[发明专利]一种低温早强韧性固井材料

说明书

本发明公开了一种低温早强韧性固井材料，涉及油气田开发固井材料技术领域。本发明水泥浆体系按重量百分比计，由以下原料组成：胶凝材料：57 wt%～77.6wt%；增强材料：20 wt%～36wt%；聚甲基丙烯酸甲酯：1wt%～3wt%；玻璃纤维：0.2wt%～0.5wt%；早强剂：1wt%～3wt%；分散剂：0.2wt%～0.5wt%；所述增强材料为超细锂渣、纳米铝矾土和浮石粉以重量比1:2:1混合而成的混合物；所述早强剂为碳酸锂和三异丙醇胺以重量比3:1混合而成的混合物。本发明提供的低温早强韧性固井材料，具有低温高强高韧性的优点，能够有效解决水泥石在低温条件下强度差以及韧性不足的难题，满足油气井固井的要求。

技术领域

本发明涉及油气田开发固井材料技术领域，更具体地说涉及一种低温早强韧性固井材料。

背景技术

随着全球能源需求的不断增多，尤其是陆地资源的日益枯竭，勘探开发油、气资源逐步向煤层气井、低温浅层页岩气井发展。而低温下（20℃-25℃）油井水泥水化及其缓慢，低温下的水泥石强度发展缓慢等一直是限制浅层页岩气层井、煤层气井发展的重要因素。对于低渗油气藏及水平井固井要求水泥浆具有很好的稳定性，防止滤液污染储层，形成高边水带，成为油气水窜的通道。同时大型缝网压裂已成为浅层水平井开发的有效手段，因此，水泥石要有一定的韧性，满足反复冲击载荷后密封性要求，如何改善低温下水泥石强度及韧性，使之满足后期压裂需要，是一个亟待解决的问题。

近年来，针对低温固井水泥浆的技术要求，现有技术公开了多种低温高韧性水泥浆，如公开号为CN106986584A的发明专利公开文件，公开了一种低温高韧性固井水泥浆，该水泥浆密度范围在1.80～1.92g/cm³，在低温35℃～55℃下，8h抗压强度大于8MPa，24h抗压强度大于30MPa，弹性模量大于7.92GPa，但是该水泥浆的韧性在加入外掺料及早强剂后，弹性模量相对降低了，说明该水泥与外加剂不适应，没有增强效果。

如公开号为CN105462571A的发明专利公开文件，公开了一种低温固井水泥浆体系及组成，该体系反应温度为7℃～40℃，密度在1.35～1.60g/cm³，水泥石在24h抗压强度为不低于4.25MPa，通过优选高活性硅酸盐材料、硅酸盐纳米材料以及减轻剂、早强剂、降失水剂、分散剂，配置成适合低温固井水泥浆体系。公开号为CN105567197A的发明专利公开文件，公开了一种低温早强增韧水泥浆体系，通过选用低温早强剂、胶结剂、低温增韧剂、降失水剂等制备出具有低温早强韧性水泥。虽然以上几种水泥浆体系解决了部分深水低温固井的难题，但是这些体系还存在一些不足，如水泥与外加剂的配伍性较差，现场配置工艺复杂等问题。

因此，为了我国油气资源的开发与利用，迫切需要开发一种低温高强高韧性固井水泥浆体系，来实现各种低温固井要求。

发明内容

为了克服上述现有技术中存在的缺陷和不足，本发明提供了一种低温早强韧性固井材料，本发明的目的在于解决水泥石在低温条件下强度差以及韧性不足的难题。本发明提供的低温早强韧性固井材料，具有低温高强高韧性的优点，能够有效解决水泥石在低温条件下强度差以及韧性不足的难题，满足油气井固井的要求。

本发明公开了一种低温早强韧性固井材料，该固井材料按重量百分比计，由以下原料组成：

胶凝材料：57 wt%～77.6wt%；

增强材料：20 wt%～36wt%；

聚甲基丙烯酸甲酯：1wt%～3wt%；

玻璃纤维：0.2wt%～0.5wt%；

早强剂：1wt%～3wt%；

分散剂：0.2wt%～0.5wt%；

所述增强材料为超细锂渣、纳米铝矾土和浮石粉以重量比1:2:1混合而成的混合物；