CN101857800B - 一种固井用堵漏水泥浆及其制备方法 - Google Patents

一种固井用堵漏水泥浆及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101857800B
CN101857800B CN2010102103803A CN201010210380A CN101857800B CN 101857800 B CN101857800 B CN 101857800B CN 2010102103803 A CN2010102103803 A CN 2010102103803A CN 201010210380 A CN201010210380 A CN 201010210380A CN 101857800 B CN101857800 B CN 101857800B
Authority
CN
China
Prior art keywords
weight part
parts
oil
water
well
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
CN2010102103803A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101857800A (zh
Inventor
程小伟
李早元
郭小阳
张华�
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.)
Southwest Petroleum University
Original Assignee
Southwest Petroleum University
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 Southwest Petroleum University filed Critical Southwest Petroleum University
Priority to CN2010102103803A priority Critical patent/CN101857800B/zh
Publication of CN101857800A publication Critical patent/CN101857800A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101857800B publication Critical patent/CN101857800B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
  • Sealing Material Composition (AREA)
  • Preparation Of Clay, And Manufacture Of Mixtures Containing Clay Or Cement (AREA)

Abstract

本发明涉及一种固井用堵漏水泥浆及其制备方法，该堵漏水泥浆由以下各组分按重量份配比组成：100份油井水泥，50-150份水，0.01-8份麻纤维，1-20份分散剂，1-20份降失水剂，5-50份碱性调节剂，1-10份缓凝剂，0-1份消泡剂；所述分散剂为十二烷基硫酸钠或六偏磷酸钠，所述降失水剂为2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸或羟乙基纤维素，所述碱性调节剂为硅粉，所述缓凝剂为木质素磺酸钠或柠檬酸，所述消泡剂为二甲基硅油或磷酸三丁酯，所述麻纤维为黄麻、亚麻、大麻、苎麻、剑麻其中一种、两种或两种以上的混合物。本发明在满足固井所需的各项工程性能前提下，有效解决固井过程中的水泥浆漏失和水泥石固有脆性的技术难题，为油气井后续作业提供保证。

