本發(fā)明專利技術提供了一種低密度水泥漿。該水泥漿水固比為58-65：100；以重量份計，該水泥漿固體成分包括：水泥112-118份，減輕劑微珠35-45份以及穩(wěn)定劑微硅5-12份，其中所述水泥包括平均粒徑為12-14μm的水泥第一組分100份以及平均粒徑為6-7μm的水泥第二組分12-18份；以水泥漿體積計，每升水泥漿中包括纖維0.1-0.25g；該水泥漿密度為1.29-1.31g/cm3。應用本發(fā)明專利技術水泥漿體系大大提高了灰?guī)r、白云巖裂縫發(fā)育易漏失地層的固井質量。
【技術實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術涉及一種石油鉆井工程領域，尤其是涉及一種適用于井溫高且易漏失地層封固的水泥漿。
技術介紹
在石油鉆井工程中，隨著勘探開發(fā)的深入，鉆探深度加深，需要封固的地層更為復雜。例如塔里木盆地其中深部灰?guī)r、白云巖地層縫洞發(fā)育，地層孔隙壓力低，鉆井和固井易發(fā)生漏失，白云巖縫洞型層段儲層保護要求高，堵漏難度大，難以對其進行有效封堵，無法·滿足常規(guī)固井施工條件。另外，套管下入深，井底溫度高，水泥石強度易發(fā)生衰減。目前使用的水泥漿大多采取漂珠+微硅配制而成，用漂珠作為主要減輕材料，微硅作為填充材料，該體系具有密度可調范圍大、具有良好的穩(wěn)定性、流動性和一定的觸變性、失水量低和早期強度高等優(yōu)點，能有效地防止漏失及其對油氣層的保護。但對于井深，井底壓力高70MPa),國產(chǎn)普通漂珠低密度水泥漿密度破碎率較大，已不適應深井壓力要求。
技術實現(xiàn)思路
本專利技術所要解決的技術問題是克服現(xiàn)有水泥漿中漂珠易破碎，不能滿足深井壓力要求的缺陷，提供了一種低密度水泥漿，該水泥漿密度穩(wěn)定且低至1. 29-1. 31g/cm3，綜合性能良好，強度高且能抗高溫。本專利技術低密度水泥漿，采用顆粒堆積和粒徑級配原理，復配抗壓強度高(124MPa以上)、密度低(0. 6g/cm3以下)的空心玻璃微珠，G級水泥+超細水泥，以及長度4. 5-5. 5mm(優(yōu)選5mm)的短纖維，使得所得低密度水泥漿適用于具有高溫、高壓、井深為特點的固井，尤其是灰?guī)r、白云巖地層裂縫發(fā)育固井。為了解決上述技術問題，本專利技術采用的技術方案是一種低密度水泥漿，該水泥漿水固比為58-65 :100 ;以重量份計，該水泥漿固體成分包括水泥112-118份，減輕劑微珠35-45份以及穩(wěn)定劑微硅5-12份，其中所述水泥包括平均粒徑為12-14 iim (D50為16-17 iim)的水泥第一組分100份以及平均粒徑為6-7 ii m (D5tl為6_8 y m)的水泥第二組分12-18份；以水泥漿體積計，每升水泥漿中包括纖維0. 1-0. 25g ;該水泥漿密度為1. 29-1. 3lg/cm3。本專利技術所述水泥漿水固比是指水和固體成分的質量比。前述的低密度水泥漿，該水泥漿水固比為60-63 :100 ；以重量份計，該水泥漿固體成分包括水泥114-116份，減輕劑微珠38-42份以及穩(wěn)定劑微硅6-10份，其中所述水泥包括水泥第一組分100份以及水泥第二組分14-16份；以水泥漿體積計，每升水泥漿中包括纖維 0. 1-0. 2g。前述的低密度水泥漿，所述水泥第一組分平均粒徑為12. 96um ;所述水泥第二組分平均粒徑為6. 03 u m。前述的低密度水泥漿，所述微珠是空心玻璃珠，抗壓強達124MPa(18000psi)以上。該微珠優(yōu)選壁厚為1. 8-2. 2 u m (優(yōu)選2 u m),密度為0. 6g/cm3以下。前述的低密度水泥漿，所述微硅的平均粒徑為0. 28-0. 32 um (優(yōu)選0. 3 y m)。前述的低密度水泥漿，所述纖維是玻璃纖維，碳纖維，聚丙烯纖維或尼龍纖維，其長度為 4. 5-5. 5mm。前述的低密度水泥漿，以水泥漿中水泥，微珠以及微硅含量總和為100重量份計，該水泥漿進一步包括早強劑2 4. 5重量份，分散劑0. 3^0. 7重量份，降失水劑5 8. 5重量份，第一防氣竄劑1. 5^3. 5重量份，第二防氣竄劑2-4重量份，緩凝劑0. 8^1. 5重量份，以及消泡劑0. 15、. 45重量份中的至少一種。前述的低密度水泥漿，以水泥漿中水泥，微珠以及微硅含量總和為100重量份計，所述水泥漿進一步包括早強劑3. 5^4. 5重量份，分散劑0. 35、. 65重量份，降失水劑 5. 5^8. 5重量份，第一防氣竄劑1. 5^3. 5重量份，第二防氣竄劑2_4重量份，緩凝劑1. (Tl. 5重量份，以及消泡劑0. 15^0. 35重量份中的至少一種。