CN113045259A - 天然气井固井时采用的憎水透气型水泥浆及其制备方法 - Google Patents

天然气井固井时采用的憎水透气型水泥浆及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种天然气井固井时采用的憎水透气型水泥浆及其制备方法，属于固井与开采技术领域。该水泥浆可以包括以下质量份数的组分：100份油井水泥，10至30份密度减轻剂，1至3份憎水剂，2至5份降失水剂，0.5至1.5份分散剂，40至50份水。通过水泥浆中的憎水剂可以提高该水泥浆凝结后形成的水泥石的憎水性，地层水不易穿过该水泥石，同时通过水泥浆中的密度减轻剂能够提高该水泥浆凝结后形成的水泥石的孔隙度，天然气极易穿过该水泥石。使得该水泥石对地层中天然气的透过性较高，而对地层水的透过性较低，有效的提高了天然气井产出天然气的产量，且降低了天然气井产出地层水的产量。

Description

天然气井固井时采用的憎水透气型水泥浆及其制备方法
技术领域
本申请涉及天然气井固井与开采技术领域，特别涉及一种天然气井固井时采用的憎水透气型水泥浆及其制备方法。
背景技术
固井是指在已完钻的井眼内下入套管，并在井眼地层与套管之间的环空注入水泥浆，待水泥浆凝结后将天然气井内的油层、气层和水层封隔的过程。通过对天然气井的固井可以保护天然气井内的套管并且能够增加天然气井的开采寿命，是天然气井建井工程的重要环节之一。
在天然气井固井之后，地层中的地层水和天然气均可以依次穿过水泥浆凝结后形成的水泥环以及套管后从井筒中产出。
但是，目前的固井水泥浆凝结后形成的水泥石后，仅仅起到了层间封隔和支撑套管的作用，而对地层中的地层水和天然气并没有一定的选择透过性。
发明内容
本申请实施例提供了一种天然气井固井时采用的憎水透气型水泥浆及其制备方法。可以解决现有技术的水泥浆凝结形成的水泥石后，对地层中的地层水和天然气并没有一定的选择透过性的问题，所述技术方案如下：
一方面，提供了一种天然气井固井时采用的憎水透气型水泥浆，所述水泥浆包括以下质量份数的组分：
油井水泥，100份；
憎水剂，1至3份；
密度减轻剂，10至30份；
降失水剂，2至5份；
分散剂，0.5至1.5份；
水，40至50份；
其中，所述憎水剂用于增加水泥浆凝结后形成的水泥石的憎水性，所述密度减轻剂用于降低水泥浆密度以及增加水泥浆凝结后形成的水泥石的孔隙度。
可选的，所述密度减轻剂的材料包括：空心玻璃微珠、粉煤灰、膨胀珍珠岩和微硅粉中的至少一种。
可选的，所述憎水剂的材料包括：聚硅氧烷粉末、甲基硅酸钠粉末和甲基硅酸钾粉末中的至少一种。
可选的，所述分散剂的材料包括：液态的磺化醛酮缩聚物或液态的聚羧酸。
可选的，所述降失水剂的材料包括：液态的2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸聚合物。
可选的，所述水泥浆还包括以下质量份数的组分：缓凝剂，0.1至3份。
可选的，所述缓凝剂的材料包括：液态的有机膦酸盐或液态的2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸聚合物；
所述降失水剂的材料包括：液态的2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸聚合物，当所述缓凝剂的材料包括液态的2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸聚合物时，所述降失水剂的分子量大于所述缓凝剂的分子量。
可选的，所述水泥浆还包以下质量份数的组分：早强剂，0.1至1份。
可选的，所述早强剂的材料包括：硫酸钠粉末或硫酸钙粉末。
另一方面，提供了一种天然气井固井时采用的憎水透气型水泥浆的制备方法，用于制备上述的天然气井固井时采用的憎水透气型水泥浆，所述方法包括：
