CN116444219A - 一种抗高温抗盐高密度防窜油井水泥浆及制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种抗高温抗盐高密度防窜油井水泥浆及制备方法，抗高温抗盐高密度防窜油井水泥浆包括以下重量份的组分：100份油井水泥、35份高温增强材料、15～135份加重剂、5～15份超细水泥、5～10份微硅粉、5～50份锰矿粉、5～10份防窜剂、3～4份膨胀剂、5～8份降失水剂、3～6份缓凝剂、1～2份减阻剂、2～3份稳定剂、0.5～0.8份消泡剂、8～10份氯化钠、45～54份水。本发明的抗高温抗盐高密度防窜油井水泥浆，具有优异的抗高温、抗盐性能，同时具备失水小、自由水少、稠化时间易调整、流动性能良好等特点，满足深层高压盐膏层固井需求。

Description

一种抗高温抗盐高密度防窜油井水泥浆及制备方法
技术领域
本发明涉及油井水泥浆技术领域，特别是涉及一种抗高温抗盐高密度防窜油井水泥浆及制备方法。
背景技术
我国深层油气资源已成为勘探开发的主要领域。西部地区，在深井、超深井的钻进过程中经常会钻遇高压盐膏层、高压盐水层。如塔里木库车山前地区存在巨厚含盐地层，埋藏深，裂缝发育，钻井过程中同一井段溢、漏、塌、卡并存，井身结构复杂，井眼情况复杂，压力系统复杂，必封点多，是中国乃至世界上固井难度最高的地区之一，需要采用高密度水泥浆固井，同时为了保证固井质量，需要高密度水泥浆具有良好的抗高温、抗盐及防窜等功能。这给高密度水泥浆设计提出了更高要求。
现有高密度水泥浆高温变稀，无法满足流体流变性能梯度设计需求，顶替效率无法保障；加重材料高温沉降，水泥浆稳定性差，固井质量难以保障；外加剂抗盐效果差，水泥浆中加入盐失水变差，稠化时间难控制；水泥浆防窜性能差，容易出现盐水侵蚀，影响固井质量。
发明内容
针对现有技术中存在的不足，本发明的目的在于提供一种抗高温抗盐高密度防窜水泥浆及制备方法，抗高温抗盐高密度防窜水泥浆可用于深层高压盐膏层、高压盐水层固井。
为了实现上述目的，本发明提供的技术方案是：
一种抗高温抗盐高密度防窜油井水泥浆，包括以下重量份的组分：100份油井水泥、35份高温增强材料、15～135份加重剂、5～15份超细水泥、5～10份微硅粉、5～50份锰矿粉、5～10份防窜剂、3～4份膨胀剂、5～8份降失水剂、3～6份缓凝剂、1～2份减阻剂、2～3份稳定剂、0.5～0.8份消泡剂、8～10份氯化钠、45～54份水。
进一步地，油井水泥为G级油井水泥，G级油井水泥的粒径为10～20μm；高温增强材料为硅粉，硅粉的密度为2.1～2.3g/cm3，硅粉中二氧化硅的含量大于96％，硅粉的粒径为25～45μm。
进一步地，加重剂为还原铁粉，还原铁粉的密度为6.80～7.20g/cm3，还原铁粉的粒径为25～75μm；超细水泥的密度为2.9～3.1g/cm3，超细水泥的粒径为0.2～2μm。
进一步地，微硅粉的密度为2.1～2.3g/cm3，微硅粉的粒径为0.1～0.5μm；锰矿粉的密度为4.6～4.9g/cm3，锰矿粉的粒径为5～50μm。
进一步地，防窜剂为丁苯胶乳防窜剂。
进一步地，膨胀剂包括半水石膏和氧化镁，半水石膏和氧化镁的重量比为1:0.5～2。
进一步地，降失水剂为降失水剂BH-F201L，缓凝剂为缓凝剂BH-R101L。
进一步地，减阻剂为减阻剂BH-D301L，消泡剂为消泡剂BH-XP901L。
进一步地，稳定剂为稳定剂BH-HS004S。
一种上述抗高温抗盐高密度防窜油井水泥浆的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，根据配比按重量称取油井水泥、高温增强材料、加重剂、超细水泥、微硅粉、锰矿粉、防窜剂、膨胀剂、降失水剂、缓凝剂、减阻剂、稳定剂、消泡剂、氯化钠、水；
