CN107298970A - 具有高抗压强度的油井水泥防窜剂 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了具有高抗压强度的油井水泥防窜剂，包括以下重量份数的组分：甲酸钙10～15份、铝酸钠8～17份、硅酸钠12～18份、丁苯橡胶乳液15～23份、矿渣8～13份、云母5～10份、高岭石4～9份、丁二烯‑苯乙烯10～15份、磷酸盐11～15份、磺酸盐6～10份、消泡剂8～13份。

Description

具有高抗压强度的油井水泥防窜剂
技术领域
本发明涉及水泥领域，具体涉及具有高抗压强度的油井水泥防窜剂。
背景技术
随着石油天然气勘探开发的不断深入，高压、盐膏层井、易窜井越来越多。体积收缩使水泥环的胶结质量不能保证，严重时还可能形成微间隙，引发地层流体(油、水、气)窜流；高滤失使得水泥浆在施工过程中脱水桥堵，无法继续注水泥，水泥浆滤液进入油气层孔隙后，因其与地层内流体不配伍，引发水敏作用，造成油气层污染，影响油气产量，严重时完全堵塞油气层，使生产井变为干井。
现有的以铝粉作为发气组分，通过发气引起水泥石的膨胀的油井水泥防窜剂，在国内油田曾一段取得一定效果，但是铝粉类发气剂因其高压下膨胀量小且硬化后水泥石的收缩量大，其抗水窜的作用十分有效。另一类以钙矾石为膨胀源，只能适用于抗硫酸盐的油井水泥中，并且具有温度限制，因此，研制新型的多功能膨胀材料是迫切需要的。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是现有的防窜剂在高压高温下使用时，其强度较低，并且不具有较好的防腐蚀等性能，目的在于提供具有高抗压强度的油井水泥防窜剂，解决现有的油井水泥在防窜剂作用下，在高压高温下不具有高强度的问题。
本发明通过下述技术方案实现：
具有高抗压强度的油井水泥防窜剂，包括以下重量份数的组分：甲酸钙10～15份、铝酸钠8～17份、硅酸钠12～18份、丁苯橡胶乳液15～23份、矿渣8～13份、云母5～10份、高岭石4～9份、丁二烯-苯乙烯10～15份、磷酸盐11～15份、磺酸盐6～10份、消泡剂8～13份。
具有高抗压强度的油井水泥防窜剂，包括以下重量份数的组分：甲酸钙12份、铝酸钠14份、硅酸钠13份、丁苯橡胶乳液22份、矿渣9份、云母7份、高岭石5份、丁二烯-苯乙烯11份、磷酸盐12份、磺酸盐7份、消泡剂10份。
具有高抗压强度的油井水泥防窜剂，所述磺酸盐为甲醛与丙酮的磺化物。
具有高抗压强度的油井水泥防窜剂，所述矿渣为炼钢高炉中主要成分为硅铝酸盐质材料的矿渣，并且其活性＞80％。
将甲酸钙、铝酸钠、云母、高岭石分别破碎，在按比例加入研磨机中研磨，研磨至细度450目；
将研磨好的粉料送入窑炉中，在1200～1800℃下，煅烧时间15～30小时，冷却后得到熟料；
在熟料中加入丁苯橡胶乳液、丁二烯-苯乙烯、磷酸盐、磺酸盐、消泡剂，在50～100℃下煅烧15min后冷却至室温。最后按比例加入矿渣均匀混合后，研磨至细度400～500目，即得到油井水泥膨胀剂。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
1、本发明具有高抗压强度的油井水泥防窜剂，本发明所制备的防窜剂能有效提高水泥石的韧性，延缓水泥浆的稠化时间，保证深井固井的胶结质量，具有较好的抗压强度；
2、本发明具有高抗压强度的油井水泥防窜剂，本发明的组分相辅相成，在本发明组分的取值范围下，能在高温高压下具有较高的抗压强度，并且其他性能也较好，能有效防窜。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例1
本发明具有高抗压强度的油井水泥防窜剂，包括以下重量份数的组分：甲酸钙12份、铝酸钠14份、硅酸钠13份、丁苯橡胶乳液22份、矿渣9份、云母7份、高岭石5份、丁二烯-苯乙烯11份、磷酸盐12份、磺酸盐7份、消泡剂10份。所述磺酸盐为甲醛与丙酮的磺化物。所述矿渣为炼钢高炉中主要成分为硅铝酸盐质材料的矿渣，并且其活性＞80％。