按照各组分的质量份数，在第一配料罐中加入水、分散剂、降失水剂和可选的缓凝剂，搅拌得到混合溶液；
在第二配料罐中加入油井水泥、密度减轻剂、憎水剂和可选的早强剂，搅拌得到干混料；
在第三配料罐中，使所述混合溶液与所述干混料进行搅拌，得到所述水泥浆。
本申请实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：
通过该水泥浆中的憎水剂可以提高该水泥浆凝结后形成的水泥石的憎水性，地层水不易穿过该水泥石，同时通过水泥浆中的密度减轻剂能够提高该水泥浆凝结后形成的水泥石的孔隙度，天然气极易穿过该水泥石。这就使得该水泥石对地层中的天然气和地层水有较强的选择透过性，即对天然气的透过性较高，而对地层水的透过性较低，有效的提高了天然气井产出天然气的产量，且降低了天然气井产出地层水的产量，这是传统的固井水泥浆所不具备特点。
将本申请提供的水泥浆注入易出水天然气井的套管与地层之间环空或井筒周围的地层中凝结后，可形成憎水透气型水泥石层，从而降低了地层水向井筒内运移，减少地层水产出，保存地层能量，有效提高天然气井的产能，减少对环境污染的概率及相关水处理费用。
同时，通过该水泥浆中的密度减轻剂还能够在保证水泥浆工程性能较好的前提下，降低水泥浆的密度，使得采用该水泥浆对天然气井进行固井时，能够降低发生井漏的概率，减少井漏带来的经济损失和对储层的伤害。此外，该水泥浆易混拌，流动性、沉降稳定性、滤失控制能力和稠化性能良好，满足现场安全施工要求。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请实施例提供的一种天然气井固井时采用的憎水透气型水泥浆的制备方法。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。
天然气藏的形成过程实际上是天然气不断置换和驱替地层水的过程，因此天然气藏总是与同一定量的水体相连。如果与天然气藏连接的水体较大，水体将对气藏的开采效果产生显著的影响。特别是在对天然气藏进入开发中后期，天然气井产生的水量较大，所产出的气量较少。例如，四川盆地为中国重要的天然气生产基地，有水气藏占发现总气藏的90％以上，在2008年的统计中，中国石油在四川盆地开发的108个气田中，出水气田就有103个，开井1069口，出水天然气井523口，全年产水量297.49×104m3(廖仕孟等，《碳酸盐岩气田开发》，232-233，石油工业出版社，2016年)。
天然气藏出水后会导致一部分天然气的渗流通道或气区被地层水封堵或封隔，消耗大量的地层能力，天然气井自喷能力越来越差，致使天然气井产气量急剧下降，采气速度降低，最终导致天然气井水淹停产。同时，地层水中普遍含有腐蚀介质(例如，H2S、CO2和Cl-等)，易造成井下生产管柱、井口装置或集输管网等腐蚀，直接威胁天然气井的安全生产，加上地层产出水的处理，进一步增大开采成本，降低整体经济效益。
以往治理产水量大天然气井或要激活水淹停产天然气井，主要采取的是排水采气工艺，即通过优选管柱排水采气、泡沫排水采气、气举排水采气、电潜泵排水采气和连续管排水采气等措施，将井筒内的积液和井底附件的地层水开采到地面，以达到降低井筒内压力梯度，恢复天然气井正常生产的目的。然而，传统排水采气工艺往往是在天然气井产出大量地层水或天然气井水淹停产后采取的被动治水方案，无法主动的降低天然气井产出地层水的产量。
本申请实施例提供了一种天然气井固井时采用的憎水透气型水泥浆。该水泥浆能够对地层中的地层水和天然气进行一定的选择透过性，从而可以主动的降低天然气井产出地层水的产量。该水泥浆可以包括以下质量份数的组分：
100份油井水泥，10至30份密度减轻剂，1至3份憎水剂，2至5份降失水剂，0.5至1.5份分散剂，40至50份水。
需要说明的是，质量份数是指各组分的质量之间的比例关系。例如，当水泥浆包括：100千克水泥浆时，在水泥浆中的密度减轻剂的质量为10至30千克，水泥浆中的憎水剂的质量为1至3千克，水泥浆中的降失水剂的质量为2至5千克，水泥浆中的分散剂为0.5至1.5千克，水泥浆中的水的质量为40至50千克。还需要说明的是，水泥浆中的水是指淡水。
在本申请实施例中，水泥浆中的憎水剂用于增加水泥浆凝结后形成的水泥石的憎水性，使得该水泥石对地层中的地层水的透过性较低，地层水不易穿过该水泥石。
水泥浆中的密度减轻剂用于增加水泥浆凝结后形成的水泥石的孔隙度，使得该水泥石对地层中的天然气的透过性较高，天然气极易穿过该水泥石。
水泥浆中的密度减轻剂还用于降低该水泥浆的密度。在天然气开采处于中后期时，由于地层中的压力系数大幅下降，因此在对天然气井固井时，需要采用密度降低的水泥浆才能够避免出现注水泥浆时发生井漏的概率。在相关技术中，需要降低水泥浆中除水之外的组分的占比，也即是，提高水泥浆中的水的占比，以降低水泥浆的密度，但是，该水泥浆由于水泥浆中除水之外的组分的占比较低，会影响水泥浆的工程性能。而在本申请实施例中，可以通过密度减轻剂降低水泥浆的密度，因此无需降低水泥浆中除水之外的组分的占比，本申请实施例中的水泥浆可以在保证水泥浆工程性能较好的前提下，降低水泥浆的密度。
综上所述，本申请实施例提供的天然气井固井时采用的憎水透气型水泥浆，通过该水泥浆中的憎水剂可以提高该水泥浆凝结后形成的水泥石的憎水性，地层水不易穿过该水泥石，同时通过水泥浆中的密度减轻剂能够提高该水泥浆凝结后形成的水泥石的孔隙度，天然气极易穿过该水泥石。这就使得该水泥石对地层中的天然气和地层水有较强的选择透过性，即对天然气的透过性较高，而对地层水的透过性较低，有效的提高了天然气井产出天然气的产量，且降低了天然气井产出地层水的产量，这是传统的固井水泥浆所不具备特点。将本申请提供的水泥浆注入易出水天然气井的套管与地层之间环空或井筒周围的地层中凝结后，可形成憎水透气型水泥石层，从而降低了地层水向井筒内运移，减少地层水产出，保存地层能量，有效提高天然气井的产能，减少对环境污染的概率及相关水处理费用。同时，通过该水泥浆中的密度减轻剂还能够在保证水泥浆工程性能较好的前提下，降低水泥浆的密度，使得采用该水泥浆对天然气井进行固井时，能够降低发生井漏的概率，减少井漏带来的经济损失和对储层的伤害。
可选的，该水泥浆还可以包括以下质量份数的组分：0.1至3份缓凝剂。
可选的，该水泥浆还可以包括以下质量份数的组分：0.1至1份早强剂。
在本申请实施例中，水泥浆中的各个组分的材料如下：
油井水泥可以为符合美国石油学会(英文：American Petroleum Institute；简称：API)标准的G级硅酸盐油井水泥。
密度减轻剂的材料可以包括：空心玻璃微珠、粉煤灰、膨胀珍珠岩和微硅粉中的至少一种。
憎水剂的材料可以包括：聚硅氧烷粉末、甲基硅酸钠粉末和甲基硅酸钾粉末中的至少一种。
分散剂的材料可以包括：液态的磺化醛酮缩聚物或液态的聚羧酸。
降失水剂的材料可以包括：液态的2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸聚合物。
缓凝剂的材料可以包括：液态的有机膦酸盐或液态的2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸聚合物。当缓凝剂的材料包括液态的2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸聚合物时，降失水剂的分子量大于缓凝剂的分子量，也即是，降失水剂中的2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸聚合物的分子量，大于缓凝剂中的2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸聚合物的分子量。
