CN104498003A - 一种遇水膨胀水泥 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种遇水膨胀水泥，包括水泥、高吸水树脂、水和水泥外加剂。将合适粒径的高吸水树脂按一定的比例与水泥干混形成遇水膨胀水泥，与水混合形成一定密度的水泥浆。可将遇水膨胀水泥与其他粉状水泥外加剂按一定的比率干混，形成满足特种性能要求的水泥浆体系，按照常规固井施工工艺将水泥浆注入井内。本发明形成的水泥石在遇到地层水的情况下能产生微膨胀，堵塞流体微通道，保持水泥石的封固完整性，能有效封隔油气水层，防止地层流体窜通，提高油井产能，延长油井寿命，减小或避免堵水作业费用。
Description
技术领域
本发明涉及油田勘探和开发等固井作业技术领域，具体涉及一种遇水膨胀水泥。
背景技术
油井固井的主要任务是有效封隔油气水层，防止地层流体窜通，从而实现保护油气层、分层开采、实施增产措施的目的。而固井后往往由于水泥浆顶替效率差、水泥石自身的体积收缩、地层流体的侵入以及后期的其他作业等因素，致使水泥石与地层之间、水泥石本身产生微间隙或微裂缝，形成地层水窜流的通道而引发水窜，影响油气的有效开采和油井的寿命。如果在这种情况下水泥石能产生不影响其自身机械性能的体积膨胀，关闭或缩小流体通道，就能避免或阻止地层水窜的发生。国外斯伦贝谢公司研制开发出了“自愈合”水泥，在水泥浆凝固后微间隙或微裂缝形成并出现油气窜时能够被激活，使水泥环产生微膨胀，封闭油气窜的通道。而国内外遇水膨胀水泥的研究和现场应用没有相关的报道。
发明内容
本发明的目的就是针对现有技术存在的缺陷，提供一种能有效封隔油气水层，防止地层流体窜通，提高油井产能，延长油井寿命，减小或避免堵水作业费用的遇水膨胀水泥。
其技术方案是：一种遇水膨胀水泥，其特征在于：包括以下重量份的原料：
水泥100-200份，高吸水树脂1-4份。
所述遇水膨胀水泥还包括水40-50份，水泥外加剂5-10份。
所述水泥外加剂包括油井水泥降失水剂、油井水泥分散剂、油井水泥油井水泥早强剂和油井水泥增韧剂等。
所述高吸水树脂为聚丙烯酸系树脂。
所述高吸水树脂的粒径为200目左右。
本发明与现有技术相比较，具有以下优点：本发明形成的水泥石在遇到地层水的情况下能产生微膨胀，堵塞流体微通道，保持水泥石的封固完整性，能有效封隔油气水层，防止地层流体窜通，提高油井产能，延长油井寿命，减小或避免堵水作业费用。
具体实施方式
实施例一：
一种遇水膨胀水泥，包括以下重量份的原料：
水泥100份，高吸水树脂1份。高吸水树脂占水泥重量的1%。
所述遇水膨胀水泥还包括水44份，水泥外加剂5份。将遇水膨胀水泥与水混合形成一定密度的水泥浆。根据目标油井（井底静止温度易不大于90度）固井对水泥浆性能的要求，可将遇水膨胀水泥与其他粉状水泥外加剂按一定的比率干混，形成满足特种性能要求的水泥浆体系，按照常规固井施工工艺将水泥浆注入井内。
所述水泥外加剂包括油井水泥降失水剂、油井水泥分散剂和油井水泥早强剂。油井水泥降失水剂、油井水泥分散剂、油井水泥油井水泥早强剂和油井水泥增韧剂为本领域技术人员公知的适用于油井水泥的通用外加剂。
所述高吸水树脂为聚丙烯酸类树脂。
所述高吸水树脂的粒径为200目左右。选择粒度为200目左右的高吸水树脂，按占水泥重量的1.0%上下的比例与水泥干混，形成遇水膨胀水泥，其水泥石膨胀率可达1.5%以上。
实施例二：
一种遇水膨胀水泥，包括以下重量份的原料：
水泥100份，高吸水树脂1.5份。高吸水树脂占水泥重量的1.5%。
所述遇水膨胀水泥还包括水44份，水泥外加剂7份。其它与实施例一相同。
实施例三：
一种遇水膨胀水泥，包括以下重量份的原料：
水泥100份，高吸水树脂2份。高吸水树脂占水泥重量的2.0%。
所述遇水膨胀水泥还包括水44份，水泥外加剂7份。其它与实施例一相同。
水泥水化所需水量只占水泥重量的20%，水泥浆中还存在着大量的自由水。高吸水树脂有极强的吸水力，能吸收自身重量几百倍的水，在90度高温下仍具有长期保水性。吸水树脂的吸水速度和吸水量跟其粒径的大小有直接的关系。如颗粒过大，则树脂的吸水速率和吸水量都非常高，加入水泥中与水混合，水泥浆的流动性将非常差，甚至没有流动性。将合适粒径的高吸水树脂按一定的比例与水泥干混形成遇水膨胀水泥，与水混合形成一定密度的水泥浆。在水泥浆水化形成水泥石的过程中，水泥吸收部分水进行水化，树脂也吸收部分水形成微胶粒填充在水泥颗粒之间，减小水泥颗粒之间的摩阻，提高水泥浆的流性系数。由于树脂的高吸水性，如水泥中树脂的加入量适当，水泥浆达到固化期后，树脂仍有较强的吸水能力。水泥石在遇到地层水的情况下，其中的树脂再度吸水膨胀，从而使水泥石产生微膨胀，提高水泥环的界面胶结质量，堵塞流体微通道，保持水泥石的封固完整性。
