CN104449610A - 油井水泥缓凝剂 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种油井水泥缓凝剂，成分及重量比如下：乙二胺四甲叉膦酸钠∶二乙烯三胺五甲叉磷酸(DTPMPA)∶硼砂∶三聚磷酸钠∶水重量比＝2.2-2.5∶5-5.5∶5-5.5∶2-2.5∶80-85。取料上述原料，将其逐渐加入反应器中，混合均匀即得。本发明的缓凝剂能够有效延长水泥浆得稠化时间，加量一般为2％-6％(BWOC)，在高温高压下，没有出现倒挂现象，保证了固井施工的安全，且对水泥石强度发展没有影响。

Description

油井水泥缓凝剂

技术领域

本发明属于油井水泥用助剂领域，是一种油井水泥缓凝剂。

背景技术

随着石油的勘探开始向深处发展，深井、水平井、大位移井将成为主体，针对井段长、高温高压、延迟固井等特殊情况和操作特点，要求水泥浆在一定时间内保持可泵性。普通的油井水泥缓凝剂已不能满足特殊工艺和复杂井况的固井需求。现有普通缓凝剂存在的问题是1、油井水泥缓凝剂得加量敏感问题；2、高温高压情况下，倒挂严重问题，即随温度升高，稠化时间越长；3、加入缓凝剂后，水泥石强度发展缓慢等，上述问题亟待解决。

据检索，发现如下与本申请相关的专利文献，具体公开内容如下：

1、CN101698579A公开一种耐高温油井水泥缓凝剂，有机物和无机物的共混物，由羟基乙叉二磷酸、柠檬酸、氯化钠和水组成，其质量份数比为羟基乙叉二磷酸∶柠檬酸∶氯化钠∶水＝2-4∶0.5-1∶0.5-1.5∶3-5，将氯化钠、柠檬酸和水按重量份数比混合于搅拌器或合成釜中，搅拌5-8分钟，使氯化钠和柠檬酸充分溶解在水中，再按质量份数比加进羟基乙叉二磷酸，搅拌15-20分钟即制成无色或淡黄色液体的耐高温油井水泥缓凝剂，利用水泥浆体系中分子间形成的氢键进行分子间铬合反应提高油井水泥缓凝剂的耐高温性。

2、CN101368091涉及一种用于石油钻井、完井或固井作业的水泥浆的缓凝剂，其含有两种组分，一种是含有羧酸基团的多元共聚物，按重量份数为60-90，另一种是有机膦酸及其盐类，按重量份数为10-40，羧酸基团的多元共聚物平均相对分子质量为2，000-20，000；该水泥缓凝剂适用温度范围宽，它在高温和中低温下均可应用，适用温度可达到30℃-230℃；而且可与多种外加剂配伍，具有良好的相容性，适用于各种级别的油井水泥，具有良好的抗盐性能，适用于淡水、盐水、海水，高矿化度水等多种水质；可广泛应用于各种浅井、中深井、深井及超深井中，在盐水、海水、缓凝剂的加量没有敏感性，保证施工安全；对水泥石的强度发展没有不良影响。

3、CN101368091公开了一种抗高温油井水泥缓凝剂，属于油井固井技术，主要解决了现有技术中油井固井效果差的问题。该缓凝剂包括AMPS、IA、AM和DMAPAA，质量比为82～91∶10～26∶8～30∶31～38。同时，本发明还提供了一种该缓凝剂的制备方法，其步骤包括:(1)按照质量比82～91∶10～26∶8～30∶31～38分别称取AMPS、IA、AM和DMAPAA，并置于水中溶解；(2)调节步骤(1)中溶液的pH值至4～7；(3)将溶液置于烧瓶中，进行恒温水浴；(4)向溶液中逐步滴加引发剂，持续反应2～4小时后，得到最终产物。本发明能在实现延缓水泥浆的水化反应的同时，降低对水泥浆其他性能的影响。

4、CN101885962A油井水泥缓凝剂，应用于石油钻井、完井或固井技术领域。首先将20～50份多胺化合物、10～30份三氯化磷或亚磷酸和软水加入反应容器中，加热至50～90℃活化1～3小时后，向容器中滴加10～30份甲醛水溶液，待甲醛水溶液全部加完后，将温度升至100～120℃，反应1～4小时；再向容器中加入10～40份氨基磺酸基化合物，待溶解完全后，加入10～30份环氧化合物，保持温度继续反应2～4小时，制得油井水泥缓凝剂。该缓凝剂在50～180℃温度范围内能实现对水泥浆稠化时间调节，适用于低、中、高密度水泥浆体系，具有很好的耐盐性，适用于淡水、海水及盐水等；能广泛应用于浅井、深井、超深井、水平井、大位移井等复杂井况等。