步骤2，将油井水泥、高温增强材料、加重剂、超细水泥、微硅粉、锰矿粉、膨胀剂、稳定剂充分搅拌均匀形成配浆灰；
步骤3，将防窜剂、降失水剂、缓凝剂、减阻剂、消泡剂、氯化钠分别加入到水中混拌均匀形成配浆水；
步骤4，利用恒速搅拌器将步骤2的配浆灰和步骤3的配浆水充分搅拌均匀，得到抗高温抗盐高密度防窜油井水泥浆。
本发明的有益效果为：
本发明的抗高温抗盐高密度防窜油井水泥浆及制备方法，利用紧密堆积的理论提高水泥浆的密度，油井水泥、高温增强材料、加重剂、超细水泥、锰矿粉、微硅粉、丁苯胶乳防窜剂之间形成粒度级配，小粒度的颗粒会填充大颗粒之间的空隙，提高水泥浆密度和强度；高温增强材料能防止高密度水泥浆高温条件下强度衰退；高温稳定剂具有良好的高温增粘效果，防止加重材料沉降，提高水泥浆高温条件下的稳定性；丁苯胶乳防窜剂所用的丁苯胶乳粒径在0.05～0.2μm之间，能有效填充大颗粒之间的空隙，提高水泥浆的防窜能力和弹韧性；膨胀剂能补偿水泥石体积收缩，避免水泥环与井壁之间产生微间隙，防止油气水窜。另外选用具有良好抗温、抗盐性能且能协同作用的降失水剂、缓凝剂、减阻剂，使高密度水泥浆具有优异的抗高温、抗盐性能，同时具备失水小、自由水少、稠化时间易调整、流动性能良好等特点，满足深层高压盐膏层固井需求。
本发明的抗高温抗盐高密度防窜油井水泥浆，具有高温稳定性好，高温防窜性能强等优点，特别适合深层高压盐膏层井固井。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供的抗高温抗盐高密度防窜油井水泥浆，包括以下重量份的组分：100份油井水泥、35份高温增强材料、15～135份加重剂、5～15份超细水泥、5～10份微硅粉、5～50份锰矿粉、5～10份防窜剂、3～4份膨胀剂、5～8份降失水剂、3～6份缓凝剂、1～2份减阻剂、2～3份稳定剂、0.5～0.8份消泡剂、8～10份氯化钠、45～54份水。
油井水泥为G级油井水泥，G级油井水泥的粒径为10～20μm。优选地，油井水泥选用山东华银特种水泥股份有限公司的高抗硫的G级油井水泥产品，高抗硫的G级油井水泥的粒径为10～20μm。
高温增强材料提升水泥石高温强度，防止水泥石强度衰退。高温增强材料为硅粉，硅粉的密度为2.1～2.3g/cm3，硅粉中二氧化硅的含量大于96％，硅粉的粒径为25～45μm。优选地，高温增强材料选用天津宸熙石油钻采材料加工厂的硅粉产品，硅粉的密度为2.1～2.3g/cm3，硅粉中二氧化硅的含量大于96％，硅粉的粒径为25～45μm。
加重剂可以提升水泥浆的密度。加重剂为还原铁粉，还原铁粉密度为6.80～7.20g/cm3，还原铁粉的粒径为25～75μm。优选地，加重剂选用成都欧美克石油科技股份有限公司生产的还原铁粉产品，还原铁粉的密度为6.80～7.20g/cm3，还原铁粉的粒径为25～45μm。
超细水泥与水泥、加重剂、硅粉之间形成颗粒级配，提升高密度水泥浆高温条件下的稳定性。超细水泥的密度为2.9～3.1g/cm3，超细水泥的粒径为0.2～2μm。优选地，超细水泥选用山东盈安环保材料科技有限公司提供的超细水泥产品，超细水泥的密度为2.9～3.1g/cm3，超细水泥的粒径为0.2～2μm。
微硅粉与水泥、加重剂、硅粉之间形成颗粒级配，提升高密度水泥浆高温条件下的稳定性，降低水泥渗透率。微硅粉的密度为2.1～2.3g/cm3，微硅粉的粒径为0.1～0.5μm。优选地，微硅粉选用深圳市汉能化工有限公司提供的超纯微硅粉产品，超纯微硅粉的密度为2.1～2.3g/cm3，超纯微硅粉的粒径为0.1～0.5μm。
