CN100500794C - 油田固井用防气窜水泥浆 - Google Patents

油田固井用防气窜水泥浆 Download PDF

Info

Publication number
CN100500794C
CN100500794C CNB2006100436891A CN200610043689A CN100500794C CN 100500794 C CN100500794 C CN 100500794C CN B2006100436891 A CNB2006100436891 A CN B2006100436891A CN 200610043689 A CN200610043689 A CN 200610043689A CN 100500794 C CN100500794 C CN 100500794C
Authority
CN
China
Prior art keywords
agent
cement
cement slurry
gas
cementing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CNB2006100436891A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1834195A (zh
Inventor
刘其成
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zibo Yongqi Chemical Engineering Technology Development Co ltd
Original Assignee
Zibo Yongqi Chemical Engineering Technology Development Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zibo Yongqi Chemical Engineering Technology Development Co ltd filed Critical Zibo Yongqi Chemical Engineering Technology Development Co ltd
Priority to CNB2006100436891A priority Critical patent/CN100500794C/zh
Publication of CN1834195A publication Critical patent/CN1834195A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN100500794C publication Critical patent/CN100500794C/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
  • Soil Conditioners And Soil-Stabilizing Materials (AREA)

Abstract

本发明油田固井用防气窜水泥浆，其配料重量组成为：水泥基体100份、可再分散聚合物粉末1.5～5份、分散剂0.1～0.5份、降滤失剂0.5～3份和调凝剂0.1～3份其中：可再分散聚合物粉末为聚醋酸乙烯、聚苯乙烯-丁二烯、聚苯乙烯-丙烯酸丁酯或聚丙烯酸酯粉末中的一种；分散剂为磺化丙酮-甲醛缩合物分散剂或氨基磺酸类分散剂中的一种；降滤失剂为聚乙烯醇或丙烯酰胺共聚物中的一种；调凝剂为早强剂或缓凝剂中的一种。本发明为单组分体系，可再分散聚合物粉末的应用解决了使用聚合物胶乳所带来的问题，在施工现场只需加入水即可，配制、储存、运输和使用都非常方便，既简化了施工过程，又降低了成本，在固井工程中应具有广阔的应用前景。

