本发明涉及油田开采技术领域，具体涉及一种防腐用低密度固井水泥浆体系及其制备方法。
背景技术：
随着长庆油田勘探开发的深入，洛河水层腐蚀导致的油井套损问题越来越严重，套损井、水淹井逐年增多，严重影响油田采收率，制约了开发效率。陇东、吴起、定边部分区块上部地层水源污染严重，导致部分区块无法进行勘探开发，部分区块套管腐蚀严重，造成水淹油层，套破后隔采及修井后产能恢复效果不明显，采收率大幅降低(含水基本在90％以上)，固井方面主要是通过提高水泥返高和固井质量来减少洛河水的腐蚀，现有固井水泥浆体系未进行防腐方面的设计，不能有效阻止地层流体对套管的腐蚀，且没有针对洛河地层水防腐的油井水泥用缓蚀剂相关文献报道。
技术实现要素：
本发明的目的是克服现有固井水泥浆体系存在不足的问题，提供一种防腐用低密度固井水泥浆体系及其制备方法。
本发明的技术方案是提供了一种防腐用低密度固井水泥浆体系，包括以下重量份的组分：g级水泥65-90份，固井减轻材料10～35份，非渗透剂10-30份，油井水泥降失水剂1.8～2.2份，水泥缓蚀剂1-1.5份，水55-90份。
所述清g级水泥65份，固井减轻材料35份，非渗透剂20份，油井水泥降失水剂1.8份，水泥缓蚀剂1.5份，水80份。
所述固井减轻材料为膨胀珍珠岩、微硅及粉煤灰的一种或几种组合。膨胀珍珠岩密度为0.6g/cm3，目数60-80目。
所述非渗透剂为水溶性环氧树脂乳液。固相含量大于50％。
所述油井水泥降失水剂为聚乙烯醇。
所述聚乙烯分子量为1788。
所述水泥缓蚀剂为亚硝酸钠、亚硝酸钙、磷酸钠及苯甲酸钠中的一种或几种组合。
一种防腐用低密度固井水泥浆体系的制备方法，其特征在于：至少包括以下步骤：
步骤1)准备以下重量份的组分：g级水泥65-90份，固井减轻材料10～35份，非渗透剂10-30份，油井水泥降失水剂1.8～2.2份，水泥缓蚀剂1-1.5份，水55-90份；
步骤2)将非渗透剂10-30份和水55-90份混合进行搅拌，在每分钟4000转的搅拌速度下，在20s内加入g级水泥65-90份，固井减轻材料10～35份，油井水泥降失水剂1.8～2.2份，水泥缓蚀剂1-1.5份；
步骤3)在每分钟12000转的速度下，搅拌40s～50s，即可得到固井水泥浆体系。
本发明的有益效果：本发明的这种防腐用低密度固井水泥浆体系依据电化学缓蚀成膜理论，主要在现有洛河层固井低密度水泥浆体系中引入非渗透剂及水泥缓蚀剂两种材料，在不改变固井施工工艺的前提下，提高水泥石本身高矿化度洛河水耐侵蚀能力，保护上部水源、确保老区块油井寿命，适应安全环保需求；同时，该发明固井水泥浆体系稳定，可有效降低水泥石的渗透率。其中，引入的水泥缓蚀剂是通过抑制套管与水泥石界面孔隙地层水的阳极或者阴极电化学反应来起到保护套管的作用，满足封固油井上部洛河水层的防腐用低密度固井水泥浆体系。该固井水泥浆体系的密度为1.35-1.65g/cm3，抗压强度≥10mpa(48h/45℃)，沉降稳定性好，密度差<0.01g/cm3，水泥石抗腐蚀性好，气相渗透率小于0.08×10-3um2，缓蚀率≥85％。
具体实施方式
实施例1：
为了克服现有固井水泥浆体系存在不足的问题，本实施例提供了一种防腐用低密度固井水泥浆体系，包括以下重量份的组分：g级水泥65-90份，固井减轻材料10～35份，非渗透剂10-30份，油井水泥降失水剂1.8～2.2份，水泥缓蚀剂1-1.5份，水55-90份。
