CN103320107A - 一种用于实体膨胀管固井的韧性防气窜水泥浆 - Google Patents

一种用于实体膨胀管固井的韧性防气窜水泥浆 Download PDF

Info

Publication number
CN103320107A
CN103320107A CN2013102441235A CN201310244123A CN103320107A CN 103320107 A CN103320107 A CN 103320107A CN 2013102441235 A CN2013102441235 A CN 2013102441235A CN 201310244123 A CN201310244123 A CN 201310244123A CN 103320107 A CN103320107 A CN 103320107A
Authority
CN
China
Prior art keywords
agent
cement slurry
cement
toughness
channeling
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.)
Granted
Application number
CN2013102441235A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103320107B (zh
Inventor
杨远光
周伟
商勇
谢应权
杨兰田
付建红
侯子旭
贾晓斌
曹智
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.)
Chengdu Southwest Petroleum University Petroleum Engineering Technology Co., Ltd.
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 CN201310244123.5A priority Critical patent/CN103320107B/zh
Publication of CN103320107A publication Critical patent/CN103320107A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103320107B publication Critical patent/CN103320107B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Abstract

本发明公开了一种用于实体膨胀管固井的韧性防气窜水泥浆，其组成如下：100gG级油井水泥或G级水泥与硅粉的混合物（当井底静止温度大于110℃时），2.5g～4.2g延缓凝固剂，8g～11g降滤失剂，1g～1.2g分散剂，0.5g～0.8g增韧剂，3g～5g防气窜剂，0.1g～0.3g消泡剂，37.3g～41g自来水。所述增韧剂为长度为0.3～2mm的玻璃纤维与长度为3～5mm的锦纶纤维，按质量比2:1混合而成；其他物质均为市售。该水泥浆具有较强的封固能力，综合性能好，既能保证实体膨胀管安全可靠膨胀，又能改善实体膨胀管固井水泥环的封固质量，弥补了现有技术的缺陷和不足。

