CN106753293A - 一种胶体水泥堵剂和制备方法及其应用 - Google Patents

一种胶体水泥堵剂和制备方法及其应用 Download PDF

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Abstract

本发明了一种胶体水泥堵剂，由以下重量百分比的组分组成：丙烯酰胺4％～8％；油井水泥50％～70％；过硫酸铵0.02％～0.5％；余量为清水。该堵剂常温下为水泥浆体系，常压下，温度30～80℃，堵剂稠化时间可控制在2～24小时，水泥稠化后形成粘稠的水泥浆形态，流动性良好，表观粘度30～100mPa.s，水泥初凝时间可控制在3～48小时，水泥硬化后养护24小时强度大于6MPa，将稠化后的水泥浆倒入清水中，水泥浆中的水泥颗粒在不搅动的情况下，不会分散于清水中，保持水泥浆的密度不会发生较大的改变，水泥随后逐渐固化，能保持水泥浆的固化强度不减弱，这在将水泥作为堵剂进行堵水作业中，能最大限度的保持水泥的性能不受储层流体的影响，且堵剂胶结效果要好于普通水泥。

Description

一种胶体水泥堵剂和制备方法及其应用
技术领域
本发明涉及油井堵水或调剖中所使用的堵水作业，具体涉及一种用于油井堵水的胶体水泥堵剂。
背景技术
随着油田开发的深入，注水开发已成为低渗透油气田开发的重要技术，但随着注水时间的增长，产油井的出水问题已日趋严重，已成为不容忽视的问题，特别是部分油井出水严重，井底压力异常，常规的聚合物堵剂或水泥已无法满足储层封堵的需求；同时在钻井过程中恶性漏失时有发生，且为裂缝性漏失，常规堵漏材料耗量大，效果差，严重影响钻井作业时效，因此为解决油井堵水及钻井过程中的恶性漏失问题，为实现快速有效的封堵目的层的目标，需开发高强度且拒水型的堵剂。
目前常规的油井化学堵水的堵剂主要为聚合物堵剂，对于出水严重，且井口压力较高的油井，聚合物堵剂强度难以满足封堵的要求，而单纯的水泥遇水极易分散；而对于钻井恶性漏失，常规的钻井堵漏剂主要为无机颗粒(核桃壳等)或水泥，用量大，对裂缝型恶性漏失作用小；特别是常规的水泥，在油井堵水或钻井堵漏过程中，遇水或泥浆会稀释，胶结强度低。
发明内容
本发明的目的是解决现有的用于堵水的堵剂存在遇水极易分散、胶结强度低的问题。
为此，本发明提供了一种胶体水泥堵剂，由以下重量百分比的组分组成：丙烯酰胺4％～8％；油井水泥50％～70％；过硫酸铵0.02％～0.5％；余量为清水。
由以下重量百分比的组分组成：丙烯酰胺5％～7％；油井水泥55％～65％；过硫酸铵0.2％～0.4％；余量为清水。
所述油井水泥是G级高抗水泥或超细水泥。
一种胶体水泥堵剂的制备方法，按配比，量取丙烯酰胺、清水，放入搅拌罐中搅拌20～30min至均匀，然后加入过硫酸铵，搅拌25～35min至均匀，最后加入油井水泥，搅拌拌35～40min至均匀，完成胶体水泥堵剂的制备。
量取的各组分的重量百分比是：丙烯酰胺6％；油井水泥60％；过硫酸铵0.26％；余量为清水。
所制备的胶体水泥堵剂在常温下为水泥浆体系，稠化时间2～24小时，表观粘度30～100mPa.s。
一种胶体水泥堵剂的应用，所述的胶体水泥堵剂应用于油井堵水或者钻井堵漏中。
本发明的有益效果：本发明提供了一种胶体水泥堵剂，该堵剂常温下为水泥浆体系，在常压下，温度30～80℃，堵剂稠化时间可控制在2～24小时，水泥稠化后形成粘稠的水泥浆形态，流动性良好，表观粘度30～100mPa.s，水泥初凝时间可控制在3～48小时，水泥硬化后养护24小时强度大于6MPa，将稠化后的水泥浆倒入清水中，水泥浆中的水泥颗粒在不搅动的情况下，不会分散于清水中，保持水泥浆的密度不会发生较大的改变，水泥随后逐渐固化，能保持水泥浆的固化强度不减弱，这在将水泥作为堵剂进行堵水作业中，能最大限度的保持水泥的性能不受储层流体的影响，且堵剂胶结效果要好于普通水泥。该胶体水泥堵剂应用于油井堵水或者钻井堵漏中。
具体实施方式
本发明提供了一种胶体水泥堵剂，由以下重量百分比的组分组成：丙烯酰胺4％～8％；油井水泥50％～70％；过硫酸铵0.02％～0.5％；余量为清水。
由以下重量百分比的组分组成：丙烯酰胺5％～7％；油井水泥55％～65％；过硫酸铵0.2％～0.4％；余量为清水。
所述油井水泥是G级高抗水泥或超细水泥。
一种体水泥堵剂的制备方法，按配比，量取丙烯酰胺、清水，放入搅拌罐中搅拌20～30min至均匀，然后加入过硫酸铵，搅拌25～35min至均匀，最后加入油井水泥，搅拌拌35～40min至均匀，完成胶体水泥堵剂的制备。
量取的各组分的重量百分比是：丙烯酰胺6％；油井水泥60％；过硫酸铵0.26％；余量为清水。
所制备的胶体水泥堵剂在常温下为水泥浆体系，稠化时间2～24小时，表观粘度30～100mPa.s。
一种胶体水泥堵剂的应用，所述的胶体水泥堵剂应用于油井堵水或者钻井堵漏中。
制备的堵剂在常温下为水泥浆体系，在常压下，温度30～80℃，水泥稠化后形成粘稠的水泥浆形态，流动性良好，将稠化后的水泥浆倒入清水中，水泥浆中的水泥颗粒在不搅动的情况下，不会分散于清水中，保持水泥浆的密度不会发生较大的改变，水泥随后逐渐固化，能保持水泥浆的固化强度不减弱，这在将水泥作为堵剂进行堵水作业中，能最大限度的保持水泥的性能不受储层流体的影响，且堵剂胶结效果要好于普通水泥。
具体的应用实施过程：按照上述制备方法将各组分在地面配制均匀后备用，计算胶体水泥的稠化时间，待胶体水泥稠化后，采用水泥泵车将稠化后的胶体水泥浆从油管泵入措施井，然后采用清水将胶体水泥顶替入措施层，用清水从套管反循环井筒，关井反应，施工结束。
需要说明的是，超细水泥是一种理想的高性能超微粒水泥基灌浆材料，它具有与有机化学灌浆液相似的良好渗透性和可灌性，具有更高的强度和耐久性，且具有环保性，对周围环境无污染。超细水泥是由普通水泥经过特殊设备和工艺加工而成，技术含量极高，体现在数据上就是要按照颗粒粒度分布曲线设计加工工艺，我国一般把比表面积(是指多孔固体物质单位质量所具有的表面积)大于600的水泥称为超细水泥，它可在高水灰比下使用，在高水灰比下仍然具有较高的固砂强度，可满足特殊灌浆加固施工要求，并实现高耐久性和相对低成本。超细水泥目前主要用于油井渗水层封堵、高铁轨道基础加固、建筑物结构补强、建筑物的防水堵漏灌浆、各种隧道壁后三次灌等工程。
实施例1：
本实施例提供了一种胶体水泥堵剂，由以下重量百分比的组分组成：丙烯酰胺4％；油井水泥50％；过硫酸铵0.02％；余量为清水。
上述胶体水泥堵剂的制备方法是，按配比，量取丙烯酰胺、清水，放入搅拌罐中搅拌20min至均匀，然后加入过硫酸铵，搅拌25min至均匀，最后加入油井水泥，搅拌拌35min至均匀，完成胶体水泥堵剂的制备。
实施例2：
本实施例提供了一种胶体水泥堵剂，由以下重量百分比的组分组成：丙烯酰胺5％；油井水泥55％；过硫酸铵0.2％；余量为清水。
上述胶体水泥堵剂的制备方法是，按配比，量取丙烯酰胺、清水，放入搅拌罐中搅拌21min至均匀，然后加入过硫酸铵，搅拌26min至均匀，最后加入油井水泥，搅拌拌36min至均匀，完成胶体水泥堵剂的制备。
实施例3：
本实施例提供了一种胶体水泥堵剂，由以下重量百分比的组分组成：丙烯酰胺6％；油井水泥60％；过硫酸铵0.3％；余量为清水。
上述胶体水泥堵剂的制备方法是，按配比，量取丙烯酰胺、清水，放入搅拌罐中搅拌22min至均匀，然后加入过硫酸铵，搅拌27min至均匀，最后加入油井水泥，搅拌拌37min至均匀，完成胶体水泥堵剂的制备。
实施例4：
本实施例提供了一种胶体水泥堵剂，由以下重量百分比的组分组成：丙烯酰胺7％；油井水泥65％；过硫酸铵0.4％；余量为清水。
上述胶体水泥堵剂的制备方法是，按配比，量取丙烯酰胺、清水，放入搅拌罐中搅拌23min至均匀，然后加入过硫酸铵，搅拌28min至均匀，最后加入油井水泥，搅拌拌38min至均匀，完成胶体水泥堵剂的制备。
实施例5：
本实施例提供了一种胶体水泥堵剂，由以下重量百分比的组分组成：丙烯酰胺8％；油井水泥70％；过硫酸铵0.5％；余量为清水。
上述胶体水泥堵剂的制备方法是，按配比，量取丙烯酰胺、清水，放入搅拌罐中搅拌24min至均匀，然后加入过硫酸铵，搅拌29min至均匀，最后加入油井水泥，搅拌拌39min至均匀，完成胶体水泥堵剂的制备。
实施例6：
本实施例提供了一种胶体水泥堵剂，由以下重量百分比的组分组成：丙烯酰胺4.3％；油井水泥57％；过硫酸铵0.1％；余量为清水。
上述胶体水泥堵剂的制备方法是，按配比，量取丙烯酰胺、清水，放入搅拌罐中搅拌25min至均匀，然后加入过硫酸铵，搅拌30min至均匀，最后加入油井水泥，搅拌拌40min至均匀，完成胶体水泥堵剂的制备。
实施例7：
本实施例提供了一种胶体水泥堵剂，由以下重量百分比的组分组成：丙烯酰胺6.4％；油井水泥63％；过硫酸铵0.08％；余量为清水。
上述胶体水泥堵剂的制备方法是，按配比，量取丙烯酰胺、清水，放入搅拌罐中搅拌26min至均匀，然后加入过硫酸铵，搅拌31min至均匀，最后加入油井水泥，搅拌拌36min至均匀，完成胶体水泥堵剂的制备。
实施例8：
本实施例提供了一种胶体水泥堵剂，由以下重量百分比的组分组成：丙烯酰胺7.2％；油井水泥52％；过硫酸铵0.13％；余量为清水。
上述胶体水泥堵剂的制备方法是，按配比，量取丙烯酰胺、清水，放入搅拌罐中搅拌27min至均匀，然后加入过硫酸铵，搅拌32min至均匀，最后加入油井水泥，搅拌拌37min至均匀，完成胶体水泥堵剂的制备。
实施例9：
本实施例提供了一种胶体水泥堵剂，由以下重量百分比的组分组成：丙烯酰胺8％；油井水泥50％；过硫酸铵0.5％；余量为清水。
上述胶体水泥堵剂的制备方法是，按配比，量取丙烯酰胺、清水，放入搅拌罐中搅拌30min至均匀，然后加入过硫酸铵，搅拌35min至均匀，最后加入油井水泥，搅拌拌40min至均匀，完成胶体水泥堵剂的制备。
实施例10：
本实施例针对上述实施例1～9进行了水泥浆的稠化时间测试(常压，30～80℃)、表观粘度检测(水泥稠化后形成粘稠的水泥浆形态)、水泥初凝时间试验、胶结强度测试(水泥硬化后养护24小时)和水泥浆密度测试，检测数据见下表：
由上表可知，在常压，温度30～80℃下，堵剂稠化时间可控制在2～24小时，水泥稠化后形成粘稠的水泥浆形态，流动性良好，表观粘度30～100mPa.s，水泥触凝时间可控制在3～48小时，水泥硬化后养护24小时强度大于6MPa，将稠化后的水泥浆倒入清水中，水泥浆中的水泥颗粒在不搅动的情况下，不会分散于清水中，保持水泥浆的密度不会发生较大的改变，水泥随后逐渐固化，能保持水泥浆的固化强度不减弱，这在将水泥作为堵剂进行堵水作业中，能最大限度的保持水泥的性能不受储层流体的影响，且堵剂胶结效果要好于普通水泥。
本发明采用胶体水泥作为堵剂进行堵水作业，与现有的水泥体系相比，本发明提供的胶体水泥堵剂具有稠化增粘性能，稠化后的胶体水泥遇清水可保持水泥颗粒不分散于清水中，维持水泥浆的密度；胶体水泥可实现水泥的完整固化胶结，而普通水泥浆遇水分散后，胶结强度大为降低，水泥硬化后养护24小时强度大于6MPa；胶体水泥的稠化时间可控，配置简单，可根据设计需要调控稠化时间和触凝时间，堵剂稠化时间可控制在2～24小时，水泥触凝时间可控制在3～48小时。
以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。本实施例没有详细叙述的部件和结构属本行业的公知部件和常用结构或常用手段，这里不一一叙述。

Claims (7)

1.一种胶体水泥堵剂，其特征在于，由以下重量百分比的组分组成：丙烯酰胺4％～8％；油井水泥50％～70％；过硫酸铵0.02％～0.5％；余量为清水。
2.如权利要求1所述的胶体水泥堵剂，其特征在于，由以下重量百分比的组分组成：丙烯酰胺5％～7％；油井水泥55％～65％；过硫酸铵0.2％～0.4％；余量为清水。
3.如权利要求1所述的胶体水泥堵剂，其特征在于，所述油井水泥是G级高抗水泥或超细水泥。
4.一种胶体水泥堵剂的制备方法，其特征在于，按配比，量取丙烯酰胺、清水，放入搅拌罐中搅拌20～30min至均匀，然后加入过硫酸铵，搅拌25～35min至均匀，最后加入油井水泥，搅拌35～40min至均匀，完成胶体水泥堵剂的制备。
5.如权利要求4所述的胶体水泥堵剂的制备方法，其特征在于，量取的各组分的重量百分比是：丙烯酰胺6％；油井水泥60％；过硫酸铵0.26％；余量为清水。
6.如权利要求4所述的胶体水泥堵剂的制备方法，其特征在于，所制备的胶体水泥堵剂在常温下为水泥浆体系，稠化时间2～24小时，表观粘度30～100mPa.s。
7.一种胶体水泥堵剂的应用，其特征在于，所述的胶体水泥堵剂应用于油井堵水或者钻井堵漏中。
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