早强剂的材料可以包括：硫酸钠粉末或硫酸钙粉末。
结合上述水泥浆的组分的质量份数，以及水泥浆中各组分的材料，列举以下四种可选的实施例，以及相关技术中的两种对比例，以此来体现本申请实施例提供的水泥浆，相对于相关技术的水泥浆所具备的优点。
在实施例1中，若水泥浆的密度为1.70克每立方厘米(g/cm3)，该水泥浆可以包括以下质量份数的组分：
100份油井水泥，10份密度减轻剂，1份憎水剂，2份降失水剂，3份缓凝剂，0.5份分散剂，40份水。
其中，该油井水泥可以为符合API标准的G级硅酸盐油井水泥。该密度减轻剂的材料为空心玻璃微珠。该憎水剂的材料为聚硅氧烷粉末。该降失水剂的材料为液态的2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸聚合物。该缓凝剂的材料为液态的有机膦酸盐。该分散剂的材料为液态的磺化醛酮缩聚物。
在实施例2中，若水泥浆的密度为1.60g/cm3，该水泥浆可以包括以下质量份数的组分：
100份油井水泥，15份密度减轻剂，1.5份憎水剂，3份降失水剂，1.5份缓凝剂，0.5份早强剂，0.6份分散剂，42份水。
其中，该油井水泥可以为符合API标准的G级硅酸盐油井水泥。该密度减轻剂的材料为膨胀珍珠岩。该憎水剂的材料为1份聚硅氧烷粉末与0.5份甲基硅酸钠粉末的混合物。该降失水剂的材料为液态的2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸聚合物。该缓凝剂的材料为液态的有机膦酸盐。该早强剂的材料为硫酸钠粉末。该分散剂的材料为液态的磺化醛酮缩聚物。
在实施例3中，若水泥浆的密度为1.50g/cm3，该水泥浆可以包括以下质量份数的组分：
100份油井水泥，20份密度减轻剂，1.5份憎水剂，3.5份降失水剂，1份缓凝剂，0.7份早强剂，1份分散剂，43份水。
其中，该油井水泥可以为符合API标准的G级硅酸盐油井水泥。该密度减轻剂的材料为15份空心玻璃微珠与5份粉煤灰的混合物。该憎水剂的材料为聚硅氧烷粉末。该降失水剂的材料为液态的2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸聚合物。该缓凝剂的材料为液态的2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸聚合物，且降失水剂的分子量大于缓凝剂的分子量。该早强剂的材料为硫酸钠粉末。该分散剂的材料为液态的聚羧酸。
在实施例4中，若水泥浆的密度为1.40g/cm3，该水泥浆可以包括以下质量份数的组分：
100份油井水泥，30份密度减轻剂，3份憎水剂，5份降失水剂，1份早强剂，1.5份分散剂，50份水。
其中，该油井水泥可以为符合API标准的G级硅酸盐油井水泥。该密度减轻剂的材料为20份空心玻璃微珠与10份膨胀珍珠岩的混合物。该憎水剂的材料为1份聚硅氧烷粉末与0.5份甲基硅酸钠粉末的混合物。该降失水剂的材料为液态的2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸聚合物。该早强剂的材料为硫酸钠粉末。该分散剂的材料为液态的磺化醛酮缩聚物。
在对比例1中，若水泥浆的密度为1.50g/cm3，该水泥浆可以包括以下质量份数的组分：
100份油井水泥，20份密度减轻剂，3.5份降失水剂，1份缓凝剂，0.7份早强剂，1份分散剂，42份水。