Description

一种用于实体膨胀管固井的韧性防气窜水泥浆
技术领域
本发明涉及一种实体膨胀管固井用的水泥浆，属于油气井固井工程中使用的一种特殊水泥浆。
背景技术
我国陆上油井生产套管大多为Φ177.8mm及其以下尺寸套管，从老井眼侧钻小井眼时，井眼尺寸小，环空间隙小，难以下入合适的生产管柱，既影响射孔、测试、生产管理和修井等作业，又难以保证固井的有效封固质量。因此，可采用实体膨胀管注水泥固井，有效扩大生产套管内径，以利于射孔、测试、生产管理和修井等作业，但适应实体膨胀管固井的既易于调控延迟凝结且强度发展快，又能适应小间隙环空固井在候凝过程中具有强的防气窜和冲击能力的水泥浆仍未见报导。虽然关于固井过程中防止气窜，或延迟胶凝，以及增强水泥石韧性的固井水泥浆，迄今国内外已开发出了多种添加剂和相应水泥浆体系，如世界著名的Halliburton和Schlumberger等公司。但对于适应实体膨胀管小间隙环空固井由于有很高气窜潜力和薄水泥环易碎，同时要具有强度发展快的延迟凝结水泥浆却亟待进一步深入研究，以保证实体膨胀管固井的施工作业安全和水泥环长期封固质量。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于实体膨胀管固井的韧性防气窜水泥浆，该水泥浆具有较强的封固能力，综合性能好，既能保证实体膨胀管安全可靠膨胀，又能改善实体膨胀管固井水泥环的封固质量，弥补了现有技术的缺陷和不足。
为达到以上技术目的，本发明提供以下技术方案。
一种用于实体膨胀管固井的韧性防气窜水泥浆，其组成如下：在100gG级油井水泥或G级水泥与硅粉的混合物（当井底静止温度大于110℃时）中，加入2.5g～4.2g延缓凝固剂，8g～11g降滤失剂，1g～1.2g分散剂，0.5g～0.8g增韧剂，3g～5g防气窜剂，0.1g～0.3g消泡剂，37.3g～41g自来水。
所述G级水泥与硅粉的混合物中，G级水泥与硅粉的质量比为100:35。
所述延缓凝固剂为2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS）和有机羧酸（TA）合成的油井水泥高温延迟凝固剂。
所述降滤失剂为丙烯酰胺（AM）、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS）和N-乙烯基吡咯烷酮（NVP）三元共聚类的油井水泥降滤失剂。
所述分散剂为甲醛和丙酮缩聚物。
所述增韧剂为长度为0.3～2mm的玻璃纤维与长度为3～5mm的锦纶纤维，按质量比2:1混合而成。
所述防气窜剂为磺化聚乙烯醇微胶粒，呈棕红色凝胶状。微胶粒在高温下软化，能填塞封闭水泥颗粒间的空隙、间隙，使水泥浆基体防窜。
所述消泡剂能抑制气泡形成，如乳化硅油、聚氧丙烯甘油醚或聚氧丙烯聚醚改性硅。
上述物质除增韧剂外，在市场均有售。
本发明使用常规增压稠化仪试验，在稠化时间达到注水泥施工时间后，采用停55min转动5min的循环式间断启动稠化仪测定水泥浆稠化时间的方法模拟实体膨胀管安全施工作业时间，该水泥浆的稠化时间为22h～25h。
该水泥浆的综合工程性能好，防气窜性能系数SPN值小于3，满足实体膨胀管固井施工时间不大于20h，套管膨胀后水泥浆候凝120h～148h水泥石的抗冲击韧性大于3.0，抗压强度大于14MPa。
本发明与现有技术比较，具有以下有益效果：（1）延缓凝固剂能有效防止水泥浆在实体膨胀管未膨胀时提前凝固，保证实体膨胀管安全可靠膨胀；（2）水泥浆凝固后的水泥石强度发展快，强度高，抗冲击性能好；（3）气体侵入水泥浆的阻力大，防止固井候凝过程中发生气窜影响封固质量；（4）水泥浆配制和注浆施工与常规水泥浆相同，不需要特殊工艺。
具体实施方式
以下结合具体实施例，对本发明进行详细说明。
实施例1：适应井底静止温度低于110℃的水泥浆制备及性能
称取600gG级油井水泥，15.6g延缓凝固剂，54g降滤失剂，6g分散剂，3.6g增韧剂，24g胶粒防气窜剂，1.2g消泡剂，220g自来水。增韧剂与油井水泥混均匀，延缓凝固剂、降滤失剂、分散剂、胶粒防气窜剂和消泡剂加入自来水中混配均匀后，按API方法配制浆体，即得到密度1.90的延迟凝固高强防气窜水泥浆。该水泥浆用于井底静止温度90~110℃的实体膨胀管的固井，该水泥浆的稠化时间约为21h~22h，API滤失量小于30ml，自由水0，流变性能好，防气窜性能系数SPN值小于3，凝固120h~148h水泥石的抗冲击韧性大于3.0，抗压强度大于14MPa。
实施例2：适应井底静止温度大于110℃的水泥浆制备及性能
称取444gG级油井水泥与156g硅粉混合，25.2g延缓凝固剂，60g降滤失剂，6g分散剂，3.6g增韧剂，30g胶粒防气窜剂，1.2g消泡剂，241g自来水。增韧剂与油井水泥和硅粉干混均匀，延缓凝固剂、降滤失剂、分散剂、胶粒防气窜剂和消泡剂加入自来水中混配均匀后，按API方法配制浆体，即得到密度1.88的延迟凝固高强防气窜水泥浆。该水泥浆用于井底静止温度120~140℃的实体膨胀管的固井，该水泥浆的稠化时间约为21h~22h，API滤失量小于30ml，自由水为0，流变性能好，防气窜性能系数SPN值小于3，凝固120h~148h水泥石的抗冲击韧性大于3.5，抗压强度大于14MPa。
对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明要求的保护范围。 

Claims (8)

1.一种用于实体膨胀管固井的韧性防气窜水泥浆，其组成如下：100gG级油井水泥或G级水泥与硅粉的混合物，2.5g～4.2g延缓凝固剂，8g～11g降滤失剂，1g～1.2g分散剂，0.5g～0.8g增韧剂，3g～5g防气窜剂，0.1g～0.3g消泡剂，37.3g～41g自来水。
2.如权利要求1所述的韧性防气窜水泥浆，其特征在于，所述G级水泥与硅粉的混合物中，G级水泥与硅粉的质量比为100:35，用于井底静止温度大于110℃时。
3.如权利要求1所述的韧性防气窜水泥浆，其特征在于，所述延缓凝固剂为2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和有机羧酸合成的油井水泥高温延迟凝固剂。
4.如权利要求1所述的韧性防气窜水泥浆，其特征在于，所述降滤失剂为丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和N-乙烯基吡咯烷酮三元共聚类的油井水泥降滤失剂。
5.如权利要求1所述的韧性防气窜水泥浆，其特征在于，所述分散剂为甲醛和丙酮缩聚物。
6.如权利要求1所述的韧性防气窜水泥浆，其特征在于，所述增韧剂为长度为0.3～2mm的玻璃纤维与长度为3～5mm的锦纶纤维，按质量比2:1混合而成。
7.如权利要求1所述的韧性防气窜水泥浆，其特征在于，所述防气窜剂为磺化聚乙烯醇微胶粒。
8.如权利要求1所述的韧性防气窜水泥浆，其特征在于，所述消泡剂为乳化硅油、聚氧丙烯甘油醚或聚氧丙烯聚醚改性硅。
CN201310244123.5A 2013-06-19 2013-06-19 一种用于实体膨胀管固井的韧性防气窜水泥浆 Active CN103320107B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310244123.5A CN103320107B (zh) 2013-06-19 2013-06-19 一种用于实体膨胀管固井的韧性防气窜水泥浆

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310244123.5A CN103320107B (zh) 2013-06-19 2013-06-19 一种用于实体膨胀管固井的韧性防气窜水泥浆

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103320107A true CN103320107A (zh) 2013-09-25
CN103320107B CN103320107B (zh) 2015-05-27

Family

ID=49189160

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310244123.5A Active CN103320107B (zh) 2013-06-19 2013-06-19 一种用于实体膨胀管固井的韧性防气窜水泥浆

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103320107B (zh)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103923628A (zh) * 2014-04-17 2014-07-16 中国海洋石油总公司 一种小井眼单通道固井用低粘柔性水泥浆
CN104650836A (zh) * 2014-12-22 2015-05-27 中国石油集团川庆钻探工程有限公司长庆固井公司 一种水平井水泥浆
CN107056158A (zh) * 2017-05-02 2017-08-18 成都西油奥星石油技术有限公司 用于易漏失小井眼或窄间隙环空井固井的封堵防气窜水泥浆
CN107434375A (zh) * 2017-07-31 2017-12-05 中国石油集团川庆钻探工程有限公司 油气井固井用增强型高密度韧性防窜水泥浆
CN112175590A (zh) * 2020-09-30 2021-01-05 中国石油天然气股份有限公司大港油田分公司 一种改性多元醇抑制剂及其制备方法与在水基钻井液中的应用
CN112592118A (zh) * 2020-12-31 2021-04-02 陈海涛 一种高强度抗沉降水泥浆
CN116023051A (zh) * 2021-10-25 2023-04-28 中石化石油工程技术服务有限公司 一种水泥添加剂、水泥组合物和水泥浆

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006066725A1 (en) * 2004-12-21 2006-06-29 Services Petroliers Schlumberger Fluid loss control agents and compositions for cementing oil and gas wells comprising said fluid loss control agent
CN102585788A (zh) * 2012-01-20 2012-07-18 长江大学 一种过饱和氯化钠固井水泥浆体系
CN102504775B (zh) * 2011-10-12 2013-03-13 西南石油大学 深井长封固段固井用大温差水泥浆及其制备方法
CN103146368A (zh) * 2013-03-01 2013-06-12 中国石油大学(华东) 一种弹性固井水泥浆及其制备方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006066725A1 (en) * 2004-12-21 2006-06-29 Services Petroliers Schlumberger Fluid loss control agents and compositions for cementing oil and gas wells comprising said fluid loss control agent
CN102504775B (zh) * 2011-10-12 2013-03-13 西南石油大学 深井长封固段固井用大温差水泥浆及其制备方法
CN102585788A (zh) * 2012-01-20 2012-07-18 长江大学 一种过饱和氯化钠固井水泥浆体系
CN103146368A (zh) * 2013-03-01 2013-06-12 中国石油大学(华东) 一种弹性固井水泥浆及其制备方法

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103923628A (zh) * 2014-04-17 2014-07-16 中国海洋石油总公司 一种小井眼单通道固井用低粘柔性水泥浆
CN104650836A (zh) * 2014-12-22 2015-05-27 中国石油集团川庆钻探工程有限公司长庆固井公司 一种水平井水泥浆
CN104650836B (zh) * 2014-12-22 2018-02-06 中国石油集团川庆钻探工程有限公司长庆固井公司 一种水平井水泥浆
CN107056158A (zh) * 2017-05-02 2017-08-18 成都西油奥星石油技术有限公司 用于易漏失小井眼或窄间隙环空井固井的封堵防气窜水泥浆
CN107056158B (zh) * 2017-05-02 2020-11-24 四川宝鑫石油科技有限公司 用于易漏失小井眼或窄间隙环空井固井的封堵防气窜水泥浆
CN107434375A (zh) * 2017-07-31 2017-12-05 中国石油集团川庆钻探工程有限公司 油气井固井用增强型高密度韧性防窜水泥浆
CN107434375B (zh) * 2017-07-31 2020-07-24 中国石油集团川庆钻探工程有限公司 油气井固井用增强型高密度韧性防窜水泥浆
CN112175590A (zh) * 2020-09-30 2021-01-05 中国石油天然气股份有限公司大港油田分公司 一种改性多元醇抑制剂及其制备方法与在水基钻井液中的应用
CN112592118A (zh) * 2020-12-31 2021-04-02 陈海涛 一种高强度抗沉降水泥浆
CN116023051A (zh) * 2021-10-25 2023-04-28 中石化石油工程技术服务有限公司 一种水泥添加剂、水泥组合物和水泥浆

Also Published As

Publication number Publication date
CN103320107B (zh) 2015-05-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103320107B (zh) 一种用于实体膨胀管固井的韧性防气窜水泥浆
CN102504775B (zh) 深井长封固段固井用大温差水泥浆及其制备方法
CN104276798B (zh) 高流态低温早强水泥基灌浆料
US8267175B2 (en) Method for wellbore servicing to enhance the mechanical strength of cement using electrochemically activated water
CN105778876B (zh) 一种适用于热采水泥的抗高温强度衰退剂
CN103664121B (zh) 封孔注浆材料及其制备方法与应用
CN105505350A (zh) 一种基于温敏形状记忆聚合物的弹韧性固井水泥浆体系及制备方法
CN103274650B (zh) 高压富水岩溶区隧道堵水用注浆材料及其制备方法
CN103074045B (zh) 一种用于小间隙环空水平井固井的增韧防气窜水泥浆
CN102746835B (zh) 碳酸盐岩油井密度选择性堵水剂及其制备工艺
CN103146368A (zh) 一种弹性固井水泥浆及其制备方法
CN111662048A (zh) 一种裂缝油藏固井低密度堵漏水泥浆体系
CN108424047B (zh) 一种适用于砂土地层注浆加固治理的赤泥基速凝注浆材料
CN106167695B (zh) 油田修井用化学堵剂
CN107540260B (zh) 一种固井用低温水泥早强剂及包含它的水泥
CN106753294A (zh) 一种堵漏水泥浆
CN103740349B (zh) 抗高温固结型堵漏剂
CN101537663A (zh) 一种抗高温水泥浆制备方法
CN103834374A (zh) 油田深井固井用多效胶乳防气窜剂及其制备方法
US11427746B2 (en) Polysaccharide lost circulation materials for wellbore operations
CN105315977A (zh) 一种油井水泥缓凝剂及制备方法
CN108395882A (zh) 固井用低密度水泥
CN103450863B (zh) 一种低摩阻储层保护水泥浆
CN105567197B (zh) 一种低温早强增韧水泥浆及其制备方法
CN105567188A (zh) 用于提高氰凝类堵漏剂堵漏性能的助剂及其制备方法，氰凝类堵漏剂

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
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20180702

Address after: 610500 room 1708, R & D building, Southwest Petroleum University, Xindu District, Chengdu, Sichuan

Patentee after: Chengdu Southwest Petroleum University Petroleum Engineering Technology Co., Ltd.

Address before: 610500 Xindu Road, Xindu District, Chengdu, Sichuan Province, No. 8

Patentee before: Southwest Petroleum University

TR01 Transfer of patent right