高吸水树脂是市场常供物品，多进口于日本，只是在国内进行粉麽加工。根据目标油井（井底静止温度易不大于90度）固井对水泥浆性能的要求，可将遇水膨胀水泥与其他粉状水泥外加剂按一定的比率干混，形成满足特种性能要求的水泥浆体系，按照常规固井施工工艺将水泥浆注入井内。在水泥混浆、泵送过程中以及水泥浆形成水泥石之前，树脂吸收部分水形成微胶粒填充在水泥颗粒之间，减小水泥颗粒之间的摩阻，提高水泥浆的流性系数。当水泥浆形成水泥石以后，由于水泥浆顶替效率差、水泥石自身的体积收缩、地层流体的侵入以及后期的其他作业等因素，致使水泥石与地层之间、水泥石本身产生微间隙或微裂缝，形成地层水窜流的通道而引发水窜时，水泥石与地层水接触，高吸水树脂再度吸水产生高倍数的塑性膨胀，填充水泥石结构空间，续而引发水泥石的塑性膨胀，关闭或缩小流体通道，避免或阻止地层水窜的发生。同时，含地层水井段的水泥石与水接触也会发生吸水膨胀，增加水泥石与地层胶结强度，提高水泥石本身的致密度，防止地层水的窜入，提高固井质量。由于高吸水树脂吸水膨胀而形成的塑性体充满水泥石的结构空间，在提高水泥石本身致密度的同时，也增加了水泥石的塑性，改善了水泥石的机械性能，延长了水泥的完整封固性。
也可对高吸水膨胀树脂进行“包衣”处理，在树脂颗粒表面包裹一层温溶、水溶或低渗透薄膜，延缓树脂在水泥浆形成初期的吸水，增大形成水泥石过程中（硬化期）和后期的吸水膨胀量。经表面“包衣”处理的高吸水树脂用于水泥中，能改善水泥浆的稠化线形，但基本不影响水泥浆的稠化时间、水泥石的强度和膨胀率。高吸水树脂的“包衣”加工使其成本明显增加，而不能明显改善水泥浆的性能，不建议对其进行表面处理。
遇水膨胀水泥浆配方和性能的实验结果如下：（根据高吸水树脂所占水泥的重量比）
遇水膨胀水泥浆与常规水泥浆常规性能对比
遇水膨胀水泥石的膨胀率
其中，水泥浆配方：G级水泥+1.5%SGJS-1油井水泥降失水剂+1.0%SGJZ油井水泥分散剂+2.5%SGAZ-3油井水泥早强剂+2.0%SGZR-2油井水泥增韧剂+1.5%SDSP-1高吸水树脂；
实验条件：水灰比44%、52℃/35.6MPa；
水泥浆主要性能：API失水26ml、自由水0ml、24h强度21.5MPa、24h水泥石膨胀率0.08%、淡水养护72h水泥石膨胀率1.67%。
经大量的室内试验和现场应用，遇水膨胀水泥的总体水泥浆性能优于常规水泥浆体系，固井质量同类型井相比，应用井段二界面水泥胶结质量合格率提高了30个百分点。
由此可知，本发明形成的水泥石在遇到地层水的情况下能产生微膨胀，堵塞流体微通道，保持水泥石的封固完整性，能有效封隔油气水层，防止地层流体窜通，提高固井质量和油井产能，延长油井寿命，减小或避免堵水作业费用。
Claims (5)
1.一种遇水膨胀水泥，其特征在于：包括以下重量份的原料：
水泥100-200份，高吸水树脂1-4份。
2.根据权利要求1所述的一种遇水膨胀水泥，其特征在于：所述遇水膨胀水泥还包括水40-50份，水泥外加剂5-10份。
3.根据权利要求2所述的一种遇水膨胀水泥，其特征在于：所述水泥外加剂包括油井水泥降失水剂、油井水泥分散剂、油井水泥早强剂和油井水泥增韧剂等。
4.根据权利要求1所述的一种遇水膨胀水泥，其特征在于：所述高吸水树脂为聚丙烯酸系树脂。
5.根据权利要求1所述的一种遇水膨胀水泥，其特征在于：所述高吸水树脂的粒径为200目左右。
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110028941A (zh) * | 2019-04-24 | 2019-07-19 | 中国石油大学(华东) | 环空封堵剂及其应用 |
| CN112832714A (zh) * | 2021-03-01 | 2021-05-25 | 陕西延长石油（集团）有限责任公司 | 一种预防油气井套管二次损坏的方法 |
| CN112979209A (zh) * | 2021-02-04 | 2021-06-18 | 中国石油大学(华东) | 油井水泥新型复合减收缩剂、其制备方法和应用 |