Description

油田固井用防气窜水泥浆
技术领域
本发明涉及一种改进的油田固井用防气窜水泥浆，用于防气窜的固井工程。
背景技术
流体窜流是固井过程中普遍遇到的问题，它包括气体窜流和水窜流。尤其是深井、超深井和气井中，由于地层压力大、温度高、井身结构复杂，高压下，更容易发生气窜，使水泥石胶结强度降低，影响固井质量。随着我国多数油田都进入了开发的中后期，调整井和加密调整井的固井问题越来越突出，由于长期的注水驱油，地层连通性越来越好，地层压力变化很大，更易导致油、气、水互窜。环空窜流是困扰固井作业多年的难题，如果层间封固不良，高压层流体必然窜流入低压层，造成油气资源不可挽回的流失与浪费，并且对产能和环境保护也是巨大的威胁。一旦发生窜流，即使花费大量的人力物力，也很难修复到原有的层间封固状态。
油气井发生流体窜流的主要原因在于油井水泥使用环境(高温、高压)和施工工艺(高水灰比)，决定了其致命的缺陷——高体积收缩和高滤失量。注水泥过程中，当水泥浆液柱压力低于地层压力时，地层流体会侵入水泥浆柱造成地层内油、气、水窜流。
发生窜流的主要危害是：直接影响水泥石胶结强度；导致层间窜流，影响油气层的测试评价，污染油气层，降低油气采收率；对油田开发后续作业如注水、酸化压裂和分层开采等造成不利影响；严重时可在井口冒油、冒气，甚至造成固井后井喷事故，造成严重后果。
控制地下流体外窜与运移的方法主要是机械方法和化学方法。
机械方法靠的是一种橡胶质的管外封隔器，通过橡胶筒在一定条件下的膨胀作用在某一特定的层位封住地层，防止流体的上下运移，但是这只能解决一个高压层问题，而对于全井段的防气窜则只能靠化学方法来实现。
化学方法控制流体外窜与运移就是通过在水泥浆中加入某些化学品，调节水泥浆的性能，满足固井的要求。国外开发的泡沫水泥浆体系、膨胀水泥浆体系、聚合物胶乳水泥浆体系都已在固井工程中得到应用，特别是聚合物胶乳水泥浆体系自1958年应用以来，被称为最佳防气窜水泥体系，能有效地控制气窜，成功率90％以上。许多学者对聚合物胶乳水泥体系的防气窜机理进行了探讨，开发出了多种适用于聚合物胶乳水泥浆体系的胶乳，如聚醋酸乙烯(PVAc)、聚乙烯-醋酸乙烯(EVA)、聚苯乙烯—丁二烯(SBR)和聚丙烯酸酯(PA)胶乳等，并在固井工程中得到了很好的应用。
国内为了解决固井工程中的窜流问题，借鉴国外技术，先后开发出了不渗透水泥浆和低失水、短过渡、微膨胀防气窜水泥浆、泡沫水泥及聚合物胶乳水泥浆等体系，解决了许多固井工程中的窜流问题。其中，聚合物胶乳水泥浆体系是1980s开发的防气窜技术，使用结果证明该技术具有可操作性强，且多功能性，具有很好的应用前景。但是聚合物胶乳水泥浆体系在使用中存在以下问题：首先表现在使用不便且配比难以准确操作，利用聚合物胶乳配制水泥浆体系，需分别将聚合物胶乳和水泥运送到固井现场，使用时按比例混合(即双组分体系)，但聚合物胶乳的固含量不确定，所以配比难以准确操作；其次是聚合物胶乳中至少50％是水，给运输、储存带来不便，而且增加了包装费用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种全新组成的油田固井用防气窜水泥浆，配制、储存、运输和使用都非常方便。
本发明所述的油田固井用防气窜水泥浆，其配料重量组成为：
水泥基体                      100份
可再分散聚合物粉末            1.5～5份
分散剂                        0.1～0.5份
降滤失剂                      0.5～3份
调凝剂                        0.1～3份。
组成表达也可以是以水泥基体重量为基数，其它组成量为该基数的百分数，即：以水泥基体重量为基础的外加百分数。
组成中：