其中，该油井水泥可以为符合API标准的G级硅酸盐油井水泥。该密度减轻剂的材料为空心玻璃微珠。该降失水剂的材料为液态的2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸聚合物。该缓凝剂的材料为液态的2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸聚合物，且降失水剂的分子量大于缓凝剂的分子量。该早强剂的材料为硫酸钙粉末。该分散剂的材料为液态的聚羧酸。
在对比例2中，若水泥浆的密度为1.90g/cm3，该水泥浆可以包括以下质量份数的组分：
100份油井水泥，2.5份憎水剂，3份降失水剂，2份缓凝剂，1份分散剂，42份水。
其中，该油井水泥可以为符合API标准的G级硅酸盐油井水泥。该憎水剂的材料为聚硅氧烷粉末。该降失水剂的材料为液态的2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸聚合物。该缓凝剂的材料为液态的有机膦酸盐。该分散剂的材料为液态的磺化醛酮缩聚物。
本申请实施例以以下三个方面进行对比，以体现本申请实施例中的水泥浆所具备的优点。
第一方面，结合上述本申请提供的4个实施例中的水泥浆，以及相关技术提供的2个对比例中的水泥浆，列举表1示出的能够体现水泥浆的工程性能的参数。
表1
Figure BDA0002338256890000081
示例的，在实施例1中，水泥浆的密度为1.70g/cm3，该水泥浆的流动度为22cm(厘米)，该水泥浆的失水量为27mL(毫升)，该水泥浆的游离液为0，该水泥浆的稠化时间为225min(分钟)，该水泥浆在24h(小时)抗压强度为16.2MPa(兆帕)。
由于实施例3中的水泥浆中含有憎水剂，对比例1中的水泥浆中未含有憎水剂，且实施例3中的水泥浆除憎水剂之外的组分与对比例1中的水泥浆中的组分相同，因此，将实施例3与对比例1作比较可以得出：实施例3中的水泥浆的稠化时间相对于对比例1中的水泥浆的稠化时间略微增长，实施例3中的水泥浆的24h抗压强度相对于对比例1中的水泥浆的24h抗压强度略微降低，但对比例3中的水泥浆也是符合水泥浆的工程性能的。由此可知，在水泥浆中增加憎水剂并不会影响水泥浆的工程性能。
第二方面，结合上述本申请提供的4个实施例中的水泥浆，以及相关技术提供的对比例1中的水泥浆，列举表2示出的水泥浆凝结后形成的水泥石的毛细吸水侵入深度测试结果。
表2
Figure BDA0002338256890000091
示例的，在实施例1中的水泥浆凝结后形成的水泥石在1h时，该水泥石的毛细吸水侵入深度为2mm；在2h时，该水泥石的毛细吸水侵入深度为2mm；在24h时，该水泥石的毛细吸水侵入深度为12mm。
由于实施例1至4中的水泥浆均含有憎水剂，对比例1中的水泥浆中未含有憎水剂，根据表2可知，含有憎水剂的实施例1至4中的水泥浆凝结后形成的水泥石的毛细吸水侵入深度，明显小于未含有憎水剂的对比例1中的水泥浆凝结后形成的水泥石的毛细吸水侵入深度。因此，通过水泥浆中的憎水剂可以提高该水泥浆凝结后形成的水泥石的憎水性，使得该水泥石对地层中的地层水的透过性较低。
第三方面，结合上述本申请提供的4个实施例中的水泥浆，以及相关技术提供的2个对比例中的水泥浆，列举表3示出的水泥浆凝结后形成的水泥石的孔隙度以及渗透率的测试结果。
表3
Figure BDA0002338256890000092
Figure BDA0002338256890000101
示例的，在实施例1中的水泥浆凝结后形成的水泥石的孔隙度为20.7％，该水泥石的液相渗透率为1.079mD，该水泥石的气相渗透率为16.567mD。
由于实施例1至4中的水泥浆均含有憎水剂，对比例1中的水泥浆中含有密度减轻剂但未含有憎水剂，对比例2中的水泥浆中含有憎水剂但未含有密度减轻剂。
