CN105567197A - 一种低温早强增韧水泥浆及其制备方法 - Google Patents

一种低温早强增韧水泥浆及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105567197A
CN105567197A CN201510979530.XA CN201510979530A CN105567197A CN 105567197 A CN105567197 A CN 105567197A CN 201510979530 A CN201510979530 A CN 201510979530A CN 105567197 A CN105567197 A CN 105567197A
Authority
CN
China
Prior art keywords
low
temperature
early strength
strength
toughness reinforcing
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
CN201510979530.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN105567197B (zh
Inventor
王香增
于小龙
申峰
王涛
王红娟
杨先伦
杨全枝
刘云
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.)
Shaanxi Yanchang Petroleum Group Co Ltd
Original Assignee
Shaanxi Yanchang Petroleum Group 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 Shaanxi Yanchang Petroleum Group Co Ltd filed Critical Shaanxi Yanchang Petroleum Group Co Ltd
Priority to CN201510979530.XA priority Critical patent/CN105567197B/zh
Publication of CN105567197A publication Critical patent/CN105567197A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105567197B publication Critical patent/CN105567197B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K8/00—Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
    • C09K8/42—Compositions for cementing, e.g. for cementing casings into boreholes; Compositions for plugging, e.g. for killing wells
    • C09K8/46—Compositions for cementing, e.g. for cementing casings into boreholes; Compositions for plugging, e.g. for killing wells containing inorganic binders, e.g. Portland cement
    • C09K8/467—Compositions for cementing, e.g. for cementing casings into boreholes; Compositions for plugging, e.g. for killing wells containing inorganic binders, e.g. Portland cement containing additives for specific purposes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Soil Conditioners And Soil-Stabilizing Materials (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
  • Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)

Abstract

一种低温早强增韧水泥浆及其制备方法，涉及固井时使用的水泥浆，属于油气井固井工程技术领域。提供一种能够改善低温下水泥石强度发展慢及脆性强的固有缺陷的低温早强增韧水泥浆及其制备方法。该低温早强增韧水泥浆，由以下重量份的成分组成：油井水泥100份，低温早强剂1～2份，胶结剂1～2份，低温增韧剂1～4份，PVA类降失水剂0.8～1.2份，丙酮甲醛缩合物类减阻剂0.8份，消泡剂0.2份，余量为清水，所述清水与所述油井水泥的质量比为0.44:1，所述水泥浆的密度为1.85g/cm3-1.90g/cm3。该低温早强增韧水泥浆具有良好的稳定性、低失水性，能够显著增加水泥石低温下抗压强度和韧性。