本实施例所制备的防窜剂使用在油井水泥中，在高温高压下其抗压强度与现有的相比增加了8.9％，并且其他性能也较好。
实施例2
具有高抗压强度的油井水泥防窜剂，包括以下重量份数的组分：甲酸钙5份、铝酸钠2份、硅酸钠4份、丁苯橡胶乳液3份、矿渣1份、云母1份、高岭石2份、丁二烯-苯乙烯2份、磷酸盐3份、磺酸盐1份、消泡剂3份。所述磺酸盐为甲醛与丙酮的磺化物。所述矿渣为炼钢高炉中主要成分为硅铝酸盐质材料的矿渣，并且其活性＞80％。
实施例2中的组分的取值范围在本发明的取值范围外，实施例2所制备的防窜剂使用在油井水泥中，在高温高压下其抗压强度与现有的相比减少了0.4％，其他性能也较差。
实施例3
具有高抗压强度的油井水泥防窜剂，包括以下重量份数的组分：甲酸钙25份、铝酸钠21份、硅酸钠35份、丁苯橡胶乳液34份、矿渣37份、云母24份、高岭石15份、丁二烯-苯乙烯35份、磷酸盐27份、磺酸盐29份、消泡剂27份。所述磺酸盐为甲醛与丙酮的磺化物。所述矿渣为炼钢高炉中主要成分为硅铝酸盐质材料的矿渣，并且其活性＞80％。
实施例3中的组分的取值范围在本发明的取值范围外，实施例3所制备的防窜剂使用在油井水泥中，在高温高压下其抗压强度与现有的相比增加了7.9％，其他性能也较好，但是与实施例1相比，本实施例的抗压强度较低，并且其用量还较多，这样效果不仅较差，而且还造成了浪费。
实施例4
具有高抗压强度的油井水泥防窜剂，包括以下重量份数的组分：铝酸钠14份、硅酸钠13份、丁苯橡胶乳液22份、矿渣9份、高岭石5份、丁二烯-苯乙烯11份、磷酸盐12份、消泡剂10份。所述磺酸盐为甲醛与丙酮的磺化物。所述矿渣为炼钢高炉中主要成分为硅铝酸盐质材料的矿渣，并且其活性＞80％。
本实施例所制备的防窜剂在实施例1的基础上减少了三个组分，本实施例所制备的防窜剂使用在油井水泥中，在高温高压下其抗压强度与现有的相比减少了2.9％，并且其他性能也较差。
综上所述，本发明的组分相辅相成，并且在本发明的取值范围内，所制备的防窜剂使用在油井水泥中，在高温高压下也能具有较好的抗压强度，并且其他性能也较好，能有效的防窜。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.具有高抗压强度的油井水泥防窜剂，其特征在于，包括以下重量份数的组分：甲酸钙10～15份、铝酸钠8～17份、硅酸钠12～18份、丁苯橡胶乳液15～23份、矿渣8～13份、云母5～10份、高岭石4～9份、丁二烯-苯乙烯10～15份、磷酸盐11～15份、磺酸盐6～10份、消泡剂8～13份。
2.根据权利要求1所述的具有高抗压强度的油井水泥防窜剂，其特征在于，包括以下重量份数的组分：甲酸钙12份、铝酸钠14份、硅酸钠13份、丁苯橡胶乳液22份、矿渣9份、云母7份、高岭石5份、丁二烯-苯乙烯11份、磷酸盐12份、磺酸盐7份、消泡剂10份。
3.根据权利要求1所述的具有高抗压强度的油井水泥防窜剂，其特征在于，所述磺酸盐为甲醛与丙酮的磺化物。
4.根据权利要求1所述的具有高抗压强度的油井水泥防窜剂，其特征在于，所述矿渣为炼钢高炉中主要成分为硅铝酸盐质材料的矿渣，并且其活性＞80％。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN101481605A (zh) * 2005-09-28 2009-07-15 江苏海特曼新材料有限公司 油井水泥晶体膨胀剂及其制备方法
CN102250596A (zh) * 2011-05-25 2011-11-23 天津中油渤星工程科技有限公司 一种新型固井用水泥浆
CN106186777A (zh) * 2016-07-15 2016-12-07 中国石油天然气集团公司 一种用于油田固井用水泥的广谱性无氯促凝早强剂

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