锰矿粉同时具备悬浮与加重的功能。锰矿粉的密度为4.6～4.9g/cm3，锰矿粉的粒径为5～50μm。优选地，锰矿粉选用挪威埃肯集团提供的MicroMAX产品，MicroMAX的密度为4.6～4.9g/cm3，MicroMAX的粒径为5～50μm。
防窜剂为具有抗高温、抗盐性能的丁苯胶乳防窜剂，丁苯胶乳防窜剂所用的丁苯胶乳粒径在0.05～0.2μm之间，能有效填充大颗粒之间的空隙，提高水泥浆的防窜能力和弹韧性。优选地，丁苯胶乳防窜剂选用中国石油集团渤海钻探工程有限公司第二固井分公司的丁苯胶乳防窜剂BH-G501L产品。丁苯胶乳防窜剂BH-G501L采用胶乳粒径为0.05～0.2μm，固含量为52％，乳液的粘度30～100mpa.s，pH值为6～10的非离子丁苯胶乳原浆为原料，与非离子表面活性剂壬基酚聚氧乙烯醚(NP-10)和壬基酚聚氧乙烯醚(NP-40)混合制备而成，具体配方和制备方法见已公开专利CN104804716B中。
膨胀剂能补偿水泥石体积收缩，膨胀剂的加入使水泥石具有微膨胀的性能，避免水泥环与井壁之间产生微间隙，防止油气水窜。膨胀剂包括半水石膏和氧化镁，半水石膏和氧化镁的重量比为1:0.5～2。优选地，膨胀剂选用中国石油集团渤海钻探工程有限公司第二固井分公司的膨胀剂BH-P801S产品。
降失水剂降低水泥浆高温条件下的失水。降失水剂包括2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、N,N-二甲基丙烯酰胺、丙烯酰胺、二甲基二烯丙基氯化铵、丙烯酸的聚合产物。优选地，降失水剂采用中国石油集团渤海钻探工程有限公司第二固井分公司的降失水剂BH-F201L产品。
缓凝剂延长水泥浆高温条件下稠化时间。缓凝剂包括2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、二甲基二烯丙基氯化铵、衣康酸、丙烯酸的聚合产物。优选地，缓凝剂选用中国石油集团渤海钻探工程有限公司第二固井分公司的缓凝剂BH-R101L产品。
减阻剂改善水泥浆流变性，提升水泥浆泵送能力。减阻剂包括2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、甲基烯丙基聚氧乙烯醚、丙烯酸的聚合产物。优选地，减阻剂选用中国石油集团渤海钻探工程有限公司第二固井分公司的减阻剂BH-D301L产品。
消泡剂消除水泥浆搅拌制备过程中产生的气泡。消泡剂可以为饱和脂肪酸酯类消泡剂。优选地，消泡剂采用中国石油集团渤海钻探工程有限公司第二固井分公司的消泡剂BH-XP901L产品。
稳定剂高温下起到悬浮作用，防止加重材料沉降，提升水泥浆高温下稳定性。稳定剂包括76～84重量份的膨润土、10～14重量份的改性定优胶和6～10重量份的交联共聚物。其中膨润土为OCMA型钠基膨润土；改性定优胶采用对苯乙烯磺酸钠、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸对定优胶进行接枝共聚得到，制备方法为：将10～15重量份的定优胶缓慢加入至60～80重量份的水中，加入过程中不断搅拌溶液，搅拌速率为300～500r/min；待定优胶充分水化并呈现胶体状时，加入5～10重量份的对苯乙烯磺酸钠和5～10重量份的2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸，继续搅拌至其全部溶解，并滴加NaOH溶液至溶液pH为5～5.5得到反应混合液；将反应混合液加热至60℃，向反应混合液中加入0.2～0.5重量份过硫酸铵进行自由基聚合反应，并继续持续反应4h，喷雾干燥制成均匀的粉末状固体；交联共聚物由2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、丙烯酰胺、二甲基二烯丙基氯化铵、N-乙烯基己内