专利名称：一种增强油井水泥浆的方法
技术领域：
本发明涉及石油天然气固井中用于增强油井水泥浆的方法，特别是通过在油井水 泥浆中加入吸油树脂类等吸油膨胀组分，利用吸油膨胀组分在遇油、吸油后能发生体积膨 胀的特性，提高油井水泥浆封堵微裂缝、微环空间隙的能力、进而减少环空窜流问题的油井 水泥浆增强方法。
背景技术：
固井的主要目的，就是要在待封隔地层之间实现良好的层间封隔，以防止油气水 层间窜流或窜至地面。
但是，固井是一项隐蔽性强、不确定因素多、影响因素多的地下系统工程，且随着 石油工业的发展，固井所面临的工况也越来越复杂，初始固井质量越来越难以得到充分的 保证，加之大规模运用的强化开采措施对固井质量的严重影响，以及生产过程中井筒内的 温度压力与固井时相比已发生较大甚至是显著的变化，从而形成窜流通道、导致环空窜流， 给油气田的正常生产、安全生产造成严重的影响。
如何解决由于初始固井质量不好、固井质量受后续作业影响以及井筒内温度压力 变化，导致水泥石内部出现微裂缝、固井二界面上出现微环空间隙而造成环空窜流的问题， 以确保油气井正常生产、安全生产，已成为国内外各大油田都急待解决的固井技术难题。发明内容
本发明的目的，在于提供一种增强油井水泥浆的方法，通过在油井水泥浆中加入 吸油树脂类等吸油膨胀组分，利用吸油膨胀组分在遇油、吸油后能发生体积膨胀的特性，提 高其封堵微裂缝、微环空间隙、减少环空窜流的能力。
为实现上述目的，本发明提供的技术方案如下在油井水泥浆中加入一定量的吸 油膨胀组分并搅拌混合均勻，利用吸油膨胀组分在遇油、吸油后能发生体积膨胀的特性，提 高其封堵微裂缝、微环空间隙进而减少环空窜流的能力。
其中吸油膨胀组分可以是吸油树脂类材料或/和添加有吸油树脂类材料的吸油 膨胀橡胶类材料，比如以甲基丙烯酸酯和苯乙烯为单体、丙烯酸乙二醇酯为交联剂并采用 悬浮聚合法合成的高吸油树脂。
吸油膨胀组分的有效加量为油井水泥浆固相总质量的0. 4%。
吸油膨胀组分的粒径为40 320目。
本发明的有益效果是所述的方法简单，无需额外设备，利于现场实施，且主要材 料来源广、成本低，通过在油井水泥浆中加入一定量的吸油膨胀组分，提高了油井水泥浆封 堵微裂缝、微环空间隙的能力，从而在一定程度上解决了由于初始固井质量不好、固井质量 受后续作业影响以及井筒内温度压力变化，导致水泥石内部出现微裂缝和/或固井二界面 上出现微环空间隙，油气水在地下层间窜流或窜至地面的问题。
附图1为在渗流排量20ml/hr不变的情况下，三个实施例中微裂缝窜流阻力随时 间的变化情况。具体实施例
本发明不受下述实施例的限制，可依据本发明的技术方案与实际情况来确定具体 的实施方式。
本发明所述的油井水泥浆增强方法，其具体实施方式
如下
将称量好的吸油膨胀组分混入油井水泥浆中，再搅拌均勻，即形成能够封堵微裂 缝、微环空间隙的水泥浆。
上述吸油膨胀组分可以是吸油树脂类材料或/和添加有吸油树脂类材料的吸油 膨胀橡胶类材料，比如以甲基丙烯酸酯和苯乙烯为单体、丙烯酸乙二醇酯为交联剂并采用 悬浮聚合法合成的高吸油树脂。
吸油膨胀组分的有效加量为油井水泥浆固相总质量的0. 4%。
吸油膨胀组分的粒径为40 320目。
本发明另一种实施方式是将有效加量的吸油膨胀组分与各种干混的外加剂一起 混入水泥干灰中，再加入湿混的外加剂和配浆水，搅拌均勻，形成能够封堵微裂缝、微环空 间隙的油井水泥浆。
室内实验方法如下将用本发明增强的油井水泥浆，制形成Φ 25. 4mmX 25. 4mm高 的圆柱形水泥石块，然后，过中心线对称地剖开成两瓣，再将两瓣用透明胶以外绕的方式重 新粘在一起，从而在两瓣间形成人造裂缝，最后，装入岩心渗透率测试仪，观测清水和煤油 分别以20ml/hr的排量通过裂缝时遇到的渗流阻力随时间的变化，以测定用本发明增强的 油井水泥浆对煤油窜流的封堵能力。
实施例1
实验所使用的水泥浆体系如下
800g 新疆 G 级油井水泥 +1. 5% ST300C+7% ST300L+0. 4% SXY-2+45%水
配方中外加剂具体为ST300C为交联剂、ST300L为降失水剂、SXY-2为分散剂。
上述水泥浆体系中采用的是各外加剂与水泥的质量百分比，水泥浆密度为1. 89g/3cm ο
在高速搅拌的情况下，将占水泥固相总质量为1%、粒径为80目的吸油树脂混入 上述水泥浆中并搅拌均勻，本实施例中吸油树脂是以甲基丙烯酸酯和苯乙烯为单体、丙烯 酸乙二醇酯为交联剂，并采用悬浮聚合法合成的高吸油树脂。
表1实施例1的窜流封堵试验数据(试验温度)
权利要求
1.一种增强油井水泥浆的方法，其特征在于在油井水泥浆中加入一定量的吸油膨胀 组分并搅拌混合均勻，利用吸油膨胀组分在遇油、吸油后能发生体积膨胀的特性，形成能够 封堵微裂缝、微环空间隙、减少环空窜流的油井水泥浆。
2.根据权利要求1所述的一种增强油井水泥浆的方法，其特征在于吸油膨胀组分可 以是吸油树脂类材料或/和添加有吸油树脂类材料的吸油膨胀橡胶类材料。
3.根据权利要求2所述的一种增强油井水泥浆的方法，其特征在于吸油树脂类材料 是以甲基丙烯酸酯和苯乙烯为单体、丙烯酸乙二醇酯为交联剂，并采用悬浮聚合法合成的 高吸油树脂。
4.根据权利要求1所述的一种增强油井水泥浆的方法，其特征在于吸油膨胀组分的 有效加量为油井水泥浆固相总质量的0. 4%。
5.根据权利要求1所述的一种增强油井水泥浆的方法，其特征在于吸油膨胀组分的 粒径为40 320目。
6.根据权利要求5所述的一种增强油井水泥浆的方法，其特征在于吸油膨胀组分的 最佳粒径范围为80 120目。
全文摘要
本发明涉及一种增强石油天然气固井用油井水泥浆的方法，其主要特征是在油井水泥浆中加入固相总质量为0.1％～3％、粒径为40～320目的吸油树脂等吸油膨胀组分并充分搅拌均匀，利用吸油膨胀组分在遇油、吸油后能发生体积膨胀的特性，提高其封堵微裂缝、微环空间隙进而减少环空窜流的能力。本发明所述的方法简单，无需额外设备，利于现场实施，且主要材料来源广、成本低，能够有效解决由于初始固井质量不好、固井质量受后续作业影响以及井筒内温度压力变化，导致水泥石内部出现微裂缝和/或固井二界面上出现微环空间隙，油气水在地下层间窜流或窜至地面的问题。
文档编号C09K8/467GK102031097SQ20091017955
公开日2011年4月27日 申请日期2009年9月29日 优先权日2009年9月29日
发明者张兴国, 杨吉祥, 王云, 苏洪生, 郑永生, 鄢锐, 陈若铭, 黄文红 申请人:中国石油集团西部钻探工程有限公司克拉玛依钻井工艺研究院