专利名称：物理泡沫固井水泥的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种适用于石油天然气勘探开发过程中的物理泡沫固井水 泥技术领域。
背景技术：
在石油天然气勘探开发过程中，固井轻质水泥浆体系的研究与应用是 国内外技术攻关的重要课题，而物理泡沫固井水泥是轻质水泥桨体系研究 的重点。
目前国内普遍采用化学发泡法制造物理泡沫固井水泥，由于化学发泡 法受温度、压力、发泡剂混合均匀程度、泡沫体积均匀度等诸多因素的影 响，因而形成的水泥石结构均质度差，抗压强度低；并且化学发泡法成本 较高，投入与产出比例低，经济效益差。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提出了一种能满足地层承压能力低， 易漏失井区域水泥返高的要求，且形成的水泥石结构均质度好，抗压强度 髙的物理泡沫固井水泥，本发明形成的水泥石内部结构气室呈球状独立均 匀分布，具有优良的轻质特性，密度差小，浆体稳定，环保性能好。
本发明是通过如下技术方案实现的
一种物理泡沫固井水泥，其特征在于包括泡沫介质和水泥浆，泡沫 介质和水泥浆的重量混合比例为1: 10-30;其中，所述的泡沫介质的组分 包括发泡剂原液和清水，发泡剂原液和清水的重量混合比例为1: 10-30。
作为本发明进一步的技术方案，所述的发泡剂原液是市面上通用的发
泡剂原液，原液为有机蛋白质类材料，型号为FPL—1的发泡剂原液为褐色 液体。
作为本发明进一步的技术方案，所述泡沫介质的直径为0.2—lmm。 本发明更优的技术方案是泡沫介质和水泥浆的重量混合比例是1:15。
本发明更优的技术方案是泡沫介质和水泥浆的重量混合比例是1:20。
本发明更优的技术方案是泡沫介质和水泥浆的重量混合比例是1:26。
本发明更优的技术方案是发泡剂原液和清水的重量混合比例为1:15。本发明更优的技术方案是发泡剂原液和清水的重量混合比例为1:20。
本发明更优的技术方案是发泡剂原液和清水的重量混合比例为1:25。
所述物理泡沫固井水泥的密度为1.15-1.60 g/cm3。 本发明所达到的技术效果如下
1、 由于本发明釆用"1份的泡沫介质与10-30份的水泥浆混合，形成 物理泡沬固井水泥"的技术方案，从而达到了这样的技术效果既能满足
地层承压能力低，易漏失井区域水泥返高要求，使水泥浆一次性上返达到
了设计高度，还能使形成的水泥石结构均质度好，抗压强度高；同时，本
发明形成水泥石内部结构气室呈球状独立均匀分布，具有优良的轻质特性， 密度差小，浆体稳定，环保性能好，投入与产出比例高，经济效益好。
2、 本发明采用的发泡剂原液为有机蛋白质类材料，例如可以采用型 号为FPL—1的发泡剂原液作为本发明中的发泡剂原液，为褐色液体，表面
粘度大，泡沬均匀稳定，使形成的水泥浆体更加稳定。
3、 本发明能替代目前广泛使用的化学固井泡沫水泥，其施工的便捷 性和低成本投入都有很好的开发前景，同时，本发明可以替代漂珠固井水 泥，能节约较大固井成本。
具体实施方式
实施例1
一种物理泡沫固井水泥，包括泡沫介质和水泥浆，其混合比例为1: 10-30，其中，所述的泡沫介质的组分包括发泡剂原液和清水，其混合比例 为1: 10-30，作为本发明进一步的技术方案，所述的发泡剂原液可以采 用西安理工大学所公开的专利文件中的发泡剂原液，也可以采用市面上通 用的发泡剂原液，发泡剂原液为有机蛋白质类材料，例如可以采用型号为 FPL—1的发泡剂原液，其为褐色液体。作为本发明进一步的技术方案，所 述泡沫介质的直径为0.2—lmm。
实施例2
