本发明专利技术公开了一种适用于页岩气固井的高密度水泥浆，它含有以下重量份的原料：水泥100份，淡水44~57份，加重剂15~120份，加重稳定剂0~30份，高温强度稳定剂30~40份，弹塑剂3~5份，降失水剂4~7份，缓凝剂1~2.5份，分散剂0.5~2.5份；其制备方法是：按比例称取水泥，淡水，加重剂，加重稳定剂，高温强度稳定剂，填充剂，弹塑剂，降失水剂，缓凝剂，分散剂，消泡剂；将上述成分混合、搅拌，即制备得到所述一种适用于页岩气固井的高密度水泥浆。本发明专利技术制备的高密度固井水泥浆，常温下拌浆容易，高温下沉降稳定性好；它能够提高水泥石抗折强度、抗冲击能力以及水泥石的韧性；且密度可调范围较广，能够满足多种页岩气固井要求。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及，属于石油化工 领域。
技术介绍
页岩气是主体上以吸附或游离状态存在于泥岩、高碳泥岩、页岩及粉砂质岩类夹 层中的天然气，与常规储层气藏不同，页岩既是天然气生成的源岩，也是聚集和保存天然气 的储层和盖层。其总孔隙度一般小于10%，而含气的有效孔隙度一般不及总孔隙度的一半。 页岩储集层具有低孔、特低渗致密的物性特征，开采难度相对较大。往往需要采用大型分段 压裂，这样对水泥石的标准要求更加严格。 目前，页岩气固井主要面临三个问题：1、水泥石力学性能难以满足要求，页岩气井 一般都需要进行大型分段压裂，这就要求水泥石需具有高强的弹韧性及耐久性；2、第二界 面封固质量难以保证，由于页岩气井采用油基钻井液，地层处于油润湿的环境中，油基钻井 液黏度高、附着力强，常规水基前置液对其清洗和驱替效果差；3、水平段套管居中度差，影 响顶替效率。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种提高水泥石的抗折强度和抗冲 击强度，降低水泥石的弹性模量，保证页岩气层间封固能力良好，适用于油气开发中页岩气 固井的高密度水泥浆。 本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的： -种适用于页岩气固井的高密度水泥浆，含有以下重量份的原料：水泥100份，淡 水44~57份，加重剂15~120份，加重稳定剂0~30份，高温强度稳定剂30~40份，弹 塑剂3~5份，降失水剂4~7份，缓凝剂1~2. 5份，分散剂0. 5~2. 5份。 所述的加重剂为铁矿粉，铁矿粉为120~180目；所述的加重稳定剂为锰矿粉，锰 矿粉粒径为300~600目；所述的高温强度稳定剂为活性硅粉，活性硅粉的粒径为80~200 目；所述的缓凝剂为丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物；所述的分散剂为醛酮缩 合物或萘系分散剂；所述的弹塑剂以膨化处理的橡胶粉为主料，短纤维及云母片为增韧材 料制成。 所述的降失水剂为AMPS共聚物，降失水剂由以下重量份的原料制备而成：35~40 份的水，20~60份的AMPS，12~33份的丙烯酸，8~19份的N，N-二甲基丙烯酰胺。 -种适用于页岩气固井的高密度水泥浆，还含有0. 2~0. 5份的消泡剂，所述的消 泡剂为聚醚类消泡剂。 -种适用于页岩气固井的高密度水泥浆，还含有10~15份的填充剂，所述的填充 剂为超细水泥，超细水泥的粒径为300~600目。 -种适用于页岩气固井的高密度水泥浆的制备方法，包含以下步骤：称取水泥 100份，淡水44~57份，加重剂15~120份，加重稳定剂0~30份，高温强度稳定剂30~ 40份，填充剂10~15份，弹塑剂3~5份，弹塑剂用等离子体表面处理仪对其进行表面处 理，表面处理参数为，功率150~220W，处理时间30s，工作气体为空气，真空度为8~12Pa， 降失水剂4~7份，缓凝剂1~2. 5份，分散剂0. 5~2. 5份，消泡剂0. 2~0. 5份；然后将 上述成分混合、搅拌，即制备得到所述适用于页岩气固井的高密度水泥浆。 