Description

一种低温早强增韧水泥浆及其制备方法
技术领域
本发明涉及固井时使用的水泥浆，属于油气井固井工程技术领域。
背景技术
固井中水泥浆用于封固套管与地层之间环形空间，起到封隔油、气、水层、支撑套管作用，后期油井进行射孔、压裂等开采作业时，水泥环须承受高强度压力单次或多次冲击。低温下（20℃-25℃）油井水泥水化极其缓慢，低温下的水泥石强度特别是早期强度一直是困扰人们的难题，对于低渗油气藏及水平井固井更要求水泥浆具有极好的稳定性，防止滤液污染储层，形成高边水带，成为油气水窜的通道。同时大型缝网压裂已成为浅层水平井开发的有效手段，因此要求水泥石有一定的韧性，满足反复冲击载荷后的密封性要求，如何改善低温下水泥石强度及韧性，使之满足后期压裂需要已成为一个新的、亟需解决的课题。
目前低温水泥浆体系的研究仅仅应用于海上的表层固井和陆上浅层无须进行压裂的高渗井，与常规低温井相比，后期采用压裂改造的低温井要求水泥石保持低温下强度发展要求时，仍需有一定的韧性，在压裂过程中水泥石保持完整，不影响压裂后油气开采，对于能够满足压裂需要的低温水泥浆体系的研究和应用，国内尚无成功经验可参考。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够改善压裂后低温下水泥石强度发展慢及脆性强的固有缺陷的低温早强增韧水泥浆。
本发明提供一种低温早强增韧水泥浆，由以下重量份的成分组成：
油井水泥100份，
低温早强剂1～2份，
胶结剂1～2份，
低温增韧剂1～4份，
PVA类降失水剂0.8～1.2份，
丙酮甲醛缩合物类减阻剂0.8份，
消泡剂0.2份，
余量为清水，所述清水与所述油井水泥的质量比为0.44:1，所述水泥浆的密度为1.85g/cm3-1.90g/cm3。
所述低温早强剂为甲酰胺质量分数为5%的无机盐。
所述胶结剂为Al203与SiO2按质量比5:1～7:1混合后的混合物。
所述低温增韧剂为表面进行润湿性改性的丁苯橡胶粉。
所述低温早强剂：低温增韧剂的质量比例为1:1～1:2。
所述油井水泥为G级油井水泥。
本发明还提供上述低温早强增热水泥浆的制备方法，包括如下步骤：
（1）取油井水泥、低温早强剂、胶结剂、低温增韧剂和减阻剂干混为固体混合物；
（2）取清水、降失水剂、消泡剂混合为溶液；
（3）在4000±200r/min的转速下15s内将步骤（1）得到的固体混合物加入步骤（2）得到的溶液中，在12000±500r/min的转速下高搅35s，得到低温早强增韧水泥浆。
本发明具有如下有益效果：
该低温早强增韧水泥浆具有良好的稳定性、低失水性，能够显著增加水泥石低温下抗压强度和韧性。
附图说明
图1为实施例1制得的低温早强增韧水泥浆稠化曲线；
图2为实施例2制得的低温早强增韧水泥浆稠化曲线；
图3为实施例3制得的低温早强增韧水泥浆稠化曲线；
图4为实施例3的水泥石强度发展曲线。
具体实施方式
下面通过给出的具体实施例对本发明做进一步说明，但不作为对本发明的限定。
实施例1：
称取100重量份的高抗油井水泥、1.8重量份的低温早强剂、1.8重量份的胶结剂、0.8重量份的减阻剂、2重量份低温增韧剂，干混为固体混合物；量取44重量份的水、0.8重量份的降失水剂、0.2重量份的消泡剂在搅拌浆杯中混合为溶液；在4000±200r/min的转速下15s内将固体混合物倒入搅拌浆杯中，在12000±500r/min的转速下高搅35s，即配成本发明的低温早强增韧水泥浆，在20℃下，对配成的低温早强增韧水泥浆进行稠化检测，得到如图1所示的稠化曲线。
实施例2：
称取100重量份的高抗油井水泥、1.5重量份的低温早强剂、1.8重量份的胶结剂、0.8重量份的减阻剂、2重量份低温增韧剂，干混为固体混合物；量取44重量份的水、0.8重量份的降失水剂、0.2重量份的消泡剂在搅拌浆杯中混合为溶液；在4000±200r/min的转速下15s内将固体混合物倒入搅拌浆杯中，在12000±500r/min的转速下高搅35s，即配成低温早强增韧水泥浆，在25℃下，对配成的低温早强增韧水泥浆进行稠化检测，得到如图2所示的稠化曲线。
实施例3：
称取100重量份的高抗油井水泥、1.0重量份的低温早强剂、1.8重量份的胶结剂、0.8重量份的减阻剂、2重量份低温增韧剂，干混为固体混合物；量取44重量份的水、0.8重量份的降失水剂、0.2重量份的消泡剂在搅拌浆杯中混合为溶液；在4000±200r/min的转速下15s内将固体混合物倒入搅拌浆杯中，在12000±500r/min的转速下高搅35s，即配成低温早强增韧水泥浆，在30℃下，对配成的低温早强增韧水泥浆进行稠化检测，得到如图3所示的稠化曲线。
本发明低温早强水泥浆体系具有良好的稳定性，低失水，能显著增加水泥石低温下的抗压强度和韧性，如图1-3所示，在实验温度为20℃～30℃、压力5MPa～10MPa，稠化时间125分钟～180分钟，过渡时间短，均小于10分钟。
对实施例3制得的水泥浆，进行强度发展检测，得到水泥石强度发展曲线，如图4所示，在低温下5h开始形成强度，24h抗压强度达到20MPa以上、48h抗压强度达到27MPa以上，可以满足低温井固井需求；通过实验发现水泥石45度角倾斜析水为0，沉降稳定性测试上中下密度为1.905g/cm3、1.905g/cm3、1.905g/cm3，上下密度差为0，可以满足水平段固井需求；失水为20-25ml，远低于标准要求；
分别将本发明实施例1-3制得的水泥浆与净浆养护后的弹性模量和抗折强度进行测试，本发明中采用三点抗折法测试抗折强度，得到如表1和表2所示结果。
表1
表2
通过表1和2可知本发明水泥浆的抗折强度平均值可以达到1.65MPa与净浆平均值1.09MPa相比，增大了51.4%,其平均弹性模量10.57GPa与净浆平均弹性模量14.5GPa相比降低了26.7%，增韧效果明显，可以满足多级压裂对强度和韧性的要求。
以上内容是结合具体的实施方式对本发明所做的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种低温早强增韧水泥浆，其特征在于由以下重量份的成分组成：
油井水泥100份，
低温早强剂1～2份，
胶结剂1～2份，
低温增韧剂1～4份，
PVA类降失水剂0.8～1.2份，
丙酮甲醛缩合物类减阻剂0.8份，
消泡剂0.2份，
余量为清水，所述清水与所述油井水泥的质量比为0.44:1，所述水泥浆的密度为1.85g/cm3-1.90g/cm3。
2.如权利要求1所述的低温早强增韧水泥浆，其特征在于：所述低温早强剂为甲酰胺质量分数为5%的无机盐。
3.如权利要求1所述的低温早强增韧水泥浆，其特征在于：所述胶结剂为Al203与SiO2按质量比5:1～7:1混合后的混合物。
4.如权利要求1所述的低温早强增韧水泥浆，其特征在于：所述低温增韧剂为表面进行润湿性改性的丁苯橡胶粉。
5.如权利要求1所述的低温早强增韧水泥浆，其特征在于：所述低温早强剂：低温增韧剂的质量比例为1:1～1:2。
6.如权利要求1所述的低温早强增韧水泥浆，其特征在于：所述油井水泥为G级油井水泥。
7.如权利要求1-6所述低温早强增韧水泥浆的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
（1）取油井水泥、低温早强剂、胶结剂、低温增韧剂和减阻剂干混为固体混合物；
（2）取清水、降失水剂、消泡剂混合为溶液；
（3）在4000±200r/min的转速下15s内将步骤（1）得到的固体混合物加入步骤（2）得到的溶液中，在12000±500r/min的转速下高搅35s，得到低温早强增韧水泥浆。
CN201510979530.XA 2015-12-23 2015-12-23 一种低温早强增韧水泥浆及其制备方法 Active CN105567197B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510979530.XA CN105567197B (zh) 2015-12-23 2015-12-23 一种低温早强增韧水泥浆及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510979530.XA CN105567197B (zh) 2015-12-23 2015-12-23 一种低温早强增韧水泥浆及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105567197A true CN105567197A (zh) 2016-05-11
CN105567197B CN105567197B (zh) 2018-07-10