前述的低密度水泥漿，所述第一防氣竄劑是丁苯膠乳；所述第二防氣竄劑是羧基丁苯膠乳。前述的低密度水泥漿，所述早強劑包括硫代硫酸鋁、硅酸鈉或堿式氯化鋁；所述分散劑是丙酮甲醛磺化縮聚物；所述降失水劑是2-丙烯酰胺-2甲基丙磺酸、丙烯酸和丙烯酰胺的三元共聚物；所述緩凝劑是六偏磷酸鈉；以及所述消泡劑是磷酸三丁酯。本專利技術低密度水泥漿體系，以空心玻璃微珠為主要減輕劑，微硅為穩(wěn)定劑，并且為了提高度密度水泥漿早期抗壓強度，引入了 D5tl Se-Sym的水泥第二組分，最終形成空心玻璃微珠、水泥、微硅三種不同粒徑級配組合，形成了抗高溫超低密度水泥漿體系。應用本專利技術水泥漿體系大大提高了灰?guī)r、白云巖裂縫發(fā)育易漏失地層的固井質量。附圖說明圖1是實施例4所得水泥漿的稠化曲線圖。圖2是實施例4所得水泥漿靜膠凝膠強度曲線。具體實施例方式為充分了解本專利技術之目的、特征及功效，借由下述具體的實施方式，對本專利技術做詳細說明。本專利技術為了克服灰?guī)r、白云巖地層由于埋藏深、微裂縫發(fā)育、孔隙壓力低、鉆井和固井易漏，從而難以對其進行有效封堵，無法滿足常規(guī)固井施工條件的技術難題，研發(fā)出了適合封固灰?guī)r、白云巖裂縫發(fā)育易漏失地層的低密度水泥漿體系，該水泥漿密度穩(wěn)定且低至1.30g/cm3。該水泥漿以空心玻璃微珠為主要減輕劑，微硅為穩(wěn)定劑，并且為了提高水泥漿早期抗壓強度，引入D506-8 u m的水泥第二組分。一種低密度水泥衆(zhòng),該水泥衆(zhòng)水固質量比為58-65 :100 ；以重量份計，該水泥衆(zhòng)固體成分包括水泥112-118份，減輕劑微珠35-45份以及穩(wěn)定劑微硅5-12份，其中所述水泥包括平均粒徑為12-14 u m的水泥第一組分100份以及平均粒徑為6-7 u m的水泥第二組分12-18份；以水泥漿體積計，每升水泥漿中包括纖維0. 1-0. 25g ;該水泥漿密度為1. 29-1. 31g/cm3。本專利技術所述平均粒徑是指體積平均粒徑。該水泥衆(zhòng)水固重量比為60-63 :100 ；以重量份計，該水泥衆(zhòng)固體成分包括水泥114-116份，減輕劑微珠38-42份以及穩(wěn)定劑微娃6-10份,其中所述水泥包括水泥第一組分100份以及水泥第二組分14-16份；以水泥漿體積計，每升水泥漿中包括纖維0. 1-0. 2g。所述水泥第一組分優(yōu)選G級水泥，G級水 泥平均粒徑優(yōu)選為12-14 Pm (優(yōu)選12. 96 Pm)。所述水泥第二組分優(yōu)選超細水泥，超細水泥是指達到次納米級的水泥。本專利技術超細水泥中值粒徑D5tl為6-8 u m,平均粒徑6-7 u m (優(yōu)選6. 03um)o所述微珠是空心玻璃珠,壁厚1. 8-2. 2 ii m (優(yōu)選2 ii m),密度0. 6g/cm3以下,抗壓強達124MPa (18000psi)以上。空心玻璃珠化學惰性強，呈正圓形，具有能夠減小摩擦增加流動性的“滾珠效應”，因此在水泥漿體系中添加空心玻璃珠，不影響水泥漿的綜合性能，而能改善水泥漿整體體系的流動性能，有效控制水泥漿的密度。另外，本專利技術選用的微珠抗壓強達124MPa (18000psi)以上，使得本專利技術水泥漿體系能夠應用于井底壓力高(彡70MPa)的固井，克服了現(xiàn)有水泥漿中普通漂珠容易破碎的缺陷。所述微硅的平均粒徑在0. 28-0. 32 Um (優(yōu)選0. 3 ii m)。微硅是以無定形二氧化硅(95wt%以上)為主要成分的本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術保護點】
一種低密度水泥漿，其特征在于，該水泥漿水固比為58?65：100；以重量份計，該水泥漿固體成分包括：水泥112?118份，減輕劑微珠35?45份以及穩(wěn)定劑微硅5?12份，其中所述水泥包括平均粒徑為12?14μm的水泥第一組分100份以及平均粒徑為6?7μm的水泥第二組分12?18份；以水泥漿體積計，每升水泥漿中包括纖維0.1?0.25g；該水泥漿密度為1.29?1.31g/cm3。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：楊蘭田，賈曉斌，劉云，周偉，董秀民，王永洪，羅發(fā)強，張平，馬新中，李雙貴，劉曉民，路飛飛，樊艷芳，于洋，彭明旺，
申請(專利權)人：中國石油化工股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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