酰胺、二乙烯基苯共聚而成的交联共聚物，制备方法为：将40～50重量份2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、15～20重量份丙烯酰胺、5～10重量份二甲基二烯丙基氯化铵、25～35重量份N-乙烯基己内酰胺和1～2重量份二乙烯基苯溶解在水中，得到单体质量分数为15～20％的反应混合液；向反应混合液中加入氢氧化钠或碳酸钠，调节溶液的pH值至7～9；向反应混合液中加入2～5重量份十二烷基磺酸钠，待搅拌均匀后加热至40～60℃，加入0.5～1.0重量份摩尔比为1:1的过硫酸铵和亚硫酸氢钠的混合物引发反应，并持续反应4～6h，得到反应生成液；将反应生成液喷雾干燥制成均匀的粉末状固体。交联共聚物的分子量为7×105～9×105。优选地，稳定剂采用中国石油集团渤海钻探工程有限公司第二固井分公司的稳定剂BH-HS004S产品。稳定剂作为本发明的重要组成部分，可显著提升高密度水泥浆高温条件下的稳定性。
氯化钠，水泥浆中加入一定浓度的盐，可降低高压盐膏层固井过程中，水泥浆对盐膏层的冲刷溶解，确保井壁稳定。
本发明的抗高温抗盐高密度防窜油井水泥浆的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，根据配比按重量称取油井水泥、高温增强材料、加重剂、超细水泥、微硅粉、锰矿粉、防窜剂、膨胀剂、降失水剂、缓凝剂、减阻剂、稳定剂、消泡剂、氯化钠、水。
步骤2，将油井水泥、高温增强材料、加重剂、超细水泥、微硅粉、锰矿粉、膨胀剂、稳定剂充分搅拌均匀形成配浆灰。
步骤3，将防窜剂、降失水剂、缓凝剂、减阻剂、消泡剂、氯化钠分别加入到水中混拌均匀形成配浆水。
步骤4，利用恒速搅拌器将步骤2的配浆灰和步骤3的配浆水充分搅拌均匀，得到抗高温抗盐高密度防窜油井水泥浆。
本发明的抗高温抗盐高密度防窜油井水泥浆的具体实施例在下面进行具体描述：
实施例1
一种抗高温抗盐高密度防窜油井水泥浆，包括：100份G级油井水泥、35份硅粉、15份还原铁粉、5份超细水泥、5份超纯微硅粉、5份MicroMAX、5份丁苯胶乳防窜剂BH-G501L、3份膨胀剂BH-P801S、5份降失水剂BH-F201L、6份缓凝剂BH-R101L、1份减阻剂BH-D301L、2份稳定剂BH-HS004S、0.5份消泡剂BH-XP901L、10份氯化钠、54份水。
首先，按重量称取100份G级油井水泥、35份硅粉、15份还原铁粉、5份超细水泥、5份超纯微硅粉、5份MicroMAX、5份丁苯胶乳防窜剂BH-G501L、3份膨胀剂BH-P801S、5份降失水剂BH-F201L、6份缓凝剂BH-R101L、1份减阻剂BH-D301L、2份稳定剂BH-HS004S、0.5份消泡剂BH-XP901L、10份氯化钠、54份水。
其次，将100份G级油井水泥、35份硅粉、15份还原铁粉、5份超细水泥、5份超纯微硅粉、5份MicroMAX、3份膨胀剂BH-P801S、2份稳定剂BH-HS004S充分搅拌均匀形成配浆灰。
其次，将5份丁苯胶乳防窜剂BH-G501L、5份降失水剂BH-F201L、6份缓凝剂BH-R101L、1份减阻剂BH-D301L、0.5份消泡剂BH-XP901L、10份氯化钠分别加入到54份水中混拌均匀形成配浆水。
最后，利用恒速搅拌器将配浆灰和配浆水充分搅拌均匀，得到抗高温抗盐高密度防窜油井水泥浆。
实施例2
一种抗高温抗盐高密度防窜油井水泥浆，包括：100份G级油井水泥、35份硅粉、35份还原铁粉、10份超细水泥、6份超纯微硅粉、10份MicroMAX、7.5份丁苯胶乳防窜剂BH-G501L、3份膨胀剂BH-P801S、6份降失水剂BH-F201L、4份缓凝剂BH-R101L、1.5份减阻剂BH-D301L、2份稳定剂BH-HS004S、0.5份消泡剂BH-XP901L、8份氯化钠、45份水。
