CN106947445A - 一种油井开采、钻井时固井用水泥泥浆加重外掺料水泥用高密度加重剂 - Google Patents

一种油井开采、钻井时固井用水泥泥浆加重外掺料水泥用高密度加重剂 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种油井开采、钻井时固井用水泥泥浆加重外掺料水泥用高密度加重剂，该加重剂包括粒径为100目、200、目、300目和400目的加重材料；该加重剂的盐酸溶解量大于99.75％，该加重剂的密度大于7.42g/cm3。本发明使用在油藏地层孔隙压力系数高，固井水泥浆密度要求比重高时，避免了使用常规加重剂加入比例高、减小了水泥灰的有效组分、降低了水泥石强度、影响水泥浆的综合性能、影响钻井、固井质量的缺陷，使用本发明的高密度加重剂，大大减少了加重剂加入比例，解决了上述所有缺陷。

Description

一种油井开采、钻井时固井用水泥泥浆加重外掺料水泥用高 密度加重剂
技术领域
本发明涉及泥浆处理剂领域，尤其涉及一种油井开采、钻井时固井用水泥泥浆加重外掺料水泥用高密度加重剂。
背景技术
加重剂是泥浆处理剂的一种，用于控制地层压力、防止地层坍塌、地层涌水、井喷和压井工艺以及调整泥浆密度，实施平衡压力钻进。加重材料应具备的条件是自身的密度大，磨损性小，易粉碎；并且应属于惰性物质，既不溶于钻井液，也不与钻井液中的其它组分发生相互作用。加重剂以重晶石用量最大，其他有铅粉、氧化铁、碳酸钙等。重晶石粉是一种以BaSO4为主要成分的天然矿石，经过机械加工后而制成的灰白色粉末状产品。按照API标准，其密度应达到4.2g/cm3，粉末细度要求通过200目筛网时的筛余量<3.0％。重晶石粉一般用于加重密度不超过2.30g/cm3的水基和油基钻井液，它是目前应用最广泛的一种钻井液加重剂。重晶石粉是一种以BaSO4为主要成分的天然矿石，经过机械加工后而制成的灰白色粉末状产品。按照API标准，其密度应达到4.2g/cm3，粉末细度要求通过200目筛网时的筛余量<3.0％。重晶石粉一般用于加重密度不超过2.30g/cm3的水基和油基钻井液，它是目前应用最广泛的一种钻井液加重剂。方铅矿粉是一种主要成分为PbS的天然矿石粉末，一般呈黑褐色。由于其密度高达7.4～7.7g/cm3，因而可用于配制超高密度钻井液，以控制地层出现的异常高压。由于该加重剂的成本高、货源少，一般仅限于在地层孔隙压力极高的特殊情况下使用。如我国滇黔桂石油勘探局在官-3井使用方铅矿，配制出密度为3.0g/cm3的超高密度钻井液。现有的加重剂存在密度不够高的缺陷，在油藏地层孔隙压力系数高，固井水泥浆密度要求比重高时，使用常规加重剂加入比例高，减小了水泥灰的有效组分，降低了水泥石强度，影响水泥浆的综合性能，影响钻井、固井质量，因此，需要设计一种油井开采、钻井时固井用水泥泥浆加重外掺料水泥用高密度加重剂。
发明内容
为了克服现有技术中的缺陷，提供一种油井开采、钻井时固井用水泥泥浆加重外掺料水泥用高密度加重剂。
本发明通过下述方案实现：
一种油井开采、钻井时固井用水泥泥浆加重外掺料水泥用高密度加重剂，该加重剂包括粒径为100目、200、目、300目和400目的加重材料；该加重剂的盐酸溶解量大于99.75％，该加重剂的密度大于7.42g/cm3。
该加重剂的水溶性碱土金属含量为0.268mg/L，所述水溶性碱土金属以钙剂计算。
该加重剂的水分含量为0.08％。
该加重剂未加硫酸钙时的粘度为18.5mpa·s，该加重剂加硫酸钙后的粘度为18.3mpa·s。
所述加重材料是重晶石、改性重晶石、铁矿粉、活化铁矿粉、锰矿粉、碳酸钙、碳酸钡、方铅矿粉中的至少一种。
本发明的有益效果为：
本发明一种油井开采、钻井时固井用水泥泥浆加重外掺料水泥用高密度加重剂可以使用在油藏地层孔隙压力系数高，固井水泥浆密度要求比重高时，避免了使用常规加重剂加入比例高、减小了水泥灰的有效组分、降低了水泥石强度、影响水泥浆的综合性能、影响钻井、固井质量的缺陷，使用本发明的高密度加重剂，大大减少了加重剂加入比例，解决了上述所有缺陷。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进一步说明：
一种油井开采、钻井时固井用水泥泥浆加重外掺料水泥用高密度加重剂，该加重剂包括粒径为100目、200、目、300目和400目的加重材料；本发明的加重剂用于油田钻井与开采时控制地层压力，防止地层坍塌、地层涌水、井喷和压井工艺，以及调整泥浆密度，实施平衡压力钻进。随着钻井液密度增大，两体系沉降稳定性变差，但是加入本发明的高密度加重剂进行调整后，钻井液的稳定性能有很大的改善。
在优选的实施例中，该加重剂包括粒径小于325目的加重材料和粒径大于325目的加重材料，按质量百分比计算，粒径小于325目的加重材料占加重剂总质量的88.96％-77.22％，粒径大于325目的加重材料占加重剂总质量的11.04％-22.78％；
该加重剂的盐酸溶解量大于99.75％，该加重剂的密度大于7.42g/cm3。该加重剂的水溶性碱土金属含量为0.268mg/L，所述水溶性碱土金属以钙剂计算。该加重剂的水分含量为0.08％。该加重剂未加硫酸钙时的粘度为18.5mpa·s，该加重剂加硫酸钙后的粘度为18.3mpa·s。所述加重材料是重晶石、改性重晶石、铁矿粉、活化铁矿粉、锰矿粉、碳酸钙、碳酸钡、方铅矿粉中的至少一种。
随着人们向深层向更为复杂的地层去获得油气资源，常常遇到高压甚至超高压油、气、水层，由于钻井过程中要求钻井液密度高，为保证固井质量要用到的高密度水泥浆。在常用的加重剂不能够满足使用的条件下，本发明的高密度加重剂可调配出适用于目前所有钻井、固井密度的水泥浆。本发明一种油井开采、钻井时固井用水泥泥浆加重外掺料水泥用高密度加重剂可以使用在油藏地层孔隙压力系数高，固井水泥浆密度要求比重高时，避免了使用常规加重剂加入比例高、减小了水泥灰的有效组分、降低了水泥石强度、影响水泥浆的综合性能、影响钻井、固井质量的缺陷，使用本发明的高密度加重剂，大大减少了加重剂加入比例，解决了上述所有缺陷。
本发明的加重剂是用铁磷经过高温还原后生产的一种黑色或灰褐色稍微发白的能够吸水颗粒中有空隙的海绵状以铁为主要成分的粉末状物体。
尽管已经对本发明的技术方案做了较为详细的阐述和列举，应当理解，对于本领域技术人员来说，对上述实施例做出修改或者采用等同的替代方案，这对本领域的技术人员而言是显而易见，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (5)

