用于火烧油层的固井水泥体系 |
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| 申请号 | CN201510494777.2 | 申请日 | 2015-08-13 | 公开(公告)号 | CN105018056A | 公开(公告)日 | 2015-11-04 |
| 申请人 | 四川凯尔油气田技术服务有限公司; | 发明人 | 邓天东; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种用于火烧油层的固井 水 泥体系；所述用于火烧油层的固井 水泥 体系包含以重量份计的如下组分：G级油井水泥50份、 铝 酸盐水泥50份、 粉 煤 灰 20份、 石英 砂20份、微 硅 14份、木质素磺酸钠1.4份、 铁 矿粉0-15份、 缓凝剂 0.6-1份和降失水剂1.6-2份，所述缓凝剂为 磷酸 氢 钙 、 柠檬酸 钠、D- 葡萄糖 酸钠中的一种或组合，所述降失水剂为聚乙烯醇、AM/AA/AMPS共聚物、聚乙烯磺酸钠中的一种或组合；本发明的用于火烧油层的固井水泥浆体系，能够满足热 力 采油中火烧油层高达600℃至700℃左右 温度 要求，且在该温度下具有起抗压强度高、渗透率低、水泥石 稳定性 和均质性良好的特点，能够满足现场施工要求。 | ||||||
| 权利要求 | 1.用于火烧油层的固井水泥体系，其特征在于，包含以重量份计的如下组分：G级油井水泥50份、铝酸盐水泥50份、粉煤灰20份、石英砂20份、微硅14份、木质素磺酸钠1.4份、铁矿粉0-15份、缓凝剂0.6-1份和降失水剂1.6-2份，所述缓凝剂为磷酸氢钙、柠檬酸钠、D-葡萄糖酸钠中的一种或组合，所述降失水剂为聚乙烯醇、AM/AA/AMPS共聚物、聚乙烯磺酸钠中的一种或组合。 |
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| 说明书全文 | 用于火烧油层的固井水泥体系技术领域背景技术[0002] 目前油田稠油开采主要以热力采油为主。热力采油时火烧油层的温度高达600℃至700℃左右，在火烧油层开采过程中，井筒将受到反复周期性高温，导致水泥环在高温下抗压强度衰退，渗透率增加，水泥石的稳定性和均质性遭到破坏，井筒遭到破坏后直接缩短了稠油热采井的生产寿命，使得采油效率下降。 [0003] 针对热采井火烧油层的固井水泥浆配方设计中存在一定的困难，现存常规的固井水泥浆配方难以达到热采井火烧油层抗超高温条件，目前开发出的磷铝酸盐固井水泥浆体系容易受到硅酸盐水泥污染而导致现场施工条件苛刻，因此需要针对火烧油层固井开发出现场适应能力强、易于安全施工的固井水泥浆体系。 发明内容[0004] 本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种用于火烧油层的固井水泥浆体系，能够满足热力采油中火烧油层高达600℃至700℃左右温度要求，且在该温度下具有起抗压强度高、渗透率低、水泥石稳定性和均质性良好的特点，以满足现场施工要求。 [0005] 本发明采用的技术方案如下：用于火烧油层的固井水泥体系，包含以重量份计的如下组分：G级油井水泥50份、铝酸盐水泥50份、粉煤灰20份、石英砂20份、微硅14份、木质素磺酸钠1.4份、铁矿粉0-15份、缓凝剂0.6-1份和降失水剂1.6-2份，所述缓凝剂可为磷酸氢钙、柠檬酸钠、D-葡萄糖酸钠中的一种或组合，所述降失水剂为聚乙烯醇、AM/AA/AMPS共聚物、聚乙烯磺酸钠中的一种或组合。 [0006] 进一步的，所述铝酸盐水泥为CA50-G6。 [0007] 进一步的，还包括水 97份。 [0009] 进一步的，所述石英砂过0.15mm筛。 [0010] 作为可以选的，包含以重量份计的如下组分：G级油井水泥50份、铝酸盐水泥50份、粉煤灰20份、石英砂20份、微硅14份、木质素磺酸钠1.4份、缓凝剂0.6份和降失水剂1.6份。 [0011] 作为可以选的，包含以重量份计的如下组分：G级油井水泥50份、铝酸盐水泥50份、粉煤灰20份、石英砂20份、微硅14份、木质素磺酸钠1.4份、铁矿粉6份、缓凝剂0.8份和降失水剂1.7份。 [0012] 作为可以选的，包含以重量份计的如下组分：G级油井水泥50份、铝酸盐水泥50份、粉煤灰20份、石英砂20份、微硅14份、木质素磺酸钠1.4份、铁矿粉12份、缓凝剂0.9份和降失水剂1.8份。 [0013] 作为可以选的，包含以重量份计的如下组分：G级油井水泥50份、铝酸盐水泥50份、粉煤灰20份、石英砂20份、微硅14份、木质素磺酸钠1.4份、铁矿粉15份、缓凝剂1份和降失水剂2份。 [0014] 上述的固井水泥浆中，利用铝酸盐水泥能够抗高温的特点，在G级油井水泥与铝酸盐水泥干混的复合水泥中加入粉煤灰、石英砂、微硅、水、木质素磺酸钠、铁矿粉、特定筛选出来的降失水剂和缓凝剂，使得该固井水泥浆体系具有以下优点：（1）常规G级油井水泥所用的降失水剂、缓凝剂并不适用于铝酸盐水泥，本发明采用的降失水剂和缓凝剂，适用于铝酸盐水泥及铝酸盐水泥和G级油井水泥复合水泥中，且失水量低，稠化时间可控并能达到“直角”稠化； （2）使用G级油井水泥和铝酸盐水泥的复合水泥，使得使用单一铝酸盐固井容易受到现场水泥车残余水泥污染的问题得到解决，有利于安全施工； （3）传统的方案中由于G级硅酸盐水泥形成的水泥石在受到600℃至700℃的高温下渗透率增大，水泥强度衰退递增，使得后期采油率下降，而本发明由于使用上述优化后的固井水泥浆体系，水泥石起早期强度快，经过600℃至700℃高温后强度不但没有下降反而上升； 3 （4）通过优化外加剂和外掺料加量，使得上述固井水泥浆体系在满足1.65g/cm至 3 1.90g/cm密度范围内固井需求； （5）所述缓凝剂有利于调节稠化时间，配合所选择的降失水剂及其他组分的综合作用下，水化反应达到一定程度时，使得水泥浆迅速过度到凝结期，此时水泥浆的稠度迅速上升达到特定的“直角”稠化； （6）通过添加铁矿粉获得所需要的密度，有利于水泥浆流变性能的调节，也使得水泥石的早起强度的到提高。 [0015] 综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：本发明的火烧油层固井水泥体系具有一定的抗污染性和耐超高温性，技术可靠，现场施工安全方便，固井质量良好，利于后期提高采油率。 具体实施方式[0017] 本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。 [0019] 下述实施例中所用试验和施工方法如特殊说明，均为常规试验和施工方法。 [0020] 实施例1用于火烧油层的固井水泥体系：按照下述重量组分称取各组分： G级油井水泥50份； CA50-G6铝酸盐水泥50份、粉煤灰20份、石英砂20份、微硅14份、木质素磺酸钠1.4份、缓凝剂0.6份和降失水剂1.6份，所述缓凝剂为磷酸氢钙，所述降失水剂为聚乙烯醇。 [0021] 本实施例中，所述石英砂过0.15mm筛选，选取过筛的石英砂。 [0022] 用于火烧油层的固井水泥浆体系：在上述水泥体系中加入自来水97份。按照油气井固井水泥浆试验标准ISO 10426-2003标准制备得到水泥浆。 [0023] 实施例2用于火烧油层的固井水泥体系：G级油井水泥50份、CA50-G6铝酸盐水泥50份、粉煤灰 20份、石英砂20份、微硅14份、木质素磺酸钠1.4份、铁矿粉6份、缓凝剂0.8份和降失水剂1.7份，所述缓凝剂为柠檬酸钠，所述降失水剂为AM/AA/AMPS共聚物。 [0024] 本实施例中，所述石英砂过0.15mm筛选，选取过筛的石英砂。 [0025] 所述赤铁矿粉的粒径为200目至500目，密度为4.5 g/cm3。 [0026] 用于火烧油层的固井水泥浆体系：在上述水泥体系中加入自来水97份。按照油气井固井水泥浆试验标准ISO 10426-2003标准制备得到水泥浆。 [0027] 实施例3用于火烧油层的固井水泥体系：G级油井水泥50份、CA50-G6铝酸盐水泥50份、粉煤灰20份、石英砂20份、微硅14份、木质素磺酸钠1.4份、铁矿粉12份、缓凝剂0.9份和降失水剂1.8份，所述缓凝剂为D-葡萄糖酸钠，所述降失水剂为AM/AA/AMPS共聚物。 [0028] 本实施例中，所述石英砂过0.15mm筛选，选取过筛的石英砂。 [0029] 所述赤铁矿粉的粒径为500目至800目，密度为4.8g/cm3。 [0030] 用于火烧油层的固井水泥浆体系：在上述水泥体系中加入自来水97份。按照油气井固井水泥浆试验标准ISO 10426-2003标准制备得到水泥浆。 [0031] 实施例4用于火烧油层的固井水泥体系：G级油井水泥50份、CA50-G5铝酸盐水泥50份、粉煤灰20份、石英砂20份、微硅14份、木质素磺酸钠1.4份、铁矿粉12份、缓凝剂0.9份和降失水剂1.8份，所述缓凝剂为D-葡萄糖酸钠，所述降失水剂为AM/AA/AMPS共聚物。 [0032] 本实施例中，所述石英砂过0.15mm筛选，选取过筛的石英砂。 [0033] 所述赤铁矿粉的粒径为500目至800目，密度为4.8g/cm3。 [0034] 用于火烧油层的固井水泥浆体系：在上述水泥体系中加入自来水97份。按照油气井固井水泥浆试验标准ISO 10426-2003标准制备得到水泥浆。 [0035] 实施例5用于火烧油层的固井水泥体系：G级油井水泥50份、CA50-G7铝酸盐水泥50份、粉煤灰20份、石英砂20份、微硅14份、木质素磺酸钠1.4份、铁矿粉12份、缓凝剂0.9份和降失水剂1.8份，所述缓凝剂为D-葡萄糖酸钠，所述降失水剂为AM/AA/AMPS共聚物。 [0036] 本实施例中，所述石英砂过0.15mm筛选，选取过筛的石英砂。 [0037] 所述赤铁矿粉的粒径为500目至800目，密度为4.8g/cm3。 [0038] 用于火烧油层的固井水泥浆体系：在上述水泥体系中加入自来水97份。按照油气井固井水泥浆试验标准ISO 10426-2003标准制备得到水泥浆。 [0039] 实施例6用于火烧油层的固井水泥体系：G级油井水泥50份、CA50-G6铝酸盐水泥50份、粉煤灰 20份、石英砂20份、微硅14份、水97份、木质素磺酸钠1.4份、铁矿粉15份、缓凝剂1份和降失水剂2份，所述缓凝剂为柠檬酸钠，所述降失水剂为聚乙烯磺酸钠。 [0040] 本实施例中，所述石英砂过0.15mm筛选，选取过筛的石英砂。 [0041] 所述赤铁矿粉的粒径为800目至1200目，密度为5.0g/cm3。 [0042] 用于火烧油层的固井水泥浆体系：在上述水泥体系中加入自来水97份。按照油气井固井水泥浆试验标准ISO 10426-2003标准制备得到水泥浆。 [0043] 将上述各实施例进行火烧油层水泥浆常规性能测试，结果如表1所示，其中对比例为现有火烧油层固井水泥浆。 [0044] 从表1中可以看出，本发明的火烧油层水泥浆，密度范围调节灵活，具有沉降稳定性好、失水量低、浆体的流变性能好的优点，且相比于现有典型的火烧油层固井水泥浆体系，具有养护后强度高的优点。 [0045] 水泥石抗超高温抗压强度测试，分别测定实施例1-4中制备的48h养护的水泥石在经过马弗炉600℃烘烧后抗压强度，结果如表2所示，其中对比例为现有火烧油层固井水泥浆48h养护的水泥石在经过马弗炉600℃烘烧后抗压强度。 |
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