Family

ID=55877852

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510979530.XA Active CN105567197B (zh) 2015-12-23 2015-12-23 一种低温早强增韧水泥浆及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105567197B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106892594A (zh) * 2017-02-20 2017-06-27 中国石油化工股份有限公司 一种微膨胀增韧水泥浆及其制备方法
CN106986584A (zh) * 2017-03-23 2017-07-28 中国石油天然气集团公司 一种低温高强韧性水泥浆及其制备方法和应用

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104291733A (zh) * 2014-09-16 2015-01-21 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
CN104774600A (zh) * 2015-03-13 2015-07-15 中国石油集团渤海钻探工程有限公司 油井水泥低温复合早强促凝剂

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104291733A (zh) * 2014-09-16 2015-01-21 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
CN104774600A (zh) * 2015-03-13 2015-07-15 中国石油集团渤海钻探工程有限公司 油井水泥低温复合早强促凝剂

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
《钻井手册》编写组: "《钻井手册 上 第2版》", 30 September 2013, 北京:石油工业出版社 *
何廷树: ""激发剂种类对不同粉煤灰产量的水泥胶砂强度的影响"", 《混凝土》 *
栾晓风: "粉煤灰水泥体系中粉煤灰活性的化学激发", 《硅酸盐通报》 *
王光炎: "《土木工程材料》", 30 August 2014, 哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106892594A (zh) * 2017-02-20 2017-06-27 中国石油化工股份有限公司 一种微膨胀增韧水泥浆及其制备方法
CN106986584A (zh) * 2017-03-23 2017-07-28 中国石油天然气集团公司 一种低温高强韧性水泥浆及其制备方法和应用
CN106986584B (zh) * 2017-03-23 2020-01-07 中国石油天然气集团公司 一种低温高强韧性水泥浆及其制备方法和应用

Also Published As

Publication number Publication date
CN105567197B (zh) 2018-07-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2008003927A3 (en) Storable nonaqueous cement slurries and methods of using same
CN106986584A (zh) 一种低温高强韧性水泥浆及其制备方法和应用
CN106957638A (zh) 一种固井用水泥浆体系
CN102492404A (zh) 一种防窜用水泥浆
CN104099071A (zh) 一种水平井固井膨胀水泥浆及其制备方法
CN109265093A (zh) 固井用超低密度水泥浆体系
CN109868125A (zh) 一种深钻井用高承压强度堵漏剂及其制备方法
CN103833294B (zh) 一种千米深水平巷道围岩加固用单液稳定水泥基浆液
CN105038741A (zh) 一种固井液体系及其制备方法
CN105906262A (zh) 一种持续精细膨胀控制钢管混凝土
CN102212352A (zh) 一种防气窜非渗透胶乳固井水泥浆
CN106634899A (zh) 一种液态胶体填充低温固井水泥浆体系
CN103146369A (zh) 新型化学泡沫水泥浆及其施工工艺方法
CN104291733A (zh) 水泥用增韧防窜剂及页岩气水平井固井用增韧水泥
CN105567197A (zh) 一种低温早强增韧水泥浆及其制备方法
CN103936355B (zh) 水下抗分散大粒径多孔混凝土及其制备方法
KR101619218B1 (ko) 그라우트용 고기능성 주입재 및 고기능성 주입재가 포함된 그라우트재 및 그라우트재 혼합 주입장치 및 고기능성 주입재와 혼합 주입장치를 이용한 그라우트 공법
CN104745156A (zh) 一种具有保护油气储层作用的油气井注水泥隔离液
CN101967964B (zh) 预洗多密度双凝长封防气窜固井的方法
CN113045259B (zh) 天然气井固井时采用的憎水透气型水泥浆及其制备方法
CN106010495A (zh) 一种注水井用降压增注剂及其制备方法
CN111662048A (zh) 一种裂缝油藏固井低密度堵漏水泥浆体系
CN113128140A (zh) 一种考虑幂律流体重力与注浆管埋设角度耦合效应的隧道超前预注浆扩散效果的计算方法
CN104710139A (zh) 一种黏土水泥浆的注浆材料
CN107699217A (zh) 一种基于钻孔渣屑的轻质高膨钻孔密封材料及制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant