【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于油田鉆井，涉及一種水泥漿，尤其涉及一種廣譜調(diào)凝型高溫水泥漿及其制備方法。
技術(shù)介紹
1、深層油氣藏是重要的油氣接替能源，隨著井深不斷增加，井底溫度不斷升高，深井高溫固井風險逐步增大，對固井水泥漿體系提出更高要求。隨著在深層超深層固井中規(guī)模應(yīng)用，高溫固井水泥漿體系仍存在一定問題：(1)溫度敏感區(qū)間內(nèi)容易出現(xiàn)高溫水泥漿異常膠凝，導致包心現(xiàn)象，稠化曲線出現(xiàn)鼓包等異常波動現(xiàn)象，水泥漿流變性能惡化；(2)高溫特殊溫度點緩凝劑存在加量敏感問題，緩凝劑加量與水泥漿稠化時間呈非線性關(guān)系，稠化時間難以調(diào)控；(3)緩凝劑在溫度敏感區(qū)間內(nèi)調(diào)凝失效，導致水泥漿“高溫緩凝，低溫早凝”的“倒掛”現(xiàn)象的發(fā)生。以上問題可能會導致固井施工風險增高，固井質(zhì)量無法保證，限制了高溫水泥漿在深井超深井中的高效應(yīng)用。
2、針對上述問題，目前主要有以下解決手段：一是根據(jù)現(xiàn)有水泥漿外摻料及外加劑特性進行水泥漿配方優(yōu)化，但實驗工作量巨大，耗費大量人力物力，且實際效果差強人意。二是從聚合物外加劑分子結(jié)構(gòu)本身出發(fā)，通過引入高空間位阻作用官能團、疏水側(cè)鏈基團、無機鹽處理等提高聚合物類外加劑高溫適應(yīng)性。三是通過膠凝調(diào)節(jié)劑等特殊試劑來改善體系調(diào)凝性能以滿足應(yīng)用要求。
3、對于上述問題，cn?107162512a公開了一種超深井用抗高溫水泥漿體系。所述水漿體系中包含有水泥、高溫降失水劑、硅砂、高溫緩凝劑、高溫穩(wěn)定劑以及分散劑。該專利通過在水泥漿中添加抗溫180-230℃降失水劑和緩凝劑，解決水泥漿高溫下水化快、漿體不穩(wěn)定、失水量大等性能問題，并保障水泥
4、因此，開發(fā)一種高溫寬溫帶范圍適用的廣譜調(diào)凝型高溫水泥漿體系，能夠有效解決高溫水泥漿異常膠凝及敏感溫度點稠化時間“倒掛”等問題，對保證固井施工安全、提高油田開發(fā)效益具有重要的實際意義和應(yīng)用價值。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本專利技術(shù)的目的在于提供一種廣譜調(diào)凝型高溫水泥漿及其制備方法。所述水泥漿在高溫條件下無異常膠凝現(xiàn)象、調(diào)凝正常穩(wěn)定，同時水泥漿失水、穩(wěn)定性等綜合性能優(yōu)良的水泥漿體系，能夠滿足不同高溫條件下固井需求。
2、為達此目的，本專利技術(shù)采用以下技術(shù)方案：
3、第一方面，本專利技術(shù)提供了一種廣譜調(diào)凝型高溫水泥漿，以重量份數(shù)計，所述廣譜調(diào)凝型高溫水泥漿包括：g級油井水泥100份，高溫增強材料30～60份，懸浮穩(wěn)定劑1～5份，分散劑0.5～2份，調(diào)凝助劑0.2～1份，緩凝劑0.5～4份，降失水劑3～6份，消泡劑0.1～1份，以及水45～70份。
4、本專利技術(shù)提供的廣譜調(diào)凝型高溫水泥漿在高溫條件下(110～220℃)無異常膠凝現(xiàn)象、調(diào)凝正常穩(wěn)定，同時水泥漿失水、穩(wěn)定性等綜合性能優(yōu)良的水泥漿體系，能夠滿足不同高溫條件下固井需求。
5、本專利技術(shù)所述調(diào)凝助劑具備長側(cè)鏈結(jié)構(gòu)及吸附性基團，改善了水泥顆粒在溶液中的分散狀態(tài)，能夠有效控制水泥漿水化進程，緩解聚合物類外加劑引起的高溫水泥漿異常膠凝現(xiàn)象。
6、示例性的，本專利技術(shù)所述高溫增強材料的重量份數(shù)為30～60份，例如可以是35份、40份、50份或55份，但不限于所列舉的數(shù)值，數(shù)值范圍內(nèi)其他未被列舉的數(shù)值同樣適用；其含量過高會影響水泥漿流動性及沉降穩(wěn)定性，含量過低則會降低生成抗高溫硅酸鈣水化產(chǎn)物的含量。
7、所述懸浮穩(wěn)定劑的重量份數(shù)為1～5份，例如可以是2份、3份或4份，但不限于所列舉的數(shù)值，數(shù)值范圍內(nèi)其他未被列舉的數(shù)值同樣適用；
