CN1810916A - 一种油气井水泥增渗剂 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种油气井水泥增渗剂，该增渗剂由脂松香、改性铝粉、沥青、温石棉纤维复配而成，各组分百分比分别为：脂松香25～35重量％、改性铝粉8～12重量％、沥青35～45重量％、温石棉纤维16～24重量％。其制法是将铝粉用含高锰酸钾的水溶液处理，钝化烘干后得到改性铝粉，将改性铝粉和脂松香、沥青和温石棉纤维按一定比例混合即得到增渗剂。该增渗剂与其它外加剂复配使用，可配制出一种新型的渗透性水泥浆体系，该体系在地层条件下固化后形成的油气通道具有一定的渗透率和较高的强度，耐温耐盐性好，油相渗透率高于水相渗透率，化学性能稳定，可用于油气田固井、防砂和堵水等。

Description

一种油气井水泥增渗剂

技术领域

本发明涉及一种油气井水泥增渗剂。

背景技术

在油气田钻井、完井和采油增产等过程中，所采用的普通水泥体系胶凝后产生的都是渗透率极低的水泥石，其渗透率大约在2×10^-5～1×10^-7μm²之间。而近些年来，随着油气田开发力度的加强，新型水泥体系——渗透性水泥体系在油气田中有着广泛的应用，特别是在固井、防砂、堵水等方面，有很强的应用价值，具体表现在以下几个方面：(1)对于欠平衡钻进的井眼，由于井壁不能形成泥饼，比有泥饼的井眼更易受到伤害，且伤害程度更为严重。用常规水泥固井，较高密度的水泥浆在没有泥饼的井眼中侵入、漏失于油气层中，对油气藏造成严重损害，因此需要用渗透性水泥对欠平衡钻进的井眼固井；(2)对于岩盐层、泥页岩层溶蚀和天然的大溶洞、大断裂缝造成井眼扩大甚至垮塌形成“大肚子”井段。在这种井段中用常规水泥固井，射孔弹很难或不能穿透水泥环，即使穿透水泥环，也由于射孔弹进入油层深度小，泻油面积小，油气难以发现或者油气生产量小。从提高勘探开发效益来看，这种井段需要用渗透性水泥固井；(3)目前油井化学防砂的成本高，有效期短，而渗透性水泥可形成高渗透率的人工井壁，防砂效果好，成本低；(4)对于低压油井或应力敏感的储层中，若用常规水泥固井，漏失在裂缝中的水泥将永久的堵塞油流通道。现有的深穿透技术和酸压技术都不能将堵塞清除。从降低作业成本，提高石油工程的成功率的角度，都要求这一新技术——渗透性水泥；(5)油气产层堵漏往往容易堵死产层，产层附近的堵漏作业也往往严重伤害油层。因而油气产层的堵漏工程也急需渗透性水泥。

由于以上原因，对渗透性水泥的研究就显得尤为重要。而研究渗透性水泥的关键是对增渗剂的研制。目前，国内外对水泥增渗剂的报道几乎没有，仅见《用于防砂的高渗透水泥浆体系》(陈大钧，陈二丁，韩利娟。钻井液与完井液。2000年02期)、《高渗透水泥施工及防砂性能研究》(陈二丁，陈大钧，李宾元。西南石油学院学报。2001年02期)、《渗透性水泥浆体系》(陈二丁，刘崇健，陈大钧。钻采工艺。2003年01期)、《防砂用硅酸盐复合材料增渗剂的研制与性能评价》(陈二丁，彭洪军，郑月圆。石油钻探技术。2004年06期)、《高渗透水泥胶凝材料的高压物性研究及应用》(李宾元，王成武。西南石油学院学报。2003年02期)等文中有所论述，对水泥增渗剂作了一定研究，采用天然或人工合成的油溶性高分子材料的改性产物来作为水泥增渗剂，取得了一定成果。但存在增渗效果不太好，抗温、抗盐能力较差，水泥固化后水泥石的抗压强度不高等缺点。而本发明所涉及的增渗剂采用天然有机物与多种无机物复配的方法制得，能使水泥石在保证较高抗压强度的基础上，使水泥石的渗透率大幅提高，并且有较好的抗温、抗盐和抗碱能力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种油气井水泥增渗剂，该增渗剂与其他常规油井水泥外加剂配制，可形成一种综合性的渗透性水泥浆体系，这种水泥浆体系固化后的渗透率大幅提高而又不会对水泥石的渗透率造成大的影响，并且能保持较好的抗温、抗盐和抗碱能力。

为达到以上技术目的，本发明提供以下技术方案。

一种油气井水泥增渗剂，其特征在于，该增渗剂的各组分及组成如下：

脂松香                          25％～35重量％

改性铝粉                        8％～12重量％

沥青                            35％～45重量％

温石棉纤维                      16％～24重量％

该增渗剂的制备方法是：将铝粉用含高锰酸钾12～18重量％的水溶液处理，使其表面产生氧化层而钝化，然后烘干得到所需的改性铝粉。将钝化后的改性铝粉复配以脂松香(含松香酸钠80重量％以上)、沥青和温石棉纤维即得到增渗剂。其中，脂松香在增渗剂中含25％～35重量％；改性铝粉含8％～12重量％；沥青含35％～45重量％；温石棉纤维含16％～24重量％。在制造过程中，要求所用改性铝粉能通过80目(178μm)筛，脂松香粉末能通过80目(178μm)筛，温石棉纤维的长度为0.1～0.4cm，长径比为4～10。该增渗剂与其他常规油气井水泥外加剂复配使用，可配制出一种新型的渗透性水泥浆体系。