首先，按重量称取100份G级油井水泥、35份硅粉、35份还原铁粉、10份超细水泥、6份超纯微硅粉、10份MicroMAX、7.5份丁苯胶乳防窜剂BH-G501L、3份膨胀剂BH-P801S、6份降失水剂BH-F201L、4份缓凝剂BH-R101L、1.5份减阻剂BH-D301L、2份稳定剂BH-HS004S、0.5份消泡剂BH-XP901L、8份氯化钠、45份水。
其次，将100份G级油井水泥、35份硅粉、35份还原铁粉、10份超细水泥、6份超纯微硅粉、10份MicroMAX、3份膨胀剂BH-P801S、2份稳定剂BH-HS004S充分搅拌均匀形成配浆灰。
其次，将7.5份丁苯胶乳防窜剂BH-G501L、6份降失水剂BH-F201L、4份缓凝剂BH-R101L、1.5份减阻剂BH-D301L、0.5份消泡剂BH-XP901L、8份氯化钠加入到45份水中混拌均匀形成配浆水。
最后，利用恒速搅拌器将配浆灰和配浆水充分搅拌均匀，得到抗高温抗盐高密度防窜油井水泥浆。
实施例3
一种抗高温抗盐高密度防窜油井水泥浆，包括：100份G级油井水泥、35份硅粉、80份还原铁粉、10份超细水泥、8份超纯微硅粉、20份MicroMAX、8份丁苯胶乳防窜剂BH-G501L、4份膨胀剂BH-P801S、8份降失水剂BH-F201L、4份缓凝剂BH-R101L、1.5份减阻剂BH-D301L、2.5份稳定剂BH-HS004S、0.8份消泡剂BH-XP901L、8份氯化钠、45份水。
首先，按重量称取100份G级油井水泥、35份硅粉、80份还原铁粉、10份超细水泥、8份超纯微硅粉、20份MicroMAX、8份丁苯胶乳防窜剂BH-G501L、4份膨胀剂BH-P801S、8份降失水剂BH-F201L、4份缓凝剂BH-R101L、1.5份减阻剂BH-D301L、2.5份稳定剂BH-HS004S、0.8份消泡剂BH-XP901L、8份氯化钠、45份水。
其次，将100份G级油井水泥、35份硅粉、80份还原铁粉、10份超细水泥、8份超纯微硅粉、20份MicroMAX、4份膨胀剂BH-P801S、2.5份稳定剂BH-HS004S充分搅拌均匀形成配浆灰。
其次，将8份丁苯胶乳防窜剂BH-G501L、8份降失水剂BH-F201L、4份缓凝剂BH-R101L、1.5份减阻剂BH-D301L、0.8份消泡剂BH-XP901L、8份氯化钠分别加入到45份水中混拌均匀形成配浆水。
最后，利用恒速搅拌器将配浆灰和配浆水充分搅拌均匀，得到抗高温抗盐高密度防窜油井水泥浆。
实施例4
一种抗高温抗盐高密度防窜油井水泥浆，包括：100份G级油井水泥、35份硅粉、110份还原铁粉、10份超细水泥、10份超纯微硅粉、40份MicroMAX、8份丁苯胶乳防窜剂BH-G501L、4份膨胀剂BH-P801S、8份降失水剂BH-F201L、5份缓凝剂BH-R101L、2份减阻剂BH-D301L、3份稳定剂BH-HS004S、0.8份消泡剂BH-XP901L、9份氯化钠、50份水。
首先，按重量称取100份G级油井水泥、35份硅粉、110份还原铁粉、10份超细水泥、10份超纯微硅粉、40份MicroMAX、8份丁苯胶乳防窜剂BH-G501L、4份膨胀剂BH-P801S、8份降失水剂BH-F201L、5份缓凝剂BH-R101L、2份减阻剂BH-D301L、3份稳定剂BH-HS004S、0.8份消泡剂BH-XP901L、9份氯化钠、50份水。
其次，将100份G级油井水泥、35份硅粉、110份还原铁粉、10份超细水泥、10份超纯微硅粉、40份MicroMAX、4份膨胀剂BH-P801S、3份稳定剂BH-HS004S充分搅拌均匀形成配浆灰。