可再分散聚合物粉末为聚醋酸乙烯、聚苯乙烯-丁二烯、聚苯乙烯-丙烯酸丁酯或聚丙烯酸酯粉末中的一种。可再分散聚合物粉末是将通过乳液聚合得到的聚合物胶乳，经过干燥或其它手段得到聚合物粉末，将其与水按一定比例混合后，可再次形成稳定的聚合物胶乳，具有原来合成聚合物胶乳的性能。本申请单位研制的专利产品已面市，销售情况良好，专利申请号为200410069567.0。
分散剂为磺化丙酮-甲醛缩合物分散剂或氨基磺酸类分散剂中的一种。
降滤失剂为聚乙烯醇或丙烯酰胺共聚物中的一种。
调凝剂为早强剂或缓凝剂中的一种，早强剂为氯化钙或硫酸钠中的一种，缓凝剂为柠檬酸或酒石酸中的一种。
水泥基体为通用的油井水泥或无机活性矿粉组合物，无机活性矿粉包括硅灰石粉、沸石粉、粉煤灰或其组合物等。
将各配料混合制得。使用时，同普通的水泥一样，在固井现场与水拌和，制得具有一定流动度的浆体，注入井下即可。经过多次试验证明，获得成功。
本发明为单组分体系，可再分散聚合物粉末的应用解决了使用聚合物胶乳所带来的问题，在施工现场只需加入水即可，配制、储存、运输和使用都非常方便，既简化了施工过程，又降低了成本，在固井工程中应具有广阔的应用前景。
具体实施方式
对比例1：
按水灰比0.44，丁苯胶乳(固含量50％)5％，磺化丙酮甲醛缩合物分散剂0.1％，丙烯酰胺共聚物降滤失剂3％，柠檬酸0.1％，水泥600g的原料拌合在一起，观察胶乳水泥浆的稳定性，并测定水泥浆的相关性能，结果见表1。
对比例2：
按水灰比0.44，聚醋酸乙烯胶乳(固含量50％)5％，磺化丙酮甲醛缩合物分散剂0.1％，丙烯酰胺共聚物降滤失剂3％，柠檬酸0.1％，水泥600g的原料拌合在一起，观察胶乳水泥浆的稳定性，并测定水泥浆的相关性能，结果见表1。
实施例1
按水灰比0.44，聚醋酸乙烯再分散粉末2.5％，磺化丙酮甲醛缩合物分散剂0.1％，丙烯酰胺共聚物降滤失剂3％，柠檬酸0.1％，水泥600g的原料拌合在一起，观察胶乳水泥浆的稳定性，并测定水泥浆的相关性能，结果见表1。
实施例2
按水灰比0.44，聚苯乙烯-丙烯酸丁酯再分散粉末2.5％，磺化丙酮甲醛缩合物分散剂0.1％，丙烯酰胺共聚物降滤失剂3％，柠檬酸0.1％，水泥600g的原料拌合在一起，观察胶乳水泥浆的稳定性，并测定水泥浆的相关性能，结果见表1。
实施例3
按水灰比0.44，聚丙烯酸酯再分散粉末2.5％，磺化丙酮甲醛缩合物分散剂0.1％，丙烯酰胺共聚物降滤失剂3％，柠檬酸0.1％，水泥600g的原料拌合在一起，观察胶乳水泥浆的稳定性，并测定水泥浆的相关性能，结果见表1。
表1：
Figure C200610043689D00061
要求：初始稠度0.5v～1.5v，失水量0～50ml/30min(对于防气窜水泥浆)。
实验方法
(1)浆体搅拌后，室温下静置5min观察浆体情况。
(2)浆体搅拌后，通过Chandler1250型常压稠化仪，93℃×0.1MPa实验条件下养护浆体20min，然后在搅拌仪上高速(12000r/min)搅拌35s后，倒入250ml量筒，静置2h后，其上层液为游离液，用刻度精确的量筒测量。
(3)浆体搅拌后，27℃×0.1MPa实验条件下用流动度测试仪测量。
(4)浆体搅拌后，93℃×40MPa实验条件下，通过Chandler7222型高温高压稠化仪进行稠度实验，记录下初始稠度以及稠度达到100Bc时所用的时间。
(5)浆体搅拌后，通过Chandler1250型常压稠化仪，93℃×0.1MPa实验条件下养护浆体20min然后将浆体倒入Chandler7120型失水仪。测试条件：93℃×6.9MPa，收集30min滤液并测量。
(6)采用YAW-300型自动恒应力加荷强度实验机和Chandler1910型高温高压养护釜，实验条件为93℃×21MPa下养护24小时后测量其抗压强度。
实施例4
本发明所述的油田固井用防气窜水泥浆，由下列重量组成的原料混合制成：
水泥基体                  100份
聚苯乙烯-丁二烯粉末       2份
氨基磺酸类分散剂          0.4份
丙烯酰胺共聚物降滤失剂    2份
