泥石与套管在高温高压下变形所产生微小裂缝严重影响地层与套管 的胶结质量。

④.在油井深层区域，油气活跃，也是腐蚀性介质经常出现的部位，水泥 石会被硫酸盐严重腐蚀，而失去强度。

⑤.井下水泥石受射孔产生的应力波作用相互叠加，在水泥环中形成高压 应力区，造成水泥环内部断裂或胶结界面脱开、导致水泥环产生综合性破坏。 如果这种影响波及开采段的周围，临近油、水层则造成互窜，达不到分层开 采的目的；另外，酸化压裂等增产措施也会使这些裂缝进一步扩大、延伸，甚 至使水泥环在某一段的封隔作用彻底失效，给石油勘探开发带来较大经济损 失。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种可以解决上述问题的用于固井的油 井水泥及其制备方法。

根据本发明实施例的一种用于固井的油井水泥，包括以下重量份的原料： 41-43份氧化钙，39-41份的二氧化硅，9-12份三氧化二铝，7-9份氧化镁， 0.5-0.7份三氧化二铁，0.8-0.9份氧化锰，4-7份氧化硫，14-18份粉煤灰，3-5份硅灰，2-5份聚氧乙烯化膦酸脂，1-2份纤维A，1-2份纤维B和1-2份 纤维C。

作为优选，所述纤维A为LC钢纤维，呈30根纤维粘为一体的片状物形式， 长度60mm，直径0.8mm；

所述纤维B为HC钢纤维，具有高碳含量；

所述纤维C为钢纤维，所述纤维C为具有矩形截面的波浪式纤维，长度 50mm，直径为0.4mm。

作为优选，还包括聚乙烯醇、聚丙烯腈、高密度聚乙烯、芳族聚酰胺或聚 丙烯短纤维。