弹塑性微膨胀固井水泥浆及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及固井水泥浆技术领域，尤其设及一种弹塑性微膨胀固井水泥浆及其制 备方法。
【背景技术】
[0002] 随着石油天然气的开采，为了更大程度的开采石油天然气，需要对一些已完钻井 进行压裂酸化等二次开采，要求水泥石有较高的抗压强度、高初性、高胶结强度、高抗腐蚀 性等。所W，油井水泥形成水泥石的初性、抗阻裂性和抗腐蚀性更是固井工作者关注的焦 点。而弹塑性微膨胀水泥正是利用弹性颗粒材料止裂增初提高油井水泥石抗冲击破坏能 力，利用纤维材料在水泥石内拉筋搭桥作用传递应力提高水泥石抗冲击能力。
[0003] 目前，国内外广泛应用粉末橡胶粉、硬渐青等材料来提高水泥石的弹性，特别是合 成橡胶、苯乙締/下二締聚合物材料可明显提高水泥环的初性。但是，苯乙締/下二締聚 合物在现场运用效果时好时坏，且与其他体系的配伍性较差，发生事故的例子也较多；粉末 橡胶粉虽然操作方便但对水泥石的抗压强度有明显降低。另外，现有的水泥浆存在水泥浆 拌浆困难，流动性差，悬浮稳定性和沉降稳定性较差，大样实验与小样实验符合率较低等问 题。
【发明内容】
[0004] 有鉴于此，本发明实施例提供一种弹塑性微膨胀固井水泥浆，主要目的是提高水 泥石的抗折强度和抗冲击初性。
[0005] 为达到上述目的，本发明主要提供如下技术方案：
[0006] 一方面，本发明实施例提供了一种弹塑性微膨胀固井水泥浆，由W下各组分按重 量份配比组成：油井水泥100份，高溫稳定剂3-10份，密度调节剂0-50份，降失水剂1-5份， 分散剂0. 5-2份，缓凝剂0-3份，水35-110份，消泡剂0. 2份，悬浮稳定剂0. 5-2份，弹塑剂 2-8份，膨胀剂2-5份，娃粉35-45份。
[0007] 作为优选，所述油井水泥是满足API规范的油井G级高抗硫水泥。
[0008] 作为优选，所述高溫稳定剂为纯度大于98%的二氧化娃粉末。所述二氧化娃粉末 的粒径为0. 1μm-〇. 3μm。
[0009] 作为优选，所述悬浮剂为微生物多糖合成胶类悬浮剂。
[0010] 作为优选，所述降失水剂为2-丙締酷胺-2-甲基丙横酸（AMP巧高分子聚合物。
[0011] 作为优选，所述分散剂为醒酬缩型分散剂。
[0012] 作为优选，所述缓凝剂选自高分子聚合物类缓凝剂、木质素横酸盐类缓凝剂及有 机憐酸盐类缓凝剂中的至少一种。
[0013] 作为优选，所述消泡剂选自聚酸类消泡剂、有机娃类消泡剂及聚酸改性类消泡剂 中的一种。
[0014] 作为优选，所述弹塑剂为聚丙締颗粒。
[0015] 作为优选，所述密度调节剂为铁矿粉。
[0016] 作为优选，所述膨胀剂为氧化巧和氧化儀的混合物，所述膨胀剂中氧化儀质量百 分含量为55-65%，氧化巧的质量百分含量为35-45%。
[0017] 作为优选，所述膨胀剂中氧化儀的质量百分含量为60%，氧化巧的质量百分含量 为 40%。
[0018] 另一方面，本发明实施例提供了一种上述弹塑性微膨胀固井水泥浆的制备方法， 包括如下步骤：
[0019] 将油井水泥、密度调节剂、降失水剂、分散剂、悬浮稳定剂、弹塑剂、膨胀剂和娃粉 按比例混合揽拌均匀，得到干混材料；
[0020] 将缓凝剂和消泡剂溶解于水中揽拌均匀，得到湿混材料；
[0021] 在低速揽拌下将干混材料匀速地加入湿混材料中，高速揽拌均匀并消泡，得到弹 塑性微膨胀水泥浆。
[0022] 作为优选，在4000转/min的转速下将所述干混材料加入湿混材料中，加入时长为 15s〇
[0023] 作为优选，干混材料加入湿混材料中后W12000转/min的转速揽拌35s并消泡， 得到弹塑性微膨胀水泥浆。
[0024] 与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
[0025] 本发明实施例的弹塑性微膨胀固井水泥浆中添加了缓凝剂、降失水剂和弹塑剂等 油井水泥外加剂，得到的固井水泥浆抗高溫（15(rc)能力强、顶部强度发展迅速（35°C，24h W内起强度）、API滤失量小（< 50ml)、高溫稳定性好，且配方简单方便现场操作，节约成 本。本发明实施例的固井水泥浆在储气库、页岩气深井固井作业中具有流动性好、高溫滤失 量低、浆体沉降稳定性好、弹性模量低等优点，同时可有效提高水泥石的抗折强度和抗冲击 初性，提高二界面胶结强度，保护油气层，延长油气井的开采寿命。