本发明增渗剂及配制的渗透性水泥浆与现有技术相比，具有如下优点：

(1)增渗剂的使用使水泥石的渗透性能大幅提高，而又能保持较高的强度(水泥石在90℃下养护48h后，在保证水泥石抗压强度≥5MPa的情况下，其渗透率可达800×10^-3μm²)；

(2)该增渗剂与现有的其他常规油气井外加剂复配使用，配制出的水泥浆体系综合性能好，浆体稳定，在地层条件下固化后形成的油气通道具有渗透率和强度高，耐温(115℃)、耐盐、耐碱性能好，油相渗透率高于水相渗透率，化学性能稳定等优点。

(3)该产品的生产不产生废水、废渣，无污染，生产简单，成本低，性能好。

具体实施方式

下面通过实施例进一步说明本发明。

实例1～3是说明通过调整增渗剂配方的加量来配置出不同类型(适用于不同井温)的油井水泥增渗剂。实例4是增渗剂的应用实例。

实施例1

取四川泸州玉龙超细材料有限公司生产的能通过80目(178μm)筛的铝粉100g，横向吹入90℃的反应容器中，同时在反应容器的上方以喷雾方式喷入含高锰酸钾15％的水溶液，使铝粉与高锰酸钾水溶液充分接触，反应并钝化，再将其烘干就制得所需的改性铝粉。取改性铝粉10g，配以广西梧州松脂股份有限公司生产的含松香酸钠80％以上的脂松香(能通过80目(178μm)筛)30g、新疆新星实业(集团)有限责任公司生产的10^#建筑沥青40g和四川新康石棉矿生产的温石棉纤维(长度为0.1～0.4cm，长径比为4～10)20g，在混拌器中充分混合，即得产品——增渗剂。

实施例2

取四川泸州玉龙超细材料有限公司生产的能通过80目(178μm)筛的铝粉200g，横向吹入90℃的反应容器中，同时在反应容器的上方以喷雾方式喷入含高锰酸钾18％的水溶液，使铝粉与高锰酸钾充分接触，反应钝化，再将其烘干就制得所需的改性铝粉。取改性铝粉16g，配以广西梧州松脂股份有限公司生产的含松香酸钠80％以上的脂松香(能通过80目(178μm)筛)56g、新疆新星实业(集团)有限责任公司生产的10^#建筑沥青84g和四川新康石棉矿生产的温石棉纤维(长度为0.1～0.4cm，长径比为4～10)44g，在混拌器中充分混合，即得产品——增渗剂。

实施例3

取四川泸州玉龙超细材料有限公司生产的能通过80目(178μm)筛的铝粉80g，横向吹入90℃的反应容器中，同时在反应容器的上方以喷雾方式喷入含高锰酸钾16％的水溶液，使铝粉与高锰酸钾充分接触，反应钝化，再将其烘干就制得所需的改性铝粉。取改性铝粉12g，配以广西梧州松脂股份有限公司生产的含松香酸钠80％以上的脂松香(能通过80目(178μm)筛)32g、新疆新星实业(集团)有限责任公司生产的10^#建筑沥青38g和四川新康石棉矿生产的温石棉纤维(长度为0.1～0.4cm，长径比为4～10)18g，在混拌器中充分混合，即得产品——增渗剂。

实施例4

用本增渗剂0.9t，配以水泥分散剂SXY20kg、水泥降失水剂HR-2A80kg、促凝剂CaCl₂150kg与油井G级水泥13.5t、石英砂10.5t干混后，按水灰比W/C＝0.54配制成渗透性水泥浆体系用于油井堵水。在井温达90℃，侯凝48h后，水泥石的抗压强度≥5MPa，渗透率达800×10^-3μm²，抗折强度为2.0～2.2MPa，具有一定的抗温、抗盐、抗冲刷和抗腐蚀能力，堵水效果好。而不加入增渗剂，其他组分加量和条件相同时，水泥石的抗压强度≤15MPa，渗透率约为5×10^-3μm²，抗折强度约为7MPa。与加入增渗剂后的水泥石相比，虽抗压和抗折强度较高，但渗透率极低，所以本增渗剂能在保持水泥石一定强度的基础上使其渗透率大幅上升，效果明显。

Claims (3)

1一种油气井水泥增渗剂，其特征在于，该增渗剂是由脂松香、改性铝粉、沥青、温石棉纤维复配而成，各组分的百分比为：

脂松香                          25～35重量％

改性铝粉                        8～12重量％

沥青                            35～45重量％

温石棉纤维                      16～24重量％。

2如权利要求1所述的水泥增渗剂，其特征在于，所述脂松香含松香酸钠80重量％以上。

3如权利要求1所述的水泥增渗剂，其特征在于，所述改性铝粉是将铝粉用含高锰酸钾12～18重量％的水溶液处理，钝化烘干而成。