| CN114149191A (zh) * | 2022-02-09 | 2022-03-08 | 胜利油田渤海固井工程技术有限责任公司 | 一种油井水泥用遇水膨胀剂及其制备方法 |
| CN114427375A (zh) * | 2020-09-21 | 2022-05-03 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种溶洞油藏密度选择性堵水体系及其制备方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101457629A (zh) * | 2008-12-31 | 2009-06-17 | 王本淼 | 一种组合式防火门及制作方法 |
| CN101863072B (zh) * | 2010-06-11 | 2012-06-27 | 东南大学 | 一种提升高强微膨胀混凝土性能的内养护工艺 |
| CN102643633A (zh) * | 2012-04-06 | 2012-08-22 | 茂名市三元化工有限公司 | 一种高温抗盐防气窜剂及生产方法 |
| CN102031097B (zh) * | 2009-09-29 | 2014-08-06 | 中国石油集团西部钻探工程有限公司克拉玛依钻井工艺研究院 | 一种增强油井水泥浆的方法 |
| CN104261749A (zh) * | 2014-08-27 | 2015-01-07 | 清华大学 | 一种高膨胀性能的水泥基材料及其应用 |
-
2014
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101457629A (zh) * | 2008-12-31 | 2009-06-17 | 王本淼 | 一种组合式防火门及制作方法 |
| CN102031097B (zh) * | 2009-09-29 | 2014-08-06 | 中国石油集团西部钻探工程有限公司克拉玛依钻井工艺研究院 | 一种增强油井水泥浆的方法 |
| CN101863072B (zh) * | 2010-06-11 | 2012-06-27 | 东南大学 | 一种提升高强微膨胀混凝土性能的内养护工艺 |
| CN102643633A (zh) * | 2012-04-06 | 2012-08-22 | 茂名市三元化工有限公司 | 一种高温抗盐防气窜剂及生产方法 |
| CN104261749A (zh) * | 2014-08-27 | 2015-01-07 | 清华大学 | 一种高膨胀性能的水泥基材料及其应用 |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110028941A (zh) * | 2019-04-24 | 2019-07-19 | 中国石油大学(华东) | 环空封堵剂及其应用 |
| CN110028941B (zh) * | 2019-04-24 | 2021-02-02 | 中国石油大学(华东) | 环空封堵剂及其应用 |
| CN114427375A (zh) * | 2020-09-21 | 2022-05-03 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种溶洞油藏密度选择性堵水体系及其制备方法 |
| CN112979209A (zh) * | 2021-02-04 | 2021-06-18 | 中国石油大学(华东) | 油井水泥新型复合减收缩剂、其制备方法和应用 |
| CN112832714A (zh) * | 2021-03-01 | 2021-05-25 | 陕西延长石油（集团）有限责任公司 | 一种预防油气井套管二次损坏的方法 |
| CN114149191A (zh) * | 2022-02-09 | 2022-03-08 | 胜利油田渤海固井工程技术有限责任公司 | 一种油井水泥用遇水膨胀剂及其制备方法 |
| CN114149191B (zh) * | 2022-02-09 | 2022-05-03 | 胜利油田渤海固井工程技术有限责任公司 | 一种油井水泥用遇水膨胀剂及其制备方法 |
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