所述降失水剂的制备方法是，首先将水、AMPS、丙烯酸、N，N-二甲基丙烯酰胺按比 例投入反应爸中，在80~100r/min的搅拌速率下使其溶解并混合均匀，再用20%氢氧化钠 溶液调节pH值至6,然后加热升温至45~65°C，并在反应过程中滴加亚硫酸氢钠和过硫酸 铵，滴加完成后进行保温反应，并在该条件下维持1. 8~2. 2小时，然后停止搅拌，将反应釜 中的物料取出冷却，即制得上述的降失水剂；所述亚硫酸氢钠的加量是AMPS、丙烯酸和N， N-二甲基丙烯酰胺三者加量总和的0. 15 %;所述过硫酸铵的加量是AMPS、丙烯酸和N，N-二 甲基丙烯酰胺三者加量总和的0. 20%。 本专利技术的有益效果是：（1)本专利技术制备得到的高密度固井水泥浆，运用颗粒级配 原理，通过加入加重稳定剂，改变水泥浆浆体流变性能，常温下拌浆容易，高温下沉降稳定 性好，并且通过颗粒级配原理，提高水泥石的致密性，提高了强度。 (2)本专利技术制备得到的高密度固井水泥浆通过添加弹塑剂，降低了固水井水泥浆 的弹性模量；提高水泥石抗折强度及抗冲击能力，提高了水泥石的韧性，为后期压力酸化、 射孔完井等作业提供保障。 (3)本专利技术制备得到的高密度固井水泥衆，能根据需要在2. 05~2. 40g/cm3范围 内调配出水泥浆体系，因此可以满足多种页岩气固井要求。【具体实施方式】 下面结合实施例对本专利技术做进一步的描述，本专利技术的保护范围不局限于以下所 述。【实施例1】一种适用于页岩气固井的高密度水泥浆，它由以下重量份的原料制备 而成：水泥100份，加重剂15份，高温强度稳定剂30份，填充剂10份，弹塑剂5份，淡水45 份，降失水剂7份，缓凝剂1份，分散剂0. 5份，消泡剂0. 2份；所述的加重剂为铁矿粉，铁矿 粉为120目；所述的加重稳定剂为锰矿粉，锰矿粉粒径为300目；所述的高温强度稳定剂为 活性硅粉，活性硅粉的粒径为80目；所述的缓凝剂为丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸 共聚物；所述的分散剂为醛酮缩合物或萘系分散剂；所述的弹塑剂以膨化处理的橡胶粉为 主料，短纤维及云母片为增韧材料制成；所述的消泡剂为聚醚类消泡剂；所述的填充剂为 超细水泥，超细水泥的粒径为300目。 所述的降失水剂为AMPS共聚物，降失水剂由以下重量份的原料制备而成：35份的 7K，20份的AMPS，12份的丙烯酸，8份的N，N-二甲基丙烯酰胺。 -种适用于页岩气固井的高密度水泥浆的制备方法，包括以下步骤：称取水泥 100份，加重剂15份，高温强度稳定剂30份，填充剂10份，弹塑剂5份，弹塑剂要先用等离 子体表面处理仪对其进行表面处理，表面处理的处理参数为，功率150W，处理时间30s，工 作气体为空气，真空度为8Pa，淡水45份，降失水剂7份，缓凝剂1份，分散剂0. 5份，消泡 剂0. 2份；将上述成分混合、搅拌，即制备得到所述一种密度为2. 05g/cm3的页岩气固井的 高密度水泥浆。 所述降失水剂的制备方法是，首先将水、AMPS、丙烯酸、N，N-二甲基丙烯酰胺按比 例投入反应釜中，在80r/min的搅拌速率下使其溶解并混合均匀，再用20%氢氧化钠溶液 调节pH值至6,然后加热升温至45°C，并在反应过程中滴加亚硫酸氢钠和过硫酸铵，滴加完 成后进行保温反应，并在该条件下维持1. 8小时，然后停止搅拌，将反应釜中的物料取出冷 却，即制得上述的降失水剂；所述亚硫酸氢钠的加量是AMPS、丙烯酸和N，N-二甲基丙烯酰 胺三者加量总和的0. 15 %;所述当前第1页1 2 3 4 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种适用于页岩气固井的高密度水泥浆，其特征在于，含有以下重量份的原料：水泥100份，淡水44~57份，加重剂15~120份，加重稳定剂0~30份，高温强度稳定剂30~40份，弹塑剂3~5份，降失水剂4~7份，缓凝剂1~2.5份，分散剂0.5~2.5份。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：祝成，唐昌强，李勇，
申请(专利权)人：成都欧美克石油科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。