请参考表2，根据实施例1至4中的水泥浆凝结后形成的水泥石的液相渗透率，与对比例1中的水泥浆凝结后形成的水泥石的液相渗透率进行对比可知，实施例1至4中的水泥石的液相渗透率低于对比例1中的水泥石的液相渗透率，因此，通过水泥浆中的憎水剂可以提高该水泥浆凝结后形成的水泥石的憎水性，使得该水泥石对地层中的地层水的透过性较低。根据实施例1至4中的水泥浆的孔隙度和气相渗透率，与对比例2中的水泥浆的孔隙度和气相渗透率进行对比可知，实施例1至4中的水泥石的孔隙度高于对比例2中的水泥石的孔隙度，且实施例1至4中的水泥石的气相渗透率高于对比例2中的水泥石的气相渗透率，因此，通过水泥浆中的密度减轻剂能够提高该水泥浆凝结后形成的水泥石的孔隙度，使得该水泥石对地层中的天然气的透过性较高。
综上所述，本申请实施例提供的天然气井固井时采用的憎水透气型水泥浆，通过该水泥浆中的憎水剂可以提高该水泥浆凝结后形成的水泥石的憎水性，地层水不易穿过该水泥石，同时通过水泥浆中的密度减轻剂能够提高该水泥浆凝结后形成的水泥石的孔隙度，天然气极易穿过该水泥石。这就使得该水泥石对地层中的天然气和地层水有较强的选择透过性，即对天然气的透过性较高，而对地层水的透过性较低，有效的提高了天然气井产出天然气的产量，且降低了天然气井产出地层水的产量，这是传统的固井水泥浆所不具备特点。将本申请提供的水泥浆注入易出水天然气井的套管与地层之间环空或井筒周围的地层中凝结后，可形成憎水透气型水泥石层，从而降低了地层水向井筒内运移，减少地层水产出，保存地层能量，有效提高天然气井的产能，减少对环境污染的概率及相关水处理费用。同时，通过该水泥浆中的密度减轻剂还能够在保证水泥浆工程性能较好的前提下，降低水泥浆的密度，使得采用该水泥浆对天然气井进行固井时，能够降低发生井漏的概率，减少井漏带来的经济损失和对储层的伤害。此外，该水泥浆易混拌，流动性、沉降稳定性、滤失控制能力和稠化性能良好，满足现场安全施工要求。
请参考图1，图1是本申请实施例提供的一种天然气井固井时采用的憎水透气型水泥浆的制备方法，该水泥浆的制备方法用于制备上述实施例中的水泥浆。该水泥浆的制备方法可以包括以下几个步骤：
步骤101、按照各组分的质量份数，在第一配料罐中加入水、分散剂、降失水剂和可选的缓凝剂，搅拌得到混合溶液。
在本申请实施例中，水、分散剂、降失水剂和缓凝剂均为液体，因此，若后续制备出的水泥浆中含有缓凝剂，则按照各组分的质量份数可以在第一配料罐中加入水、分散剂、降失水剂和缓凝剂，并进行搅拌得到混合溶液。若后续制备出的水泥浆中未含有缓凝剂，则按照各组分的质量份数可以在第一配料罐中加入水、分散剂和降失水剂，并进行搅拌得到混合溶液。
步骤102、在第二配料罐中加入油井水泥、密度减轻剂、憎水剂和可选的早强剂，搅拌得到干混料。
在本申请实施例中，油井水泥、密度减轻剂、憎水剂和早强剂均为固体，因此，若后续制备出的水泥浆中含有早强剂，则可以按照各组分的质量份数可以在第二配料罐中加入油井水泥、密度减轻剂、憎水剂和早强剂，并进行搅拌得到干混料。若后续制备出的水泥浆中未含有早强剂，则按照各组分的质量份数可以在第二配料罐中加入油井水泥、密度减轻剂和憎水剂，并进行搅拌得到干混料。
步骤103、在第三配料罐中，使混合溶液与干混料进行搅拌，得到水泥浆。
在本申请实施例中，可以将第一配料罐中的混合液体以及第二配料罐中的干混料均倒入第三配料罐中，并使第三配料罐中的混合溶液与干混料进行搅拌，以得到水泥浆。
综上所述，本申请实施例提供的天然气井固井时采用的憎水透气型水泥浆的制备方法，其制备出的水泥浆中含有憎水剂和密度减轻剂，通过该水泥浆中的憎水剂可以提高该水泥浆凝结后形成的水泥石的憎水性，地层水不易穿过该水泥石，同时通过水泥浆中的密度减轻剂能够提高该水泥浆凝结后形成的水泥石的孔隙度，天然气极易穿过该水泥石。这就使得该水泥石对地层中的天然气和地层水有较强的选择透过性，即对天然气的透过性较高，而对地层水的透过性较低，有效的提高了天然气井产出天然气的产量，且降低了天然气井产出地层水的产量，这是传统的固井水泥浆所不具备特点。