本發(fā)明屬于石油完井固井水泥漿,具體涉及一種高強(qiáng)度固井水泥漿。
背景技術(shù):
1、現(xiàn)有的固井水泥漿,使用油井水泥及各類水硬性膠凝材料和各種外加劑,配制成適合不同地層條件的水泥漿,用以封固地層和支撐套管。其中封固油、氣層段的“常規(guī)密度水泥漿體系”使用最為普遍,其密度區(qū)間主要為:1.86-1.93?g/cm3,可實(shí)現(xiàn)的膠結(jié)強(qiáng)度為:24h:13—32mpa、48h:18—38mpa、7d:35—50mpa(55℃/常壓);上述膠結(jié)性能,已基本能夠滿足常規(guī)油、氣井的固井要求。
2、但隨著“50mpa全井壓裂”、“加密射孔”、“多級(jí)分段壓裂”、“大體積加沙”等各項(xiàng)壓裂開發(fā)技術(shù)的提高與運(yùn)用,對(duì)固井水泥環(huán)的性能技術(shù)要求也在持續(xù)的提高,如:“提高水泥石韌性”、“拓展水泥石彈性形變區(qū)間”、“提升水泥石抗斷裂強(qiáng)度”、“顆粒級(jí)配、緊密堆積提高膠結(jié)強(qiáng)度”、“低液/固比高膠結(jié)強(qiáng)度”等項(xiàng)技術(shù),為提升開發(fā)的采收率做出了不斷地努力。
3、cn?106833567a公開了一種高強(qiáng)度高韌性耐高溫固井水泥漿體系及其制備方法和設(shè)計(jì)方法,該水泥漿體系包括如下組分:油井水泥、粗石英砂、?細(xì)石英砂、納米二氧化硅、降失水劑、分散劑和水。該水泥漿體系具有較高的抗壓強(qiáng)度和韌性,在150℃、30mpa條件下養(yǎng)護(hù)1~28天,抗壓強(qiáng)度>60mpa,且隨著養(yǎng)護(hù)時(shí)間的延長(zhǎng)不發(fā)生強(qiáng)度衰退;彈性模量<10gpa,且隨養(yǎng)護(hù)時(shí)間的延長(zhǎng)不發(fā)生明顯的變化。但該水泥漿體系采用了“顆粒級(jí)配、緊密堆積提高膠結(jié)強(qiáng)度”,“降低固/液比”等現(xiàn)有技術(shù),由于使用了納米級(jí)微粒,增加了成本。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的在于提供一種高強(qiáng)度固井水泥漿,利用不同種類膠凝材料之間的水化反應(yīng)時(shí)間差,形成“傳遞反應(yīng)”和“疊加效應(yīng)”,提高體系膠結(jié)強(qiáng)度與致密性。
2、為此,本發(fā)明提供的技術(shù)方案如下:
3、一種高強(qiáng)度固井水泥漿,包括以下重量份數(shù)的組分:固體材料100份,水40-50份,早強(qiáng)劑1份,熟石膏0-1份,穩(wěn)定劑1份,降失水劑2份,緩凝劑0.1-0.15份;
4、所述固體材料由g級(jí)油井水泥、粉煤灰和礦渣組成,所述g級(jí)油井水泥、粉煤灰和礦渣的質(zhì)量比為68-72:17-23:7-12。
5、所述g級(jí)油井水泥、粉煤灰和礦渣的質(zhì)量比為70:20:10。
6、所述早強(qiáng)劑為氯化鈣,所述氯化鈣符合gb?t?26520-2011?工業(yè)氯化鈣標(biāo)準(zhǔn)。
7、所述穩(wěn)定劑為工業(yè)鹽,所述工業(yè)鹽符合gb?t?5462-2015?工業(yè)鹽標(biāo)準(zhǔn)。
8、所述降失水劑為聚乙烯醇類。
9、所述緩凝劑為改性淀粉類。
10、一種高強(qiáng)度固井水泥漿,包括以下重量份數(shù)的組分:g級(jí)油井水泥70份,粉煤灰20份,礦渣10份,水40份,早強(qiáng)劑1份,穩(wěn)定劑1份,降失水劑2份,緩凝劑0.15份;該高強(qiáng)度固井水泥漿密度為1.93g/cm3。
11、一種高強(qiáng)度固井水泥漿,包括以下重量份數(shù)的組分:g級(jí)油井水泥70份,粉煤灰20份,礦渣10份,水44份,早強(qiáng)劑1份,穩(wěn)定劑1份,降失水劑2份,緩凝劑0.15份;該高強(qiáng)度固井水泥漿密度為1.87g/cm3。
12、一種高強(qiáng)度固井水泥漿,包括以下重量份數(shù)的組分:g級(jí)油井水泥70份,粉煤灰20份,礦渣10份,水46份,早強(qiáng)劑1份,熟石膏0.5份,穩(wěn)定劑1份,降失水劑2份,緩凝劑0.15份;該高強(qiáng)度固井水泥漿密度為1.84g/cm3。
13、一種高強(qiáng)度固井水泥漿,包括以下重量份數(shù)的組分:g級(jí)油井水泥70份,粉煤灰20份,礦渣10份,水50份,早強(qiáng)劑1份,熟石膏1份,穩(wěn)定劑1份,降失水劑2份,緩凝劑0.15份;該高強(qiáng)度固井水泥漿密度為1.80g/cm3。
14、本發(fā)明的有益效果是:
15、本發(fā)明提供的這種高強(qiáng)度固井水泥漿,利用油井水泥、粉煤灰和礦渣這三種膠凝材料之間的水化反應(yīng)時(shí)間差,形成“傳遞反應(yīng)”和“疊加效應(yīng)”,提高體系膠結(jié)強(qiáng)度與致密性。
16、本發(fā)明與現(xiàn)有提高膠結(jié)強(qiáng)度技術(shù)的不同之處主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:①與“顆粒級(jí)配、緊密堆積提高膠結(jié)強(qiáng)度”技術(shù)相比,不采用納米級(jí)微?;蛘叱?xì)性材料,不降低體系的施工流動(dòng)性,不增加材料的費(fèi)用;②與“降低固/液比增強(qiáng)水泥石強(qiáng)度”技術(shù)相比,不降低材料配比的固/液比,不增加漿體密度,不降低流動(dòng)性能,不減少噸灰造漿量,不添加減阻劑。
17、本發(fā)明選用常規(guī)固井用料,不變動(dòng)干灰和淡水的比例,不變動(dòng)體系的密度,不選用超細(xì)、活性增強(qiáng)、纖維等特殊材料,不增加體系成本;依靠常規(guī)材料的合適配比,挖掘體系中各項(xiàng)材料完成水化反應(yīng)的疊加效應(yīng),獲得體系膠結(jié)致密性和膠結(jié)強(qiáng)度的大幅度提高,為需要高強(qiáng)度水泥環(huán)完井的井型(如:全井壓裂井,封堵炮眼井等),提供了可靠的低成本固井水泥漿體系;同時(shí)為需要增加韌性、抗斷裂等特殊要求體系,提供了良好的基礎(chǔ)水泥漿體系。
1.一種高強(qiáng)度固井水泥漿,其特征在于:包括以下重量份數(shù)的組分:固體材料100份,水40-50份,早強(qiáng)劑1份,熟石膏0-1份,穩(wěn)定劑1份,降失水劑1-2份,緩凝劑0.1-0.15份;
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高強(qiáng)度固井水泥漿,其特征在于:所述g級(jí)油井水泥、粉煤灰和礦渣的質(zhì)量比為70:20:10。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高強(qiáng)度固井水泥漿,其特征在于:所述早強(qiáng)劑為氯化鈣,所述氯化鈣符合gb?t?26520-2011?工業(yè)氯化鈣標(biāo)準(zhǔn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高強(qiáng)度固井水泥漿,其特征在于:所述穩(wěn)定劑為工業(yè)鹽,所述工業(yè)鹽符合gb?t?5462-2015?工業(yè)鹽標(biāo)準(zhǔn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高強(qiáng)度固井水泥漿,其特征在于:所述降失水劑為聚乙烯醇類。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高強(qiáng)度固井水泥漿,其特征在于:所述緩凝劑為改性淀粉類。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的一種高強(qiáng)度固井水泥漿,其特征在于:包括以下重量份數(shù)的組分:g級(jí)油井水泥70份,粉煤灰20份,礦渣10份,水40份,早強(qiáng)劑1份,穩(wěn)定劑1份,降失水劑2份,緩凝劑0.15份;該高強(qiáng)度固井水泥漿密度為1.93g/cm3。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的一種高強(qiáng)度固井水泥漿,其特征在于:包括以下重量份數(shù)的組分:g級(jí)油井水泥70份,粉煤灰20份,礦渣10份,水44份,早強(qiáng)劑1份,穩(wěn)定劑1份,降失水劑2份,緩凝劑0.15份;該高強(qiáng)度固井水泥漿密度為1.87g/cm3。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的一種高強(qiáng)度固井水泥漿,其特征在于:包括以下重量份數(shù)的組分:g級(jí)油井水泥70份,粉煤灰20份,礦渣10份,水46份,早強(qiáng)劑1份,熟石膏0.5份,穩(wěn)定劑1份,降失水劑2份,緩凝劑0.15份;該高強(qiáng)度固井水泥漿密度為1.84g/cm3。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的一種高強(qiáng)度固井水泥漿,其特征在于:包括以下重量份數(shù)的組分:g級(jí)油井水泥70份,粉煤灰20份,礦渣10份,水50份,早強(qiáng)劑1份,熟石膏1份,穩(wěn)定劑1份,降失水劑2份,緩凝劑0.15份;該高強(qiáng)度固井水泥漿密度為1.80g/cm3。