Description

一种固井用堵漏水泥浆及其制备方法
技术领域
本发明涉及用于油气田钻井固井中的堵漏水泥浆及其制备方法。
背景技术
井漏是在钻井、固井、完井、测试或修井等各种井下作业过程中，由于在各种工作液的压差作用下流进地层的一种井下复杂情况。对于固井工程来讲，井漏是指在固井中钻井液、水泥浆或其它工作液漏失到地层中的现象。据统计，全世界井漏发生率约占总井数的20％-25％，全球石油行业中每年因为井漏而耗费的资金高达数亿元。近年来国内油气田漏失井钻井数量一直呈增加趋势。1990年国内油田发生重大井漏复杂853次，损失钻井时间70000h以上，平均井漏复杂时率(处理井漏时间/钻井总时间)在3％左右。
在我国的四川油气田，江苏油田，青海油田，塔里木油田，吉林油田，大庆油田，玉门青西，新疆准南油田，辽河油田，中原油田和长庆油田的部分区块也存在较为严重的井漏问题。可见，井漏是目前国内各油气田普遍存在的技术难题。由于固井时水泥浆的密度比钻进时要高，所以易漏性地层固井时极易发生井漏、水泥浆回落和低返。因此，在油气井工程中，油井水泥浆的防漏堵漏工作是非常重要而且必须的。
同时，固井水泥石是属于多孔脆性材料，本身存在较多的先天缺陷：抗拉强度低、抗破裂性能差、抗冲击强度低。一旦遇到油气井射孔作业中，水泥石在强冲击载荷作用下，会发生局部区域形成高应力拉伸区，此拉伸区在超过破裂极限值后，会破裂而形成宏观裂纹。同时在继续钻进过程中，套管会沿径向和轴向膨胀，轴向力将在水泥石胶结界面上产生剪切应力，引起界面破坏或使水泥石产生径向破裂。水泥石的破坏必然减弱或失去对地下油、气、水层的封隔作用，造成层间窜流并腐蚀套管，严重时会使油气井报废。
目前，堵漏水泥浆经常使用聚合物纤维，陶瓷纤维，石棉纤维，碳纤维，玻璃纤维等，但是这些纤维存在以下问题：陶瓷纤维，石棉纤维，碳纤维，玻璃纤维在水泥浆中分散不均匀；聚合物纤维耐温较差；堵漏效果不理想。所以在生产实践中这些纤维水泥浆难以满足油气井封固段堵漏和增韧的要求，最终影响油气井固井质量。
发明内容
本发明的目的在于提供一种固井用堵漏水泥浆，该水泥浆在满足固井所需的各项工程性能前提下，解决固井过程中的水泥浆漏失和水泥石固有脆性的技术难题，为油气井后续作业提供保证，克服了现有技术的缺陷。
本发明的另一目的在于提供该堵漏水泥浆的制备方法，该方法操作简便，原料成本低廉，易于成功解决油气田井下漏失。
为达到以上技术目的，本发明提供以下技术方案。
一种固井用堵漏水泥浆，由以下各组分按重量份配比组成：100份油井水泥，50-150份水，0.01-8份麻纤维，1-20份分散剂，1-20份降失水剂，5-50份碱性调节剂，1-10份缓凝剂，0-1份消泡剂。
所述麻纤维为黄麻、亚麻、大麻、苎麻、剑麻其中一种、两种或两种以上的混合物。所述麻纤维须经过下述表面处理：(1)碱预处理：将麻纤维长度切割为5mm～10mm，然后将麻纤维在室温下采用1％-18％NaOH溶液浸泡30min，最后水洗除碱、晒干；(2)等离子处理：碱预处理后的麻纤维放入等离子体发生器中，在Ar等离子体环境中(气体压强30Pa，射频功率60W)处理时间1min后取出，依次用无水乙醇和去离子水超声清洗麻纤维各3次，每次5min，于室温下真空干燥。
所述分散剂为十二烷基硫酸钠或六偏磷酸钠。
所述降失水剂为2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸或羟乙基纤维素。
所述碱性调节剂为硅粉。
所述缓凝剂为木质素磺酸钠或柠檬酸。
所述消泡剂为二甲基硅油或磷酸三丁酯。
以上物质均为市售。
该固井用堵漏水泥浆的制备方法如下：
称取100重量份油井水泥、5-50重量份碱性调节剂和0.01-8重量份麻纤维干混为干粉，量取50-150重量份水，称取1-20重量份分散剂、1-20重量份降失水剂、1-10重量份缓凝剂、0-1重量份消泡剂溶于水中。然后，将水溶液放在混合容器中，搅拌器以低速(4000±200转/分)转动，并在15秒内加完称取的油井水泥、碱性调节剂和麻纤维，在所有干粉加进水里后，盖上搅拌器的盖子，并在高速(12000±500转/分)下继续搅拌35秒，即得本发明固井用堵漏水泥浆。