【具体实施方式】
[0026] 下面结合具体实施例对本发明作进一步详细描述，但不作为对本发明的限定。在 下述说明中，不同的"一实施例"或"实施例"指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实 施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。
[0027] 本发明实施例中的份数如无特殊说明均指重量份。
[002引 实施例1
[0029] 将G级水泥100份、2-丙締酷胺基-2甲基丙横酸聚合物1份、二氧化娃粉末（纯 度> 98 %，粒径为0. 1μm-0. 3μm) 3份、微生物多糖合成胶类悬浮稳定剂0. 5份、聚丙締类 弹塑剂2份、氧化儀类膨胀剂2份和娃粉35份混合揽拌均匀，得到干混材料；
[0030] 将2-丙締酷胺基-2甲基丙横酸聚合物缓凝剂1份和聚酸类消泡剂0. 2份溶解于 44%的水中揽拌均匀，得到湿混材料；
[0031] 在4000转/min转速的揽拌条件下将干混材料匀速地加入湿混材料中（用时 15s)，然后W12000转/min的转速揽拌35s均匀并消泡，配制出的水泥浆即是弹塑性微膨 胀水泥浆。测量上述水泥浆的性能，结果见表2和表3。
[00础实施例2
[0033] 将G级水泥100份、铁矿粉50份、2-丙締酷胺基-2甲基丙横酸聚合物5份、二氧 化娃粉末（纯度> 98 %，粒径为0. 1μm-0. 3μm) 10份、脂肪族径基横酸盐缩合物2份、微生 物多糖合成胶类悬浮稳定剂2份、聚丙締类弹塑剂8份、氧化儀类膨胀剂5份和娃粉45份 混合揽拌均匀，得到干混材料；
[0034] 将2-丙締酷胺基-2甲基丙横酸聚合物缓凝剂3份和聚酸类消泡剂0. 2份溶解于 110份的水中揽拌均匀，得到湿混材料；
[0035]在4000转/min的转速的揽拌下将干混材料匀速地加入湿混材料中（15s)，然后W 12000转/min的转速揽拌35s均匀并消泡，配制出的水泥浆即是弹塑性微膨胀水泥浆。测 量上述水泥浆的性能，结果见表2和表3。
[003引 实施例3
[0037] 将100份的G级水泥、1. 8份2-丙締酷胺基-2甲基丙横酸聚合物、3份二氧化娃 粉末（纯度> 98 %，粒径为0. 1μm-0. 3μm)、0. 8份脂肪族径基横酸盐缩合物、0. 8份微生 物多糖合成胶类悬浮稳定剂、3份聚丙締类弹塑剂、3份氧化儀类膨胀剂和35份娃粉混合揽 拌均匀，得到干混材料；
[0038] 将1. 2份的2-丙締酷胺基-2甲基丙横酸聚合物缓凝剂和0. 2份聚酸类消泡剂溶 解于55份的水中揽拌均匀，得到湿混材料；
[0039]在4000转/min的转速的揽拌下将干混材料匀速地加入湿混材料中（15s)，然后W 12000转/min的转速揽拌35s均匀并消泡，配制出的水泥浆即是弹塑性微膨胀水泥浆。测 量上述水泥浆的性能，结果见表2和表3。
[0040] 实施例4
[0041] 将100份G级水泥、10份铁矿粉、2. 0份2-丙締酷胺基-2甲基丙横酸聚合物、5份 二氧化娃粉末（纯度> 98 %，粒径为0. 1μm-0. 3μm)、1. 5份脂肪族径基横酸盐缩合物、1. 2 份微生物多糖合成胶类悬浮稳定剂、5份聚丙締类弹塑剂、3份氧化儀类膨胀剂和40份娃粉 混合揽拌均匀，得到干混材料；
[0042] 将1. 8份的2-丙締酷胺基-2甲基丙横酸聚合物缓凝剂和0. 2份聚酸类消泡剂溶 解于60份的水中揽拌均匀，得到湿混材料；
[004引在4000转/min的转速的揽拌下将干混材料匀速地加入湿混材料中（15s)，然后W12000转/min的转速揽拌35s均匀并消泡，配制出的水泥浆即是弹塑性微膨胀水泥浆。测 量上述水泥浆的性能，结果见表2和表3。
[0044] 实施例5
[0045] 将100份G级水泥、20份铁矿粉、1. 9份2-丙締酷胺基-2甲基丙横酸聚合物、8份 二氧化娃粉末（纯度> 98 %，粒径为0. 1μm-0. 3μm)、1. 0份脂肪族径基横酸盐缩合物、1. 0 份微生物多糖合成胶类悬浮稳定剂、4份聚丙締类弹塑剂、2份氧化儀类膨胀剂和40