酒石酸调凝剂              0.5份。
实施例5
本发明所述的油田固井用防气窜水泥浆，由下列重量组成的原料混合制成：
水泥基体                   100份
聚醋酸乙烯粉末             2.5份
磺化丙酮-甲醛缩合物分散剂  0.2份
聚乙烯醇降滤失剂           1份
氯化钙调凝剂               0.4份。
实施例6
本发明所述的油田固井用防气窜水泥浆，由下列重量组成的原料混合制成：
水泥基体                   100份
聚苯乙烯-丙烯酸丁酯                5份
磺化丙酮-甲醛缩合物分散剂          0.25份
丙烯酰胺共聚物降滤失剂             1份
硫酸钠调凝剂                       1.5份。
实施例7
本发明所述的油田固井用防气窜水泥浆，由下列重量组成的原料混合制成：
水泥基体                               100份
聚醋酸乙烯粉末                         3.5份
磺化丙酮-甲醛缩合物分散剂               0.35份
丙烯酰胺共聚物降滤失剂                  0.5份
酒石酸调凝剂                           0.15份。
实施例8
本发明所述的油田固井用防气窜水泥浆，由下列重量组成的原料混合制成：
水泥基体                              100份
聚丙烯酸酯粉末                        2.5份
氨基磺酸类分散剂                      0.2份
聚乙烯醇降滤失剂                      1.2份
氯化钙调凝剂                          1份。
实施例9
本发明所述的油田固井用防气窜水泥浆，由下列重量组成的原料混合制成：
水泥基体                              100份
聚苯乙烯-丙烯酸丁酯粉末               3.2份
磺化丙酮-甲醛缩合物分散剂             0.36份
丙烯酰胺共聚物降滤失剂                1.6份
柠檬酸调凝剂                          2份。
实施例10
本发明所述的油田固井用防气窜水泥浆，由下列重量组成的原料混合制成：
水泥基体                              100份
聚醋酸乙烯粉末                        3.5份
磺化丙酮-甲醛缩合物分散剂             0.2份
丙烯酰胺共聚物降滤失剂                2份
硫酸钠调凝剂                          0.2份。
实施例11
本发明所述的油田固井用防气窜水泥浆，由下列重量组成的原料混合制成：
水泥基体                             100份
聚丙烯酸酯粉末                       3.5份
氨基磺酸类分散剂                     0.2份
聚乙烯醇降滤失剂                     2份
氯化钙调凝剂                         1份。
实施例12
本发明所述的油田固井用防气窜水泥浆，由下列重量组成的原料混合制成：
水泥基体                              100份
聚苯乙烯-丙烯酸丁酯粉末               3.2份
磺化丙酮-甲醛缩合物分散剂             0.4份
丙烯酰胺共聚物降滤失剂                1份
柠檬酸调凝剂                          0.25份。