将本申请提供的水泥浆注入易出水天然气井的套管与地层之间环空或井筒周围的地层中凝结后，可形成憎水透气型水泥石层，从而降低了地层水向井筒内运移，减少地层水产出，保存地层能量，有效提高天然气井的产能，减少对环境污染的概率及相关水处理费用。同时，通过该水泥浆中的密度减轻剂还能够在保证水泥浆工程性能较好的前提下，降低水泥浆的密度，使得采用该水泥浆对天然气井进行固井时，能够降低发生井漏的概率，减少井漏带来的经济损失和对储层的伤害。此外，该水泥浆易混拌，流动性、沉降稳定性、滤失控制能力和稠化性能良好，满足现场安全施工要求。
在本申请中，术语“第一”和“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“多个”指两个或两个以上，除非另有明确的限定。
以上所述仅为本申请的可选的实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种天然气井固井时采用的憎水透气型水泥浆，其特征在于，所述水泥浆包括以下质量份数的组分：
油井水泥，100份；
憎水剂，1至3份；
密度减轻剂，10至30份；
降失水剂，2至5份；
分散剂，0.5至1.5份；
水，40至50份；
其中，所述憎水剂用于增加水泥浆凝结后形成的水泥石的憎水性，所述密度减轻剂用于降低水泥浆密度以及增加水泥浆凝结后形成的水泥石的孔隙度。
2.根据权利要求1所述的水泥浆，其特征在于，
所述憎水剂的材料包括：聚硅氧烷粉末、甲基硅酸钠粉末和甲基硅酸钾粉末中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的水泥浆，其特征在于，
所述密度减轻剂的材料包括：空心玻璃微珠、粉煤灰、膨胀珍珠岩和微硅粉中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的水泥浆，其特征在于，
所述分散剂的材料包括：液态的磺化醛酮缩聚物或液态的聚羧酸。
5.根据权利要求1所述的水泥浆，其特征在于，
所述降失水剂的材料包括：液态的2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸聚合物。
6.根据权利要求1所述的水泥浆，其特征在于，所述水泥浆还包括以下质量份数的组分：缓凝剂，0.1至3份。
7.根据权利要求6所述的水泥浆，其特征在于，
所述缓凝剂的材料包括：液态的有机膦酸盐或液态的2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸聚合物；
所述降失水剂的材料包括：液态的2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸聚合物，当所述缓凝剂的材料包括液态的2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸聚合物时，所述降失水剂的分子量大于所述缓凝剂的分子量。
8.根据权利要求1或6所述的水泥浆，其特征在于，所述水泥浆还包以下质量份数的组分：早强剂，0.1至1份。
9.根据权利要求8所述的水泥浆，其特征在于，
所述早强剂的材料包括：硫酸钠粉末或硫酸钙粉末。
10.一种天然气井固井时采用的憎水透气型水泥浆的制备方法，其特征在于，用于制备权利要求1至9任一所述的水泥浆，所述方法包括：
按照各组分的质量份数，在第一配料罐中加入水、分散剂、降失水剂和可选的缓凝剂，搅拌得到混合溶液；
在第二配料罐中加入油井水泥、密度减轻剂、憎水剂和可选的早强剂，搅拌得到干混料；
在第三配料罐中，使所述混合溶液与所述干混料进行搅拌，得到所述水泥浆。
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