其中，所述固井减轻材料为膨胀珍珠岩、微硅及粉煤灰的一种或几种组合，膨胀珍珠岩密度为0.6g/cm3，目数60-80目。
所述非渗透剂为水溶性环氧树脂乳液，水溶性环氧树脂乳液的固相含量大于50％。
所述油井水泥降失水剂为聚乙烯醇，聚乙烯醇分子量为1788。
所述水泥缓蚀剂为亚硝酸钠、亚硝酸钙、磷酸钠及苯甲酸钠中的一种或几种组合。
这种防腐用低密度固井水泥浆体系的制备方法，其特征在于：至少包括以下步骤：
步骤1)准备以下重量份的组分：g级水泥65-90份，固井减轻材料10～35份，非渗透剂10-30份，油井水泥降失水剂1.8～2.2份，水泥缓蚀剂1-1.5份，水55-90份；
步骤2)将非渗透剂10-30份和水55-90份混合进行搅拌，在每分钟4000转的搅拌速度下，在20s内加入g级水泥65-90份，固井减轻材料10～35份，油井水泥降失水剂1.8～2.2份，水泥缓蚀剂1-1.5份；
步骤3)在每分钟12000转的速度下，搅拌40s～50s，即可得到固井水泥浆体系。
本发明的这种防腐用低密度固井水泥浆体系依据电化学缓蚀成膜理论，主要在现有洛河层固井低密度水泥浆体系中引入非渗透剂及水泥缓蚀剂两种材料，在不改变固井施工工艺的前提下，提高水泥石本身高矿化度洛河水耐侵蚀能力，保护上部水源、确保老区块油井寿命，适应安全环保需求；同时，该发明固井水泥浆体系稳定，可有效降低水泥石的渗透率。其中，引入的水泥缓蚀剂是通过抑制套管与水泥石界面孔隙地层水的阳极或者阴极电化学反应来起到保护套管的作用，满足封固油井上部洛河水层的防腐用低密度固井水泥浆体系。
实施例2：
本实施例提供了一种防腐用低密度固井水泥浆体系，由以下重量份数的物质组成：g级水泥65份，膨胀珍珠岩35份，水溶性环氧树脂乳液20份，聚乙烯醇(分子量1788)1.8份，亚硝酸钠0.75份，磷酸钠0.75份，水80份。
其制备过程如下：
将水溶性环氧树脂乳液20份和水80份混合进行搅拌，在每分钟4000转的搅拌速度下，在20s内加入g级水泥65份，膨胀珍珠岩35份，聚乙烯醇(分子量1788)1.8份，亚硝酸钠0.75份，磷酸钠0.75份，在每分钟12000转的速度下，搅拌40s～50s，即可得到固井水泥浆体系。
该固井水泥浆体系的性能评价如下：
(1)用数显液体密度计测试该固井水泥浆体系的密度，密度为1.35g/cm3，选取ф20mm×50cm的耐高温pvc空心管，将该固井水泥浆体系倒入空心管中，两端封口，在高温养护箱中进行45℃养护2h，凝固后取出，平均截取三段称取质量，应用排水法分别测其体积，计算水泥石上中下三段密度差值，密度差为0.01g/cm3；
(2)用测试模具与该固井水泥浆体系一起在高温养护箱中进行45℃养护48h，然后使用压力试验机测试其抗压强度，抗压强度为10.4mpa；
(3)使用水泥石渗透率分析仪测试该固井水泥浆体系的气相渗透率，渗透率为0.07×10-3um2；
(4)将该固井水泥浆体系与目前用水泥浆体系一起在高温养护箱中进行45℃养护48h，取出水泥石，放置于洛河水溶液中45℃养护168h，测试其前后质量损失，用以下公式评价水泥浆的防腐性能：
其中：η为缓蚀率，％；该固井水泥浆体系的缓蚀率为90％；
δm0为目前用水泥浆体系水泥石的质量损失，g；