Claims (1)

1、一种油田固井用防气窜水泥浆，其特征在于其配料重量组成为：
水泥基体                         600g
以水泥基体重量为基础外加：
聚醋酸乙烯可再分散聚合物粉末     2.5％
磺化丙酮-甲醛缩合物分散剂        0.1％
丙烯酰胺共聚物降滤失剂           3％
柠檬酸调凝剂                     0.1％。
CNB2006100436891A 2006-04-24 2006-04-24 油田固井用防气窜水泥浆 Expired - Fee Related CN100500794C (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNB2006100436891A CN100500794C (zh) 2006-04-24 2006-04-24 油田固井用防气窜水泥浆

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNB2006100436891A CN100500794C (zh) 2006-04-24 2006-04-24 油田固井用防气窜水泥浆

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1834195A CN1834195A (zh) 2006-09-20
CN100500794C true CN100500794C (zh) 2009-06-17

Family

ID=37002093

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB2006100436891A Expired - Fee Related CN100500794C (zh) 2006-04-24 2006-04-24 油田固井用防气窜水泥浆

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN100500794C (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160264841A1 (en) * 2013-11-25 2016-09-15 Halliburton Energy Services, Inc. Cement with resilient latex polymer

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101134892B (zh) * 2007-10-09 2011-11-09 中国石油大学(华东) 深水固井水泥浆体系
CN100556843C (zh) * 2008-03-28 2009-11-04 安东石油技术（集团）有限公司 一种水泥添加剂
CN100590091C (zh) * 2008-03-28 2010-02-17 安东石油技术（集团）有限公司 一种水泥添加剂的应用方法
CN100556842C (zh) * 2008-03-28 2009-11-04 安东石油技术（集团）有限公司 一种水泥添加剂的制备方法
CN101805596B (zh) * 2010-03-30 2013-01-09 哈尔滨金建伟业科技发展有限公司 非漂珠低密度油井水泥
CN101967964B (zh) * 2010-09-03 2013-07-10 大庆石油管理局 预洗多密度双凝长封防气窜固井的方法
CN102618231B (zh) * 2012-03-09 2014-06-18 中国石油天然气集团公司 低温浅层防窜水泥浆
CN102746836B (zh) * 2012-07-30 2013-12-18 廊坊古莱特石油技术有限公司 一种油气田固井自愈合水泥浆
CN102976667B (zh) * 2012-08-21 2014-03-12 江苏百瑞吉新材料有限公司 一种植生混凝土材料
CN104291733B (zh) * 2014-09-16 2016-05-11 陕西延长石油(集团)有限责任公司研究院 水泥用增韧防窜剂及页岩气水平井固井用增韧水泥
CN105112030A (zh) * 2015-09-02 2015-12-02 中国石油天然气股份有限公司 一种油井水泥用抗渗弹性体及水泥浆制备方法
CN105545247B (zh) * 2015-12-08 2018-08-10 中国石油天然气股份有限公司 一种油气井固井方法
CN105505352B (zh) * 2015-12-29 2021-03-26 中国石油化工股份有限公司 一种高含硫气井用封堵剂
CN106701048A (zh) * 2016-12-19 2017-05-24 天津中油渤星工程科技有限公司 一种固井用防水窜材料及其制备方法
CN106947443B (zh) * 2017-03-16 2019-11-15 中国海洋石油集团有限公司 可分散乳胶粉组合物及防止可分散乳胶粉破乳的稳定剂
CN109180084B (zh) * 2018-10-13 2021-07-06 中国石油化工集团有限公司 遇油气响应的活性自修复水泥浆体系
CN109233767A (zh) * 2018-10-23 2019-01-18 天津大港油田滨港集团博弘石油化工有限公司 一种可固结复合硅酸盐类封窜体系及其制备方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4537918A (en) * 1982-04-06 1985-08-27 Etudes Et Fabrication Dowell Schlumberger Cement compositions for cementing wells, allowing pressure gas-channeling in the cemented annulus to be controlled
CN1059925A (zh) * 1991-05-13 1992-04-01 西南石油学院 一种复合型油井水泥降滤失剂
US5258072A (en) * 1992-06-01 1993-11-02 Basf Corporation Additive composition for oil well cementing formulations
US6171386B1 (en) * 1998-01-22 2001-01-09 Benchmark Research& Technology Inc. Cementing compositions, a method of making therefor, and a method for cementing wells
CN1370788A (zh) * 2001-02-27 2002-09-25 北京燕山石油化工公司研究院 油田固井用共聚物胶乳及其制备方法
CN1425627A (zh) * 2003-01-14 2003-06-25 大庆石油管理局 高温防窜胶乳水泥外加剂
US6641660B1 (en) * 2002-07-23 2003-11-04 Halliburton Energy Services, Inc. Stable well cementing methods and compositions
CN1587285A (zh) * 2004-07-09 2005-03-02 淄博永麒化工技术开发有限公司 可再分散聚合物粉末的制备方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4537918A (en) * 1982-04-06 1985-08-27 Etudes Et Fabrication Dowell Schlumberger Cement compositions for cementing wells, allowing pressure gas-channeling in the cemented annulus to be controlled
CN1059925A (zh) * 1991-05-13 1992-04-01 西南石油学院 一种复合型油井水泥降滤失剂
US5258072A (en) * 1992-06-01 1993-11-02 Basf Corporation Additive composition for oil well cementing formulations
US6171386B1 (en) * 1998-01-22 2001-01-09 Benchmark Research& Technology Inc. Cementing compositions, a method of making therefor, and a method for cementing wells
CN1370788A (zh) * 2001-02-27 2002-09-25 北京燕山石油化工公司研究院 油田固井用共聚物胶乳及其制备方法
US6641660B1 (en) * 2002-07-23 2003-11-04 Halliburton Energy Services, Inc. Stable well cementing methods and compositions
CN1425627A (zh) * 2003-01-14 2003-06-25 大庆石油管理局 高温防窜胶乳水泥外加剂
CN1587285A (zh) * 2004-07-09 2005-03-02 淄博永麒化工技术开发有限公司 可再分散聚合物粉末的制备方法

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
XS型油井水泥降滤失剂的应用研究. 姚晓等.石油钻采工艺，第14卷第6期. 1992
XS型油井水泥降滤失剂的应用研究. 姚晓等.石油钻采工艺，第14卷第6期. 1992 *
胶乳水泥浆体系研究及应用. 靳建洲等.钻井液与完井液，第23卷第2期. 2006
胶乳水泥浆体系研究及应用. 靳建洲等.钻井液与完井液，第23卷第2期. 2006 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160264841A1 (en) * 2013-11-25 2016-09-15 Halliburton Energy Services, Inc. Cement with resilient latex polymer
US10544349B2 (en) * 2013-11-25 2020-01-28 Halliburton Energy Services, Inc. Cement with resilient latex polymer
US11485895B2 (en) 2013-11-25 2022-11-01 Halliburton Energy Services. Inc. Cement with resilient latex polymer

Also Published As

Publication number Publication date
CN1834195A (zh) 2006-09-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100500794C (zh) 油田固井用防气窜水泥浆
Khayat Viscosity-enhancing admixtures for cement-based materials—An overview
Liu et al. Effects of cementitious grout components on rheological properties
CN100344723C (zh) 一种固井水泥浆综合性能调节剂及制备方法
US9494012B2 (en) Foamed cement compositions containing metal silicides usable in subterranean well operations
CN102492404A (zh) 一种防窜用水泥浆
Du et al. A novel fluid for use in oil and gas well construction to prevent the oil and gas leak from the wellbore
CN109265093A (zh) 固井用超低密度水泥浆体系
CN103476729A (zh) 甲基羟乙基纤维素作为水泥添加剂的用途
CN101597497B (zh) 水玻璃-三醋酸甘油酯注浆材料及其制备方法
CN106554765A (zh) 一种油井水泥无氯防窜早强剂及制备方法和应用
CN109265100A (zh) 一种超疏水注浆材料及其制备方法
Zhang et al. Improvement of tailings gradation on workability and strength of cemented tailings backfill
CN101239803A (zh) 加固粉细砂用超细水泥浆液及其制备方法
Wu et al. Investigation on basic properties and microscopic mechanisms of polyacrylate latex modified cement grouting material for water blocking and reinforcement
Vipulanandan et al. Effects of meta-kaolin clay on the working and strength properties of cement grouts
Naudts et al. Additives and admixtures in cement-based grouts
Tian et al. Development and application of novel high‐efficiency composite ultrafine cement grouts for roadway in fractured surrounding rocks
CN105367016B (zh) 一种性能可调节的无收缩灌浆浆液及其配制方法
Bruce et al. Glossary of grouting terminology
CN114213081A (zh) 抗水分散的地铁隧道富水地层加固用注浆料及制备方法
JPH038749A (ja) 坑井用セメントスラリー組成物及び坑井用セメンチング工法
Shi et al. Optimization study for cement-based grout mixture ratio of shield tunnel considering spatiotemporal evolution of grout buoyancy
Hu et al. Key Technology Research on the Rapid‐Molding In‐Closed Retaining‐Wall in Filling Mining
CN107586538A (zh) 一种适合小尺寸油管用低摩阻高性能水泥浆体系

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20090617

Termination date: 20120424