8、所述分散劑的重量份數(shù)為0.5～2份，例如可以是0.8份、1份、1.4份或1.8份，但不限于所列舉的數(shù)值，數(shù)值范圍內(nèi)其他未被列舉的數(shù)值同樣適用；
9、所述調(diào)凝助劑的重量份數(shù)為0.2～1份，例如可以是0.4份、0.6份或0.8份，但不限于所列舉的數(shù)值，數(shù)值范圍內(nèi)其他未被列舉的數(shù)值同樣適用；其含量過高會導致水泥漿稠化時間過分延長，含量過低則會導致異常膠凝現(xiàn)象。
10、所述緩凝劑的重量份數(shù)為0.5～4份，例如可以是1份、2份或3份，但不限于所列舉的數(shù)值，數(shù)值范圍內(nèi)其他未被列舉的數(shù)值同樣適用；
11、所述降失水劑的重量份數(shù)為3～6份，例如可以是3.5份、4份、5份或5.5份，但不限于所列舉的數(shù)值，數(shù)值范圍內(nèi)其他未被列舉的數(shù)值同樣適用；
12、所述消泡劑的重量份數(shù)為0.1～1份，例如可以是0.2份、0.4份、0.6份或0.8份，但不限于所列舉的數(shù)值，數(shù)值范圍內(nèi)其他未被列舉的數(shù)值同樣適用；
13、所述水的重量份數(shù)為45～70份，例如可以是50份、60份或65份，但不限于所列舉的數(shù)值，數(shù)值范圍內(nèi)其他未被列舉的數(shù)值同樣適用。
14、值得說明的是，本專利技術(shù)所述g級油井水泥(高抗硫型，hsr)為市售產(chǎn)品，主要礦為組分包括硅酸三鈣、硅酸二鈣、鋁酸三鈣和鋁鐵酸四鈣等。
15、作為本專利技術(shù)的一個優(yōu)選技術(shù)方案，所述調(diào)凝助劑包括聚醚大單體、丙烯酸與酯類化合物的三元共聚物。
16、優(yōu)選地，所述聚醚大單體包括乙烯基聚氧乙烯醚、異丁烯聚氧乙烯醚或異戊烯醇聚氧乙烯醚中的任意一種或至少兩種的組合，典型但非限制性的組合包括乙烯基聚氧乙烯醚和異丁烯聚氧乙烯醚的組合，異丁烯聚氧乙烯醚和異戊烯醇聚氧乙烯醚的組合，乙烯基聚氧乙烯醚和異戊烯醇聚氧乙烯醚的組合，或乙烯基聚氧乙烯醚、異丁烯聚氧乙烯醚和異戊烯醇聚氧乙烯醚的組合。
17、優(yōu)選地，所述聚醚大單體的重均分子量為2000～5000，例如可以是2500、3000、3500、4000或4500，但不限于所列舉的數(shù)值，數(shù)值范圍內(nèi)其他未被列舉的數(shù)值同樣適用。
18、優(yōu)選地，所述酯類化合物包括羧甲基殼聚糖與馬來酸酐的酯化產(chǎn)物。
19、值得說明的是，本專利技術(shù)中所述羧甲基殼聚糖與馬來酸酐的酯化過程中的反應(yīng)比例為1:1～1:2。
20、作為本專利技術(shù)的一個優(yōu)選技術(shù)方案，所述緩凝劑包括2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和衣康酸的二元共聚物、乙二胺四甲叉膦酸鈉鹽、己二胺四甲叉膦酸鉀鹽或2本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
1.一種廣譜調(diào)凝型高溫水泥漿，其特征在于，以重量份數(shù)計，所述廣譜調(diào)凝型高溫水泥漿包括：G級油井水泥100份，高溫增強材料30～60份，懸浮穩(wěn)定劑1～5份，分散劑0.5～2份，調(diào)凝助劑0.2～1份，緩凝劑0.5～4份，降失水劑3～6份，消泡劑0.1～1份，以及水45～70份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廣譜調(diào)凝型高溫水泥漿，其特征在于，所述調(diào)凝助劑包括聚醚大單體、丙烯酸與酯類化合物的三元共聚物；
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的廣譜調(diào)凝型高溫水泥漿，其特征在于，所述緩凝劑包括2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和衣康酸的二元共聚物、乙二胺四甲叉膦酸鈉鹽、己二胺四甲叉膦酸鉀鹽或2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸四鈉中的至少兩種的組合；進一步優(yōu)選為2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和衣康酸的二元共聚物和乙二胺四甲叉膦酸鈉鹽的組合；
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項所述的廣譜調(diào)凝型高溫水泥漿，其特征在于，所述高溫增強材料包括粗石英砂和/或表面酸處理石英砂；
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項所述的廣譜調(diào)凝型高溫水泥漿，其特征在于，所述分散劑包括醛酮縮聚物或聚苯乙烯磺酸
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項所述的廣譜調(diào)凝型高溫水泥漿，其特征在于，所述懸浮穩(wěn)定劑包括2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸聚合物類穩(wěn)定劑和/或礦石粉類穩(wěn)定劑；
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項所述的廣譜調(diào)凝型高溫水泥漿，其特征在于，所述降失水劑包括降失水劑DRF-2L、降失水劑DRF-1S或降失水劑DRF-3L中的任意一種或至少兩種的組合。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一項所述的廣譜調(diào)凝型高溫水泥漿，其特征在于，所述廣譜調(diào)凝型高溫水泥漿的沉降穩(wěn)定性≤0.03g/cm3；
9.一種如權(quán)利要求1-8任一項所述廣譜調(diào)凝型高溫水泥漿的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括如下步驟：
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的制備方法，其特征在于，步驟(3)所述攪拌狀態(tài)下的轉(zhuǎn)速為3800～4200r/min；
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種廣譜調(diào)凝型高溫水泥漿，其特征在于，以重量份數(shù)計，所述廣譜調(diào)凝型高溫水泥漿包括：g級油井水泥100份，高溫增強材料30～60份，懸浮穩(wěn)定劑1～5份，分散劑0.5～2份，調(diào)凝助劑0.2～1份，緩凝劑0.5～4份，降失水劑3～6份，消泡劑0.1～1份，以及水45～70份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廣譜調(diào)凝型高溫水泥漿，其特征在于，所述調(diào)凝助劑包括聚醚大單體、丙烯酸與酯類化合物的三元共聚物；
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的廣譜調(diào)凝型高溫水泥漿，其特征在于，所述緩凝劑包括2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和衣康酸的二元共聚物、乙二胺四甲叉膦酸鈉鹽、己二胺四甲叉膦酸鉀鹽或2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸四鈉中的至少兩種的組合；進一步優(yōu)選為2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和衣康酸的二元共聚物和乙二胺四甲叉膦酸鈉鹽的組合；
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項所述的廣譜調(diào)凝型高溫水泥漿，其特征在于，所述高溫增強材料包括粗石英砂和/或表面酸處理石英砂；...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：徐璞，夏修建，于永金，靳建洲，齊奉忠，張弛，王貴富，張佳瀅，翟顯治，孟仁洲，
申請(專利權(quán))人：中國石油天然氣集團有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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