δm1为该固井水泥浆体系水泥石的质量损失，g。
实施例3：
本实施例提供了一种防腐用低密度固井水泥浆体系，由以下重量份数的物质组成：g级水泥80份，膨胀珍珠岩20份，水溶性环氧树脂乳液15份，聚乙烯醇1788(分子量1788)2份，亚硝酸钠与磷酸钠共1.2份，且亚硝酸钠与苯甲酸钠比例为1.5:1，水80份。
其制备过程如下：
将水溶性环氧树脂乳液20份和水80份混合进行搅拌，在每分钟4000转的搅拌速度下，在20s内加入g级水泥65份，膨胀珍珠岩35份，聚乙烯醇(分子量1788)1.8份，亚硝酸钠与磷酸钠共1.2份，在每分钟12000转的速度下，搅拌40s～50s，即可得到固井水泥浆体系。
该固井水泥浆体系的性能评价如下：
(1)用数显液体密度计测试该固井水泥浆体系的密度，密度为1.48g/cm3，选取ф20mm×50cm的耐高温pvc空心管，将该固井水泥浆体系倒入空心管中，两端封口，在高温养护箱中进行45℃养护2h，凝固后取出，平均截取三段称取质量，应用排水法分别测其体积，计算水泥石上中下三段密度差值，密度差为0.01g/cm3；
(2)用测试模具与该固井水泥浆体系一起在高温养护箱中进行45℃养护48h，然后使用压力试验机测试其抗压强度，抗压强度为13mpa；
(3)使用水泥石渗透率分析仪测试该固井水泥浆体系的气相渗透率，渗透率为0.07×10-3um2；
(4)将该固井水泥浆体系与目前用水泥浆体系一起在高温养护箱中进行45℃养护48h，取出水泥石，放置于洛河水溶液中45℃养护168h，测试其前后质量损失，用以下公式评价水泥浆的防腐性能：
其中：η为缓蚀率，％；该固井水泥浆体系的缓蚀率为92％；
δm0为目前用水泥浆体系水泥石的质量损失，g；
δm1为该固井水泥浆体系水泥石的质量损失，g。
实施例4：
本实施例提供了一种防腐用低密度固井水泥浆体系，由以下重量份数的物质组成：g级水泥85份，膨胀珍珠岩15份，水溶性环氧树脂乳液15份，聚乙烯醇1788(分子量1788)2份，亚硝酸钠与苯甲酸钠共1.2份，且亚硝酸钠与苯甲酸钠比例为1.6:1，水85份。
其制备过程如下：
将水溶性环氧树脂乳液15份和水85份混合进行搅拌，在每分钟4000转的搅拌速度下，在20s内加入g级水泥85份，膨胀珍珠岩15份，聚乙烯醇(分子量1788)2份，亚硝酸钠与苯甲酸钠共1.2份，在每分钟12000转的速度下，搅拌40s～50s，即可得到固井水泥浆体系。
该固井水泥浆体系的性能评价如下：
(1)用数显液体密度计测试该固井水泥浆体系的密度，密度为1.56g/cm3，选取ф20mm×50cm的耐高温pvc空心管，将该固井水泥浆体系倒入空心管中，两端封口，在高温养护箱中进行45℃养护2h，凝固后取出，平均截取三段称取质量，应用排水法分别测其体积，计算水泥石上中下三段密度差值，密度差为0g/cm3；
(2)用测试模具与该固井水泥浆体系一起在高温养护箱中进行45℃养护48h，然后使用压力试验机测试其抗压强度，抗压强度为15mpa；
(3)使用水泥石渗透率分析仪测试该固井水泥浆体系的气相渗透率，渗透率为0.06×10-3um2；
(4)将该固井水泥浆体系与目前用水泥浆体系一起在高温养护箱中进行45℃养护48h，取出水泥石，放置于洛河水溶液中45℃养护168h，测试其前后质量损失，用以下公式评价水泥浆的防腐性能：
