[发明专利]一种油气井用超低密度高强度固井液体系及其制备方法

说明书

本发明公开了一种油气井用超低密度高强度固井液体系及其制备方法，由以下重量份的组分组成：树脂100份，树脂增韧剂5‑30份，树脂交联剂20‑100份，交联助剂0‑10份，沉降稳定剂1‑10份，树脂充填剂0‑200份。该固井液浆体体系稳定，泵送时间可调，无游离水。该超低密度固井液在不使用减轻剂不增加水灰比的前提下，使固井液密度降至1.40g/cm³以下，同时在不使用早强剂的前提下，可使水泥浆达到比常规硅酸盐水泥更高的早期强度，同时水泥石硬化后无表观收缩，渗透率为0，具有较好的抗渗透性和抗酸碱腐蚀能力。

技术领域

本发明涉及一种油气井用超低密度高强度固井液体系及其制备方法，属于油气井固井领域。

背景技术

近年来低压易漏地层固井主要采用低密度水泥浆体系，目前低密度水泥浆体系主要采用两种方式降低水泥浆密度，一是增加水灰比，二是加入低密度填充材料为主要成分的减轻剂。但随着密度的降低，水泥浆体系中大量的非胶结材料减轻剂的加入和水灰比的增加使得低密度水泥石存在渗透率高，强度低，易收缩的问题，固井质量难以提高，不能保障油气井层间封隔能力。

发明内容

本发明主要是克服现有技术中的不足之处，提出一种油气井用超低密度高强度固井液体系及其制备方法，发明打破了常规依靠增加水灰比和加入减轻剂等填充材料降低水泥浆密度的思路，采用一种无渗透的有机材料作为主要交联物，用油井水泥作为填充材料进行密度调节，形成有机材料和无机材料的结合，使固井液的密度在不使用减轻剂的前提下降至1.40g/cm³以下；且具有无渗透、高强度和微膨胀的性能。

本发明解决上述技术问题所提供的技术方案是：一种油气井用超低密度高强度固井液体系，由以下重量份的组分组成：树脂100份，树脂增韧剂5-30份，树脂交联剂20-100份，交联助剂0-10份，沉降稳定剂1-10份，树脂充填剂0-200份。

进一步的技术方案是，所述树脂为环氧树脂、酚醛树脂和脲醛树脂中的一种或几种的混合。

进一步的技术方案是，所述树脂交联剂为脂肪族胺类、芳香胺类和酰胺基胺类中的一种或几种混合。

进一步的技术方案是，所述交联助剂为叔胺类助剂。

进一步的技术方案是，沉降稳定剂为纳米二氧化硅、纳米金属矿物与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸类合成聚合物的混合物中的一种或两种的混合。

进一步的技术方案是，树脂充填剂为油井水泥、硅微粉和自愈合剂中的一个或几种的混合。

一种油气井用超低密度高强度固井液体系的制备方法，包括以下步骤：

a、将树脂和树脂增韧剂加入到搅拌浆杯中，在每分钟2000转以下的速度中搅拌至均匀，再依次加入树脂交联剂、交联助剂，再以每分钟2000转以下的速度中搅拌至均匀；

b、将沉降稳定剂、树脂充填剂在容器中混拌均匀后加入搅拌浆杯中，并在每分钟4000转的速度下，搅拌40-50s，最后得到超低密度固井液体系。

本发明具有以下有益效果：

(1)本发明制备得到的超低密度固井液体系不仅具备超低的密度，较低的弹性模量，同时还具有普通硅酸盐水泥石不可能具备的高抗压强度、抗冲击性能和抗折强度，同时该体系主要为高分子有机材料，具有耐强酸强碱腐蚀，无收缩，渗透率为0的优点。密度可调范围1.05-1.60g/cm³，适用温度范围在20-150℃，48h强度大于30MPa；

(2)本发明树脂在混合之前采用增韧处理，经过增韧处理后的树脂粘度低，性能稳定，配浆容易；固井液体系性能稳定。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做更进一步的说明。

实施例1