上述缓凝剂的成分与本申请提供的技术方案差异较大，本申请提供的缓凝剂满足高温高压油气井固井对水泥浆的特殊要求，保证施工安全，保证在特殊境况下固井得顺利进行。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种油井水泥缓凝剂，本缓凝剂对水泥能够有效延长水泥浆得稠化时间，并且加量不敏感，在高温高压下，没有出现倒挂现象，保证了固井施工得安全，水泥石强度发展没有影响。

本发明实现目的的技术方案如下：

一种油井水泥缓凝剂，成分及重量比如下：

乙二胺四甲叉膦酸钠：二乙烯三胺五甲叉磷酸(DTPMPA)：硼砂：三聚磷酸钠：水重量比＝2.2-2.5：5-5.5：5-5.5：2-2.5：80-85。

而且，成分及重量份数如下：

乙二胺四甲叉膦酸钠：二乙烯三胺五甲叉磷酸：硼砂：三聚磷酸钠：水重量比＝2.2：5.3:5:2:80。

而且，所述缓凝剂的制备方法：取料上述原料，将其逐渐加入反应器中，混合均匀即得。

本发明取得的优点和有益效果是：

1、本发明提供的缓凝剂通过乙二胺四甲叉膦酸钠(EDTMPS)、二乙烯三胺五甲叉磷酸(DTPMPA)、硼砂、三聚磷酸钠等复配而成，应用于油田固井方面用来延长水泥浆稠化时间，效果显著。

2、本发明提供的缓凝剂中加入硼砂，有效提高油井水泥耐高温能力，使用温度高达180℃，若不加入硼砂此缓凝剂比较敏感并且只适用于120℃以下。

3、本发明的缓凝剂加入了三聚磷酸，三聚磷酸钠克服用来弥补强度发展缓慢的问题。

4、本发明的缓凝剂能够有效延长水泥浆得稠化时间，并且加量不敏感，在高温高压下，没有出现倒挂现象，保证了固井施工得安全，且对水泥石强度发展没有影响。

5、本发明的缓凝剂可以直接加入到水泥浆中使用，无毒无污染。

附图说明

图1为本发明实验图。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。

一种油井水泥缓凝剂，成分及重量比如下：

乙二胺四甲叉膦酸钠(EDTMPS)：二乙烯三胺五甲叉磷酸(DTPMPA)：硼砂：三聚磷酸钠：水的重量比＝2.2-2.5：5-5.5：5-5.5：2-2.5：80-85。

制备方法：将上述物质加入反应器中，混合均匀，即得产品。

实施例1

一种油井水泥缓凝剂，制备方法如下：

原料：乙二胺四甲叉膦酸钠(EDTMPS)2.2kg、二乙烯三胺五甲叉磷酸(DTPMPA)5.3kg、硼砂5kg、三聚磷酸钠2kg、水80kg。

制备方法：取料上述原料，将其逐渐加入反应器中，混合均匀，即得产品。

使用实施

古城8井是我国塔里木东部油田钻探的一口超深井，原设计井深井温预计220℃，提前完钻井温184℃，为防止井下岩性变化造成钻井出现复杂情况采用有机盐钻井液，因此固井设计采用抗超高温抗有机盐污染高温稳定防窜的水泥浆体系，根据技术参数要求用乙二胺四甲叉膦酸钠(EDTMPS)：二乙烯三胺五甲叉磷酸(DTPMPA)：硼砂：三聚磷酸钠：水按重量比＝2.2：5.3:5:2:80配制的缓凝剂，加入到半饱和盐水水泥浆中，顺利固井，各项检测指标符合要求。

Claims (3)

1.一种油井水泥缓凝剂，其特征在于：成分及重量比如下：

乙二胺四甲叉膦酸钠：二乙烯三胺五甲叉磷酸：硼砂：三聚磷酸钠：水重量比＝2.2-2.5：5-5.5：5-5.5：2-2.5：80-85。

2.根据权利要求1所述的油井水泥缓凝剂，其特征在于：成分及重量份数如下：

乙二胺四甲叉膦酸钠：二乙烯三胺五甲叉磷酸：硼砂：三聚磷酸钠：水重量比＝2.2：5.3:5:2:80。

3.根据权利要求1所述的油井水泥缓凝剂，其特征在于：所述缓凝剂的制备方法：取料上述原料，将其逐渐加入反应器中，混合均匀即得。