其中：η为缓蚀率，％；该固井水泥浆体系的缓蚀率为93％；
δm0为目前用水泥浆体系水泥石的质量损失，g；
δm1为该固井水泥浆体系水泥石的质量损失，g。
实施例5：
本实施例提供了一种防腐用低密度固井水泥浆体系，由以下重量份数的物质组成：g级水泥90份，膨胀珍珠岩10份，水溶性环氧树脂乳液10份，聚乙烯醇1788(分子量1788)1.8份，亚硝酸钠与苯甲酸钠共1.2份，且亚硝酸钠与苯甲酸钠比例为2:1，水55份。
其制备过程如下：
将水溶性环氧树脂乳液10份和水55份混合进行搅拌，在每分钟4000转的搅拌速度下，在20s内加入g级水泥90份，膨胀珍珠岩10份，聚乙烯醇(分子量1788)1.8份，亚硝酸钠与苯甲酸钠共1.2份，在每分钟12000转的速度下，搅拌40s～50s，即可得到固井水泥浆体系。
该固井水泥浆体系的性能评价如下：
(1)用数显液体密度计测试该固井水泥浆体系的密度，密度为1.65g/cm3，选取ф20mm×50cm的耐高温pvc空心管，将该固井水泥浆体系倒入空心管中，两端封口，在高温养护箱中进行45℃养护2h，凝固后取出，平均截取三段称取质量，应用排水法分别测其体积，计算水泥石上中下三段密度差值，密度差为0g/cm3；
(2)用测试模具与该固井水泥浆体系一起在高温养护箱中进行45℃养护48h，然后使用压力试验机测试其抗压强度，抗压强度为16mpa；
(3)使用水泥石渗透率分析仪测试该固井水泥浆体系的气相渗透率，渗透率为0.06×10-3um2；
(4)将该固井水泥浆体系与目前用水泥浆体系一起在高温养护箱中进行45℃养护48h，取出水泥石，放置于洛河水溶液中45℃养护168h，测试其前后质量损失，用以下公式评价水泥浆的防腐性能：
其中：η为缓蚀率，％；该固井水泥浆体系的缓蚀率为93％；
δm0为目前用水泥浆体系水泥石的质量损失，g；
δm1为该固井水泥浆体系水泥石的质量损失，g。
以上实施例1～5中，所述搅拌器选用美国chandler公司的chandler3260型号的恒速搅拌器，数显液体密度计采用青岛海通达专用仪器厂生产的yms1-5型号的数显密度计，高温养护箱选用沈阳航空航天大学应用技术研究所的owc-118型号的高温养护箱，压力试验机为上海华龙测试仪器股份有限公司的why-300/10型号的微机全自动控制压力试验机，水泥石渗透率分析仪为美国施德福国际有限公司的cte3020型号的水泥石渗透率测试仪。
综上所述，本发明提供的这种防腐用低密度固井水泥浆体系密度为1.35-1.65g/cm3，抗压强度≥10mpa(48h/45℃)，沉降稳定性好，密度差<0.01g/cm3，水泥石抗腐蚀性好，气相渗透率小于0.08×10-3um2，缓蚀率≥85％。该固井水泥浆体系稳定，可有效降低水泥石的渗透率，提高水泥石本身高矿化度洛河水耐侵蚀能力，同时引入水泥缓蚀剂，通过抑制套管与水泥石界面孔隙地层水的阳极或者阴极电化学反应来起到保护套管的作用，满足封固油井上部洛河水层的防腐用低密度固井水泥浆体系，赋予常规低密度固井水泥浆体系防高矿化度洛河水腐蚀功能，保护上部水源、确保老区块油井寿命，适应安全环保需求，其应用前景良好。本发明提供的一种洛河水防腐用低密度固井水泥浆体系及其制备方法。
以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。