其次，将8份丁苯胶乳防窜剂BH-G501L、8份降失水剂BH-F201L、5份缓凝剂BH-R101L、2份减阻剂BH-D301L、0.8份消泡剂BH-XP901L、9份氯化钠分别加入到50份水中混拌均匀形成配浆水。
最后，利用恒速搅拌器将配浆灰和配浆水充分搅拌均匀，得到抗高温抗盐高密度防窜油井水泥浆。
实施例5
一种抗高温抗盐高密度防窜油井水泥浆，包括：100份G级油井水泥、35份硅粉、135份还原铁粉、15份超细水泥、10份超纯微硅粉、50份MicroMAX、10份丁苯胶乳防窜剂BH-G501L、4份膨胀剂BH-P801S、8份降失水剂BH-F201L、3份缓凝剂BH-R101L、2份减阻剂BH-D301L、3份稳定剂BH-HS004S、0.8份消泡剂BH-XP901L、9份氯化钠、50份水。
首先，按重量称取100份G级油井水泥、35份硅粉、135份还原铁粉、15份超细水泥、10份超纯微硅粉、50份MicroMAX、10份丁苯胶乳防窜剂BH-G501L、4份膨胀剂BH-P801S、8份降失水剂BH-F201L、3份缓凝剂BH-R101L、2份减阻剂BH-D301L、3份稳定剂BH-HS004S、0.8份消泡剂BH-XP901L、9份氯化钠、50份水。
其次，将100份G级油井水泥、35份硅粉、135份还原铁粉、15份超细水泥、10份超纯微硅粉、50份MicroMAX、4份膨胀剂BH-P801S、3份稳定剂BH-HS004S充分搅拌均匀形成配浆灰。
其次，将10份丁苯胶乳防窜剂BH-G501L、8份降失水剂BH-F201L、3份缓凝剂BH-R101L、2份减阻剂BH-D301L、0.8份消泡剂BH-XP901L、9份氯化钠分别加入到50份水中混拌均匀形成配浆水。
最后，利用恒速搅拌器将配浆灰和配浆水充分搅拌均匀，得到抗高温抗盐高密度防窜油井水泥浆。
在实施例1至实施例5中，G级油井水泥来自山东华银特种水泥股份有限公司，硅粉来自天津宸熙石油钻采材料加工厂，还原铁粉来自成都欧美克石油科技股份有限公司，超细水泥来自山东盈安环保材料科技有限公司，超纯微硅粉来自深圳市汉能化工有限公司，MicroMAX来自挪威埃肯集团，丁苯胶乳防窜剂BH-G501L、膨胀剂BH-P801S、降失水剂BH-F201L、缓凝剂BH-R101L、减阻剂BH-D301L、消泡剂BH-XP901L、稳定剂BH-HS004S来自中国石油集团渤海钻探工程有限公司第二固井分公司。
依据GB/T19139-2012，分别对实施例1至实施例5的抗高温抗盐高密度防窜油井水泥浆进行综合测试，实验温度为150℃，综合测试结果见表1。
表1综合测试结果
本发明的抗高温抗盐高密度防窜油井水泥浆密度在2.00g/cm3～2.70g/cm3之间可调，在150℃条件下，水泥浆失水＜40mL，24h抗压强度＞14MPa，流动度>20cm，综合性能良好；水泥浆沉降密度差≤0.03g/cm3，游离液＜0.3％，高温条件下具有优异的稳定性，耐高温性能强；水泥浆稠化过渡时间均小于10min，胶凝强度(48Pa-240Pa)过渡时间＜15min，水泥石高温高压膨胀率≥1.5％，7d气体渗透率≤0.015×10-3μm2，具有良好的防窜性能。