本发明更优的技术方案是泡沫介质和水泥浆的重量混合比例最好是 1: 15，形成的物理泡沫固井水泥的密度为1.15-1.60 g/cm3。 实施例3
本发明更优的技术方案是泡沬介质和水泥浆的重量混合比例可以是 1: 20。
实施例4
本发明更优的技术方案是泡沫介质和水泥浆的重量混合比例可以是 h 26。
实施例5本发明更优的技术方案是发泡剂原液和清水的重量混合比例为1:15。
实施例6
本发明更优的技术方案是发泡剂原液和清水的重量混合比例为1:20。
实施例7
本发明更优的技术方案是发泡剂原液和清水的重量混合比例为1:25。
实施例8
本发明的制备工艺如下
先将发泡剂原液与清水按1: 10-30比例稀释后置于制剂箱内均匀搅
拌，再由空气压縮机给储气罐提供0.2—0.6MPa压力的压缩空气。根据不 同的水泥密度(1.15-1.60 g/cm3)要求，设定计量泵的泵送速度，在一个单 位时间比如20—45分钟内同时向泡沫发生器提供稀释后的发泡剂原液和 压縮空气，使发泡剂原液和压缩空气在泡沫发生器内形成初级泡沫，由盘 管挤压剪切成(加工制成的3/4"聚乙烯塑料管，长10—15米盘旋于滚筒 上，初级泡沫经过塑料管内运动时进行挤压剪切成直径相对均匀的泡沫， 泡沫直径为0.2—lmm)符合施工要求的泡沫介质，经压縮空气驱动，将 泡沫介质输入到水泥泵上水端进入水泥泵，并与水泥浆按照l: 10-30的比 例混合形成固井泡沫水泥，最后泵送入井。
上述实施例所公开的具体比例值能达到本发明的最佳效果。 本发明不限于上述实施例，根据上述实施例的描述，本领域的普通技 术人员还可作出一些显而易见的改变，例如将发泡剂原液和清水的混合比 例调整为其他比例，将泡沫介质和水泥浆的混合比例也作适当调整，但这 些调整均应属于本发明权利要求的保护范围之内。
权利要求
1、一种物理泡沫固井水泥，其特征在于包括泡沫介质和水泥浆，泡沫介质和水泥浆的重量混合比例为1∶10-30；其中，所述的泡沫介质的组分包括发泡剂原液和清水，发泡剂原液和清水的重量混合比例为1∶10-30。
2、 根据权利要求1所述的物理泡沬固井水泥，其特征在于所述泡 沫介质的直径为0.2—lmm。
3、 根据权利要求1或2所述的物理泡沫固井水泥，其特征在于泡 沫介质和水泥浆的重量混合比例是1: 15。
4、 根据权利要求1或2所述的物理泡沫固井水泥，其特征在于泡 沫介质和水泥浆的重量混合比例是1: 20。
5、 根据权利要求1或2所述的物理泡沫固井水泥，其特征在于泡 沫介质和水泥浆的重量混合比例是1: 26。
6、 根据权利要求1或2所述的物理泡沬固井水泥，其特征在于发 泡剂原液和清水的重量混合比例为1: 15。
7、 根据权利要求1或2所述的物理泡沫固井水泥，其特征在于发 泡剂原液和清水的重量混合比例为1: 20。
8、 根据权利要求1或2所述的物理泡沫固井水泥，其特征在于发 泡剂原液和清水的重量混合比例为1: 25。
9、 根据权利要求1或2所述的物理泡沫固井水泥，其特征在于所 述物理泡沫固井水泥的密度为1.15-1.60 g/cm3。
全文摘要
本发明公开了一种物理泡沫固井水泥，包括泡沫介质和水泥浆，泡沫介质和水泥浆的重量混合比例为1∶10-30；其中，所述的泡沫介质的组分包括发泡剂原液和清水，发泡剂原液和清水的重量混合比例为1∶10-30。本发明形成水泥石内部结构气室呈球状独立均匀分布，具有优良的轻质特性，密度差小，浆体稳定，环保性能好。
文档编号C04B28/00GK101417868SQ20081004658
公开日2009年4月29日 申请日期2008年11月18日 优先权日2008年11月18日
发明者周兴春, 慕建军, 李宏峰, 王大权, 王瑞玲, 窦虎清, 芝 贾 申请人:中国石油集团川庆钻探工程有限公司