目前固井用堵漏水泥浆的堵漏途径是利用纤维材料与孔隙、裂缝壁间的摩擦、阻挂和滞留作用，纤维在孔隙、裂缝表面形成三维网状结构，水泥颗粒可以在这些网状结构上吸附、堆积形成致密的水泥浆滤饼，达到封堵裂缝和孔隙、消除微小漏失的目的。本发明堵漏水泥浆除了具有上述途径外，更重要的是水泥浆中的堵漏麻纤维表面化学基团的变化导致表面能的改变及化学键合作用的增强，以及表面粗糙度的增加引起的机械锁结作用增强，最终可以加大与水泥石基体的接触面，还可以与水泥水化产物中的大量羟基基团起作用而形成氢键；从而可增进界面的致密性，加强界面粘结强度，最终既提高了水泥浆的堵漏防漏功能，又提高了水泥石的韧性。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)该固井用堵漏水泥浆的堵漏承压能力可以达到7MPa以上。
(2)该固井用堵漏水泥浆在20-150℃之间，都表现出良好的高温应用性能。
(3)该固井用堵漏水泥浆的麻纤维表面粗糙，有很多竖向条纹，有利于增加纤维与水泥浆体之间的接触面积，促进了麻纤维在水泥浆中均匀分散，同时也减低了该水泥浆自由水的析出。
(4)该固井用堵漏水泥浆硬化后形成的水泥石表观无收缩，具有较好的抗渗透性和抗硫酸盐腐蚀能力。
具体实施方式
本发明堵漏水泥浆的制备
实施例1
称取100重量份油井水泥、20重量份硅粉和0.02重量份大麻纤维干混为干粉，量取55重量份水，称取6重量份十二烷基硫酸钠、15重量份2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、2重量份柠檬酸、0.1重量份二甲基硅油溶于水中。然后，将水溶液放在混合容器中，搅拌器以低速(4000±200转/分)转动，并在15秒内加完称取的油井水泥、硅粉和麻纤维，在所有干粉加进水里后，盖上搅拌器的盖子，并在高速(12000±500转/分)下继续搅拌35秒，固井堵漏水泥浆即配成。
实施例2
称取100重量份油井水泥、40重量份硅粉，0.7重量份黄麻纤维和0.1重量份剑麻纤维干混为干粉，量取70重量份水、称取6重量份六偏磷酸钠、10重量份羟乙基纤维素、1重量份柠檬酸、0.2重量份磷酸三丁酯溶于水中。然后，将水溶液放在混合容器中，搅拌器以低速(4000±200转/分)转动，并在15秒内加完称取的油井水泥、硅粉和麻纤维，在所有干粉加进水里后，盖上搅拌器盖子，并在高速(12000±500转/分)下继续搅拌35秒，固井堵漏水泥浆即配成。
实施例3
称取100重量份油井水泥、30重量份硅粉、0.8重量份大麻纤维和0.2重量份黄麻纤维干混为干粉，量取75重量份水、称取8量份十二烷基硫酸钠、6重量份2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、2重量份柠檬酸、0.5重量份磷酸三丁酯溶于水中。然后，将水溶液放在混合容器中，搅拌器以低速(4000±200转/分)转动，并在15秒内加完称取的油井水泥、硅粉和麻纤维，在所有干粉加进水里后，盖上搅拌器盖子，并在高速(12000±500转/分)下继续搅拌35秒，固井堵漏水泥浆即配成。
实施例4
称取100重量份油井水泥、20重量份硅粉、1重量份黄麻纤维和1重量份亚麻纤维干混为干粉，量取60重量份水，称取10重量份六偏磷酸钠、4重量份羟乙基纤维素、2重量份木质素磺酸钠、0.3重量份二甲基硅油溶于水中。然后，将水溶液放在混合容器中，搅拌器以低速(4000±200转/分)转动，并在15秒内加完称取的油井水泥、硅粉和麻纤维，在所有干粉加进水里后，盖上搅拌器盖子，并在高速(12000±500转/分)下继续搅拌35秒，固井堵漏水泥浆即配成。
实施例5
称取100重量份油井水泥、50重量份硅粉和8重量份剑麻纤维干混为干粉，量取150重量份水、称取20重量份十二烷基硫酸钠、20重量份2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、10重量份木质素磺酸钠、1重量份二甲基硅油溶于水中。然后，将水溶液放在混合容器中，搅拌器以低速(4000±200转/分)转动，并在15秒内加完称取的油井水泥、硅粉和麻纤维，在所有干粉加进水里后，盖上搅拌器盖子，并在高速(12000±500转/分)下继续搅拌35秒，固井堵漏水泥浆即配成。
本发明堵漏水泥浆的堵漏防漏性能测试
实施例6
按照APl规范测试该堵漏水泥浆各项工程性能，同时依据中华人民共和国石油天然气行业标准SY/T 5840-93《钻井用桥接堵漏材料室内试验方法》，对实施例1-5得到的水泥浆，测试其堵漏防漏性能，使用缝板尺寸为2×35mm，测试结果见表1。
表1本发明堵漏水泥浆的性能测试结果
Figure BDA0000022747070000061
从表1中可以看出，5个实施例中，各堵漏水泥浆工程性能优越，堵漏效果明显。

