专利名称：一种油气井堵漏触变水泥浆及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种油气井堵漏触变水泥浆及其制备方法。
背景技术：
井漏不但在钻井、固井、测试或修井作业过程中发生，在生产过程中也会因套管损坏产生套管漏失井，因此，井漏是石油工程中普遍存在的技术难题之一。随着油气资源的紧缺，我国大多数油田的勘探开发已进入深部复杂地层，生产开采也进入中后期，很多油气井频繁出现井漏问题，给油气井建井、生产和管理带来严重危害。到目前为止，油气井堵漏技术主要有如下两种1、含桥接性材料的水泥浆堵漏在钻井和注水泥施工中，往水泥浆中加入桥接性材料，这种水泥浆能在高渗地层、多孔性地层、次生性裂缝和天然裂缝性地层以及孔洞性地层形成纤维网状结构，水泥浆中的固体颗粒填塞在网络结构内形成隔离带，阻止漏失。桥接性材料多为纤维，如麻纤维、聚丙烯纤维、碳纤维和玻璃纤维等，这种堵漏方式存在纤维在水泥浆中分散困难，抗温和耐久性能差，容易堵塞井下管线和设备，堵漏效果不是很好；2、利用化学材料堵漏可分为凝胶、树脂和膨胀聚合物三大类化学堵漏材料，它是利用高聚物在界面上的静力、界面分子间作用力、化学键力，使聚合物在界面处形成粘接，并控制化学反应时间，在漏层处形成所需的堵漏材料，化学堵漏材料存在封堵强度低、施工复杂、解堵困难、成本较高等问题。目前很多研究是用含桥接性材料的水泥浆堵漏。经对现有技术的文献检索发现，中国专利名称一种固井用堵漏水泥浆及其制备方法，公开号CN101857800B，该专利采用在水泥浆中加入表面处理的麻纤维，得到堵漏水泥浆，依靠纤维在孔隙、裂缝表面形成网络状结构，水泥浆中的颗粒在这些网状结构上吸附、堆积形成滤饼，达到封堵的目的。由于采用此法存在进行麻纤维表面处理工艺复杂，麻纤维抗拉伸强度不大，容易损坏和在水泥浆中分散难等不足，其应用有一定的局限性。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术中存在的不足，提供一种油气井堵漏触变水泥浆及其制备方法，该水泥浆在满足固井所需的各项工程性能前提下，解决油气井建井和生产过程中漏失的技术难题，为油气井后期钻完井和长期生产提供保证，克服了以往方法中存在的工艺复杂，实施困难和耐久性难以保证的问题。本发明所要解决的技术问题还在于提供该堵漏水泥浆的制备方法，该方法操作简单，原料成本低，易于形成性能稳定的堵漏水泥浆。为达到以上技术目的，本发明是通过以下技术方案实现的。一种油气井堵漏触变水泥浆，包括以下各组分及重量份数油井水泥100份，触变剂O. 5-10份，密度调节剂0-200份，稳定剂0-35份，凝固时间调节剂0-6份，膨胀剂0-5份，分散剂O. 5-3份，消泡剂0-2份，水60-150份。所述触变剂为阴离子粘土(阴离子为氯离子、氢氧根离子、硝酸根离子或碳酸根离子中的一种)和含铝、镁或钾的硫酸盐( 硫酸钾、硫酸铝或硫酸镁中的一种)的混合物；所述密度调节剂为粉煤灰、中空玻璃微珠、重晶石粉和铁矿粉；所述稳定剂为微硅粉；所述凝固时间调节剂为锂盐或柠檬酸；所述膨胀剂为轻烧氧化镁或氧化钙；所述分散剂为萘磺酸钠甲醛缩合物或六聚磷酸钠；所述消泡剂为聚醚类或二甲基硅油。以上物质均为市售。以下对一种油气井堵漏触变水泥浆制备方法作进一步说明称取100份油井水泥、密度调节剂0-200份，稳定剂0-35份和分散剂O. 5-3份干混为干粉；量取水60-150份，称取凝固时间调节剂0-6份，触变剂O. 5-10份，溶于水中得到水溶液。然后，将水溶液放在专用混合容器中，搅拌器以低速(4000±200转/分钟)转动，并在15秒内加完称取的干粉，盖上搅拌器盖子，并在高速(12000±500转/分钟)下继续搅拌35秒，加入消泡剂0_2份，用木棍轻轻搅动，除去气泡，即制备得到本发明所述油气井堵漏触变水泥浆。与现有技术相比，本发明具有如下优点( I)本发明堵漏触变水泥浆，原料易得，工艺简单，具有良好的承压能力。(2)本发明堵漏触变水泥浆，触变性能好，泵送时流变性好，静置时形成结构和强度，能有效封堵裂缝和孔隙。(3)本发明堵漏触变水泥浆，触变性可调，触变剂与其他外加剂配伍性好，水泥浆工程性能稳定，水泥浆凝固后水泥石有微膨胀，防止了一般水泥浆固化收缩形成的微间隙，能有效防止流体的二次漏失和窜流。(4)本发明堵漏触变水泥浆，在建井过程的漏失和生产中的套管漏失井均可封堵，实用范围广。
具体实施例方式结合上述的发明内容进一步提供详细的实施实例实施例一 称取100重量份油井水泥、密度调节剂200重量份，稳定剂35重量份，膨胀剂5重量份和分散剂3重量份干混为干粉；量取水100重量份,称取凝固时间调节剂6重量份,触变剂10重量份，溶于水中得到水溶液。然后，将水溶液放在专用混合容器中，搅拌器以低速(4000±200转/分钟)转动，并在15秒内加完称取的干粉，盖上搅拌器盖子，并在高速(12000±500转/分钟)下继续搅拌35秒，加入消泡剂2重量份，用木棍轻轻搅动，除去气泡，得到本发明所述防止套管外腐蚀水泥浆。实施例二称取100重量份油井水泥、密度调节剂100重量份，稳定剂20重量份，膨胀剂3重量份和分散剂2重量份干混为干粉；量取水120重量份,称取凝固时间调节剂3重量份，触变剂6重量份，溶于水中得到水溶液。然后，将水溶液放在专用混合容器中，搅拌器以低速(4000±200转/分钟)转动，并在15秒内加完称取的干粉，盖上搅拌器盖子，并在高速(12000±500转/分钟)下继续搅拌35秒，加入消泡剂I份，用木棍轻轻搅动，除去气泡，得到本发明所述防止套管外腐蚀水泥浆。实施例三称取100重量份油井水泥和分散剂O. 5重量份干混为干粉；量取水60重量份，称取凝固时间调节剂O. 5重量份，触变剂O. 5重量份，溶于水中得到水溶液。然后，将水溶液放在专用混合容器中，搅拌器以低速(4000±200转/分钟)转动，并在15秒内加完称取的干粉，盖上搅拌器盖子，并在高速(12000±500转/分钟)下继续搅拌35秒，加入消泡剂O. 2份，用木棍轻轻搅动，除去气泡，得到本发明所述防止套管外腐蚀水泥浆。实施例四称取100重量份油井水泥、密度调节剂100重量份，稳定剂10重量份，膨胀剂5重量份和分散剂O. 5重量份干混为干粉；量取水80重量份,称取凝固时间调节剂3重量份，触变剂5重量份，溶于水中得到水溶液。然后，将水溶液放在专用混合容器中，搅拌器以低速(4000±200转/分钟)转动，并在15秒内加完称取的干粉，盖上搅拌器盖子，并在高速(12000±500转/分钟)下继续搅拌35秒，加入消泡剂I份，用木棍轻轻搅动，除去气泡，得到本发明所述防止套管外腐蚀水泥浆。实施例五称取100重量份油井水泥、密度调节剂120重量份，稳定剂20重量份，膨胀剂2. 5重量份和分散剂3重量份干混为干粉；量取水150重量份,称取凝固时间调节剂6重量份，触变剂10重量份，溶于水中得到水溶液。然后，将水溶液放在专用混合容器中，搅拌器以低速(4000±200转/分钟)转动，并在15秒内加完称取的干粉，盖上搅拌器盖子，并在高速(12000±500转/分钟)下继续搅拌35秒，加入消泡剂2份，用木棍轻轻搅动，除去气泡，得到本发明所述防止套管外腐蚀水泥浆。本发明油气井堵漏触变水泥浆的工程性能及堵漏性能测试实施例六 按照油井水泥试验方法GB/T19139-2003测试该油气井堵漏触变水泥浆各项工程性能；参照钻井液触变性测定法中的滞后环法定量计算堵漏触变水泥浆的触变能；依据中华人名共和国石油天然气行业标准SY/T5840-2007《钻井用桥接堵漏材料室内试验方法》，使用DLM-1型堵漏模拟装置，直缝模板，缝宽2mm，缝长40mm，厚度10mm，试验条件为900C *5MPa，对实施例1_5得到的水泥浆测试其堵漏性能，结果见表I。表I为本发明堵漏触变水泥浆的性能测试结果
权利要求
1.一种油气井堵漏触变水泥浆，其特征在于，包括以下各组分及重量份数油井水泥 100份，触变剂O. 5-10份，密度调节剂0-200份，稳定剂0-35份，凝固时间调节剂0_6份，膨胀剂0-5份，分散剂O. 5-3份，消泡剂0-2份，水60-150份。
2.根据权利要求1所述的油气井堵漏触变水泥浆，其特征在于，所述触变剂为阴离子粘土和硫酸盐的混合物。
3.根据权利要求1所述的油气井堵漏触变水泥浆，其特征在于，所述密度调节剂为粉煤灰、中空玻璃微珠、重晶石粉和铁矿粉。
4.根据权利要求1所述的油气井堵漏触变水泥浆，其特征在于，所述凝固时间调节剂为锂盐或柠檬酸。
5.根据权利要求1所述的油气井堵漏触变水泥浆，其特征在于，所述膨胀剂为轻烧氧化镁或氧化钙。
6.根据权利要求1所述的油气井堵漏触变水泥浆，其特征在于，所述分散剂为醛酮缩聚物或六偏磷酸钠。
7.根据权利要求1所述的油气井堵漏触变水泥浆，其特征在于，所述消泡剂为聚醚类或二甲基硅油。
8.根据上述权利要求所述的一种油气井堵漏触变水泥浆的制备方法，其特征在于，称取100份油井水泥、密度调节剂0-200份，稳定剂0-35份和分散剂O. 5-3份干混为干粉；量取水60-150份，称取凝固时间调节剂0-6份，触变剂O. 5-10份，溶于水中得到水溶液。然后，将水溶液放在专用混合容器中，搅拌器以低速(4000±200转/分钟)转动，并在15秒内加完称取的干粉，盖上搅拌器盖子，并在高速(12000±500转/分钟)下继续搅拌35秒，加入消泡剂0-2份，用木棍轻轻搅动，除去气泡，即制备得到本发明所述油气井堵漏触变水泥浆。
全文摘要
本发明涉及一种油气井堵漏触变水泥浆及其制备方法，该堵漏触变水泥浆由以下各组分及重量份数油井水泥100份，触变剂0.5-10份，密度调节剂0-200份，稳定剂0-35份，凝固时间调节剂0-6份，膨胀剂0-5份，分散剂0.5-3份，消泡剂0-2份，水60-150份。本发明在满足油气井堵漏水泥浆所需的各项工程性能前提下，可有效解决油气井在建井和生产过程中漏失的技术难题，为油气井后继钻完井和安全生产提供保证。
文档编号C09K8/467GK103045214SQ20131001596
公开日2013年4月17日 申请日期2013年1月16日 优先权日2013年1月16日
发明者唐欣, 杨远光, 谢应权, 翟腾飞, 黄海鸿, 王乐顶, 龚雨 申请人:西南石油大学