本发明的抗高温抗盐高密度防窜油井水泥浆及制备方法，利用紧密堆积的理论提高水泥浆的密度，采用颗粒级配的方法对油井水泥、高温增强材料、加重剂、超细水泥、锰矿粉、微硅粉、丁苯胶乳防窜剂的密度和粒径进行优化配比使其之间形成粒度级配，小粒度的颗粒会填充大颗粒之间的空隙，提高水泥浆密度和强度；高温增强材料能防止高密度水泥浆高温条件下强度衰退；高温稳定剂具有良好的高温增粘效果，防止加重材料沉降，提高水泥浆高温条件下的稳定性；丁苯胶乳防窜剂所用的丁苯胶乳粒径在0.05～0.2μm之间，能有效填充大颗粒之间的空隙，提高水泥浆的防窜能力和弹韧性；膨胀剂能补偿水泥石体积收缩，避免水泥环与井壁之间产生微间隙，防止油气水窜。另外选用具有良好抗温、抗盐性能且能协同作用的降失水剂、缓凝剂、减阻剂，使高密度水泥浆具有优异的抗高温、抗盐性能。本发明的抗高温抗盐高密度防窜油井水泥浆，具备失水小、自由水少、稠化时间易调整、流动性能良好等特点，具有微膨胀、早强、较强的防窜性能，使水泥浆在硬化过程中可以防止因水泥浆收缩引起的环空、造成油气水窜。水泥石在24h之内强度达14MPa，缩短侯凝时间，进一步缩短钻井工期。满足深层高压盐膏层固井需求。
以上实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种抗高温抗盐高密度防窜油井水泥浆，其特征在于，包括以下重量份的组分：100份油井水泥、35份高温增强材料、15～135份加重剂、5～15份超细水泥、5～10份微硅粉、5～50份锰矿粉、5～10份防窜剂、3～4份膨胀剂、5～8份降失水剂、3～6份缓凝剂、1～2份减阻剂、2～3份稳定剂、0.5～0.8份消泡剂、8～10份氯化钠、45～54份水。
2.根据权利要求1所述的抗高温抗盐高密度防窜油井水泥浆，其特征在于，所述油井水泥为G级油井水泥，所述G级油井水泥的粒径为10～20μm；所述高温增强材料为硅粉，所述硅粉的密度为2.1～2.3g/cm3，所述硅粉中二氧化硅的含量大于96％，所述硅粉的粒径为25～45μm。
3.根据权利要求1所述的抗高温抗盐高密度防窜油井水泥浆，其特征在于，所述加重剂为还原铁粉，所述还原铁粉的密度为6.80～7.20g/cm3，所述还原铁粉的粒径为25～75μm；所述超细水泥的密度为2.9～3.1g/cm3，所述超细水泥的粒径为0.2～2μm。
4.根据权利要求1所述的抗高温抗盐高密度防窜油井水泥浆，其特征在于，所述微硅粉的密度为2.1～2.3g/cm3，所述微硅粉的粒径为0.1～0.5μm；所述锰矿粉的密度为4.6～4.9g/cm3，所述锰矿粉的粒径为5～50μm。
5.根据权利要求1所述的抗高温抗盐高密度防窜油井水泥浆，其特征在于，所述防窜剂为丁苯胶乳防窜剂。
6.根据权利要求1所述的抗高温抗盐高密度防窜油井水泥浆，其特征在于，所述膨胀剂包括半水石膏和氧化镁，所述半水石膏和所述氧化镁的重量比为1:0.5～2。
7.根据权利要求1所述的抗高温抗盐高密度防窜油井水泥浆，其特征在于，所述降失水剂为降失水剂BH-F201L，所述缓凝剂为缓凝剂BH-R101L。
8.根据权利要求1所述的抗高温抗盐高密度防窜油井水泥浆，其特征在于，所述减阻剂为减阻剂BH-D301L，所述消泡剂为消泡剂BH-XP901L。
9.根据权利要求1所述的抗高温抗盐高密度防窜油井水泥浆，其特征在于，所述稳定剂为稳定剂BH-HS004S。
10.一种权利要求1-9中任一项所述的抗高温抗盐高密度防窜油井水泥浆的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，根据配比按重量称取油井水泥、高温增强材料、加重剂、超细水泥、微硅粉、锰矿粉、防窜剂、膨胀剂、降失水剂、缓凝剂、减阻剂、稳定剂、消泡剂、氯化钠、水；
步骤2，将所述油井水泥、高温增强材料、加重剂、超细水泥、微硅粉、锰矿粉、膨胀剂、稳定剂充分搅拌均匀形成配浆灰；
步骤3，将所述防窜剂、降失水剂、缓凝剂、减阻剂、消泡剂、氯化钠分别加入到所述水中混拌均匀形成配浆水；
步骤4，利用恒速搅拌器将所述步骤2的所述配浆灰和所述步骤3的所述配浆水充分搅拌均匀，得到抗高温抗盐高密度防窜油井水泥浆。
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