Claims (4)

1.一种固井用堵漏水泥浆，由以下各组分按重量份配比组成：100份油井水泥，50-150份水，0.01-8份麻纤维，1-20份分散剂，1-20份降失水剂，5-50份碱性调节剂，1-10份缓凝剂；所述分散剂为十二烷基硫酸钠或六偏磷酸钠，所述降失水剂为2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸或羟乙基纤维素，所述碱性调节剂为硅粉，所述缓凝剂为木质素磺酸钠或柠檬酸；所述麻纤维为黄麻、亚麻、大麻、苎麻、剑麻其中一种或两种以上的混合物经过下述表面处理而成：(1)碱预处理：将麻纤维长度切割为5mm～10mm，然后在室温下采用1％-18％NaOH溶液浸泡30min，最后水洗除碱、晒干；(2)等离子处理：碱预处理后的麻纤维放入等离子体发生器中，在Ar等离子体环境中处理1min后取出，依次用无水乙醇和去离子水超声清洗，室温下真空干燥。
2.如权利要求1所述的堵漏水泥浆，其特征在于，所述堵漏水泥浆含有0-1份消泡剂，所述消泡剂为二甲基硅油或磷酸三丁酯。
3.如权利要求1所述的堵漏水泥浆的制备方法，其特征在于，称取100重量份油井水泥、5-50重量份碱性调节剂和0.01-8重量份麻纤维干混为干粉，量取50-150重量份水，称取1-20重量份分散剂、1-20重量份降失水剂、1-10重量份缓凝剂溶于水中，将水溶液放在混合容器中，搅拌器以4000±200转/分的速度转动，并加入称取的油井水泥、碱性调节剂和麻纤维，以12000±500转/分的速度继续搅拌，即得本发明固井用堵漏水泥浆。
4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，有0-1重量份的消泡剂溶于水中，所述消泡剂为二甲基硅油或磷酸三丁酯。
CN2010102103803A 2010-06-28 2010-06-28 一种固井用堵漏水泥浆及其制备方法 Expired - Fee Related CN101857800B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2010102103803A CN101857800B (zh) 2010-06-28 2010-06-28 一种固井用堵漏水泥浆及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2010102103803A CN101857800B (zh) 2010-06-28 2010-06-28 一种固井用堵漏水泥浆及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101857800A CN101857800A (zh) 2010-10-13
CN101857800B true CN101857800B (zh) 2011-08-10

Family

ID=42943967

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2010102103803A Expired - Fee Related CN101857800B (zh) 2010-06-28 2010-06-28 一种固井用堵漏水泥浆及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101857800B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103374342A (zh) * 2012-04-17 2013-10-30 中国石油化工股份有限公司 一种油田调剖堵水剂和油田调剖堵水方法

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102618234B (zh) * 2011-03-30 2016-03-02 中国石油化工集团公司 高含硫气井试气投产作业暂堵剂
AU2012316267B2 (en) * 2011-09-29 2015-12-17 Dow Global Technologies Llc Cementing composition comprising anionically - and hydrophobically-modified cellulose ethers and its use
CN102516965B (zh) * 2011-12-06 2013-06-19 中国石油集团渤海钻探工程有限公司 高温高密度韧性固井水泥浆
CN102559161A (zh) * 2011-12-16 2012-07-11 中国石油大学(华东) 油气井固井用耐二氧化碳腐蚀水泥体系
CN102732237B (zh) * 2012-05-23 2014-01-22 成都欧美克石油科技有限公司 干井筒固井水泥浆
CN102703044B (zh) * 2012-05-23 2014-09-10 成都欧美克石油科技有限公司 新型水泥浆堵漏液
CN103045214A (zh) * 2013-01-16 2013-04-17 西南石油大学 一种油气井堵漏触变水泥浆及其制备方法
CN103614126A (zh) * 2013-10-21 2014-03-05 中国石油大学(华东) 一种耐温耐盐无机颗粒堵水剂
CN104310847B (zh) * 2014-10-14 2017-02-15 中国电建集团中南勘测设计研究院有限公司 一种缓凝型高抗硫酸盐水泥稳定浆液
CN106186777B (zh) * 2016-07-15 2019-02-15 中国石油天然气集团公司 一种用于油田固井用水泥的广谱性无氯促凝早强剂
CN108531146B (zh) * 2018-06-15 2021-03-09 中煤科工集团重庆研究院有限公司 一种钻井堵漏液及其制备方法
CN110791266B (zh) * 2019-06-28 2021-10-08 大港油田集团有限责任公司 颗粒型聚合物窜流通道封堵剂及其制备方法
CN111993571B (zh) * 2020-08-28 2021-06-08 云浮市豪野材料科技有限公司 一种高强度耐腐蚀水泥石的生产方法
CN113105877A (zh) * 2021-04-14 2021-07-13 西南石油大学 改性天然纤维素纤维及其制备方法和抗水侵固井水泥浆
CN114455895A (zh) * 2022-02-25 2022-05-10 辽宁昆成实业有限公司 一种用于修井作业稠油井固尾管的三体水泥浆

