低密度高温地热水泥浆的制备工艺及其固井方法与流程

文档序号:11686746阅读:278来源:国知局

本发明涉及一种水泥浆的制备工艺及其固井方法,尤其是一种低密度高温地热水泥浆的制备工艺及其固井方法。



背景技术:

地热井固井面临的首要问题是井内温度较高,通常可达150℃~300℃,高温首先对会硅酸盐水泥的水化产物有直接的影响,这些不良的水化反应产物会降低水泥石的强度性能,另外,高温也会缩短水泥浆的凝固时间,因此在注水泥前,需要向井内注入大量冷水并循环降低井内温度,并加入缓凝剂,以延长水泥浆的凝固时间,将水泥注入到套管和井壁的环空中。

另外一个需要解决的问题是地热田中的地层都通常为典型的裂隙构造,地层破裂压力低,储层具有很高的渗透性,易引起漏失状况的发生,在固井作业时,水泥浆的漏失是一项非常严重的问题。水泥漏失到地层中会造成固井成本的大量增加并导致水泥浆低返和污染含水层等问题。例如在美国内华达州蓝山地区的地热井固井案例中,该区的热储层岩性都是松散的沉积岩,井内存在多个薄弱地层和漏失层,地层难以承受常规的密度1.9g/cm3和普通低密度1.4~1.7g/cm3的地热水泥液柱的压力。

在注水泥作业时,为使解决类似地区的固井难题,使漏失最小化,使用超低密度的水泥浆是更好的方法。还有在一些特殊的地层,会使用欠平衡钻井技术,配套固井时,要求使用超低密度水泥浆进行封固,有些地层甚至要求水泥浆密度低至1.0g/cm3

地热井目前已经试验过了一些降低水泥密度的方法,包括添加膨润土、硅 藻土、粉煤灰以及珍珠岩。然而在高温条件下,这些减轻剂会对水泥浆整体的强度特性和渗透能力产生不利的影响,另外这些常用的减轻材料也难以达到超低密度水泥浆密度变化范围的要求。



技术实现要素:

为解决上述问题,本发明提供了一种低密度高温地热水泥浆的制备工艺及其固井方法。

实现本发明目的的低密度高温地热水泥浆的制备工艺及其固井方法,其配方及制备工艺如下:g级水泥基浆:100份,硅粉35份,微珠20-65份,水100-165份,增强剂15-35份,缓凝剂0.5份,降失水剂2份,分散剂1份。

所述硅粉和微珠为降低水泥浆密度材料,能够将水泥浆的密度控制在1.0g/cm3-1.4g/cm3之间。

将上述原料按配比放入搅拌机内充分搅拌混合后出料打包即可。

其固井方法如下:首先向井中泵入钻井液,将井中的钻屑替换出来,同时清洗井眼,下套管至设计位置,然后根据常规固井方法泵入下胶塞、隔离液,并泵入水泥浆,后面再泵入上胶塞、钻井液,当上胶塞碰压后候凝48-72小时,下钻头钻塞,继续下面地层钻进。所述低密度高温地热固井水泥浆密度在1.0g/cm3-1.4g/cm3之间,所述水泥浆候凝48-72小时后,达到失水量<60ml,抗压强度>10.8mpa。

本专利可以应用在地热井钻井施工中,并且可以将密度控制在1.0g/cm3-1.4g/cm3之间,进而能够控制固井中的水泥浆漏失量,从而提高固井质量。

具体实施方式

本发明的低密度高温地热水泥浆的制备工艺及其固井方法,其配方及制备工艺如下:g级水泥基浆:100份,硅粉35份,微珠20-65份,水100-165份,增强剂15-35份,缓凝剂0.5份,降失水剂2份,分散剂1份。

所述硅粉和微珠为降低水泥浆密度材料,能够将水泥浆的密度控制在1.0g/cm3-1.4g/cm3之间。

将上述原料按配比放入搅拌机内充分搅拌混合后出料打包即可。

其固井方法如下:首先向井中泵入钻井液,将井中的钻屑替换出来,同时清洗井眼,下套管至设计位置,然后根据常规固井方法泵入下胶塞、隔离液,并泵入水泥浆,后面再泵入上胶塞、钻井液,当上胶塞碰压后候凝48-72小时,下钻头钻塞,继续下面地层钻进。所述低密度高温地热固井水泥浆密度在1.0g/cm3-1.4g/cm3之间,所述水泥浆候凝48-72小时后,达到失水量<60ml,抗压强度>10.8mpa。

上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述,并非对本发明的范围进行限定,在不脱离本发明设计精神前提下,本领域普通工程技术人员对本发明技术方案做出的各种变形和改进,均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。



技术特征:

技术总结
本发明提供了一种低密度高温地热水泥浆的制备工艺及其固井方法,其配方及制备工艺如下:G级水泥基浆:100份,硅粉35份,微珠20-65份,水100-165份,增强剂15-35份,缓凝剂0.5份,降失水剂2份,分散剂1份。将上述原料按配比放入搅拌机内充分搅拌混合后出料打包即可。其固井方法如下:首先向井中泵入钻井液,将井中的钻屑替换出来,同时清洗井眼,下套管至设计位置,然后根据常规固井方法泵入下胶塞、隔离液,并泵入水泥浆,后面再泵入上胶塞、钻井液,当上胶塞碰压后候凝48-72小时,下钻头钻塞,继续下面地层钻进。本专利可以应用在地热井钻井施工中,能够控制固井中的水泥浆漏失量,从而提高固井质量。

技术研发人员:叶宏宇;桂江波
受保护的技术使用者:北京泰利新能源科技发展有限公司
技术研发日:2016.01.13
技术公布日:2017.07.21
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