1.一种油井开采、钻井时固井用水泥泥浆加重外掺料水泥用高密度加重剂，其特征在于：该加重剂包括粒径为100目、200、目、300目和400目的加重材料；
该加重剂的盐酸溶解量大于99.75％，该加重剂的密度大于7.42g/cm3。
2.根据权利要求1所述的一种油井开采、钻井时固井用水泥泥浆加重外掺料水泥用高密度加重剂，其特征在于：该加重剂的水溶性碱土金属含量为0.268mg/L，所述水溶性碱土金属以钙剂计算。
3.根据权利要求1所述的一种油井开采、钻井时固井用水泥泥浆加重外掺料水泥用高密度加重剂，其特征在于：该加重剂的水分含量为0.08％。
4.根据权利要求1所述的一种油井开采、钻井时固井用水泥泥浆加重外掺料水泥用高密度加重剂，其特征在于：该加重剂未加硫酸钙时的粘度为18.5mpa·s，该加重剂加硫酸钙后的粘度为18.3mpa·s。
5.根据权利要求1所述的一种油井开采、钻井时固井用水泥泥浆加重外掺料水泥用高密度加重剂，其特征在于：所述加重材料是重晶石、改性重晶石、铁矿粉、活化铁矿粉、锰矿粉、碳酸钙、碳酸钡、方铅矿粉中的至少一种。
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