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6098712A (en) * 1997-10-31 2000-08-08 Bottom Line Industries, Inc. Method of plugging a well
CN101730730A (zh) * 2007-07-06 2010-06-09 罗地亚管理公司 低密度复合材料

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6098712A (en) * 1997-10-31 2000-08-08 Bottom Line Industries, Inc. Method of plugging a well
CN101730730A (zh) * 2007-07-06 2010-06-09 罗地亚管理公司 低密度复合材料

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103374342A (zh) * 2012-04-17 2013-10-30 中国石油化工股份有限公司 一种油田调剖堵水剂和油田调剖堵水方法
CN103374342B (zh) * 2012-04-17 2016-01-20 中国石油化工股份有限公司 一种油田调剖堵水剂和油田调剖堵水方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN101857800A (zh) 2010-10-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101857800B (zh) 一种固井用堵漏水泥浆及其制备方法
CN101134892B (zh) 深水固井水泥浆体系
CN100551992C (zh) 深水低温固井水泥体系
CN102382633B (zh) 一种深水用硅酸盐水泥浆
CN104726078B (zh) 一种凝胶堵漏剂及其制备方法
CN101857799A (zh) 一种可固化堵漏隔离液及其制备方法
CN109180084B (zh) 遇油气响应的活性自修复水泥浆体系
CN100575447C (zh) 一种组合物及其制备和应用
CN110872494A (zh) 一种钻井用高强度承压堵漏剂及其应用
CN107987814A (zh) 一种多功能低密度固化工作液体系
CN111154466A (zh) 一种可实现油基钻屑灰资源化利用的固井水泥浆体系
CN112456873A (zh) 一种适用于煤层气的固井水泥浆及其制备方法
CN108623228A (zh) 一种耐海水腐蚀无机结构密封胶及其制备方法
CN104004504B (zh) 一种适用于酸性气藏的固井水泥浆自愈合剂
CN113880502B (zh) 一种深井破碎地层井壁修复强化剂及其制备方法和应用
CN114686193A (zh) 一种钻井用堵漏剂及其应用
CN106747130B (zh) 一种耐高温油井封堵剂
CN105114032A (zh) 一种采用交联聚合物凝胶堵漏剂进行中深井堵漏的方法
CN105219365B (zh) 中深井交联聚合物凝胶堵漏剂及其制备方法
CN107418533B (zh) 一种热采井封固剂、封固浆料及封固方法
CN114426819B (zh) 一种储气库固井用复合增韧防窜剂及制备方法
CN100345932C (zh) 一种油气井水泥增渗剂
CN113773820B (zh) 一种承压堵漏浆及其制备方法和应用
CN110228975B (zh) 一种水泥浆的制备工艺
CN115504713A (zh) 一种用于井筒封堵的预固化树脂基高胶结韧性水泥浆及其制备方法和应用

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
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20110810

Termination date: 20210628

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee