本发明专利技术提供了一种耐高温固井材料体系，主要解决目前油井水泥的高温强度衰退和高温力学稳定性差的问题，适用于油气井高温固井领域。该耐高温固井材料体系各组份以及质量份数组成为：SiO2占28～67份、膨胀珍珠岩占10～40份、硅灰石占4.7～18份、Ca(OH)2占19～48份、M2CO3占2.8～9.2份、硅酸铝占2.5～9.7份、铝酸钠占4.3～18份。本发明专利技术的耐高温固井材料体系不仅能够满足深部地层高温高压条件下的固井作业，具有现场施工方便、成本低的优势，而且与生产油井水泥的过程相比可明显减少CO2的排放量，应用前景广阔。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术设及一种油气井耐高溫固井材料体系，尤其设及一种深部油气井段所适用 的耐高溫固井材料体系。
技术介绍
我国深层油气资源丰富，在我国东部的古生界、海域的中古生界、南方的下古生 界、西北地区的古生界，特别是塔里木盆地的下古生界、准鳴尔盆地-柴达木盆地-河西走 廊地区及东北地区的上古生界等深部的油气资源十分丰富。因此，加快深层油气资源的勘 探开发已成为我国油气开发的重要任务。随着深层油气资源的勘探开发，钻井深度越来越 深，油气井固井面临着越来越突出的高溫固井问题。 固井就是将水泥浆注入井壁与套管之间环空的过程，目的是层间封隔和支撑及保 护套管。固井质量的好坏直接决定着油气井的使用寿命，高质量的固井作业是油气资源安 全、经济、高效开采的必备前提。 目前油气井固井用的材料主要是娃酸盐类油井水泥，然而油井水泥在高溫条件下 (溫度超过110°c)存在着强度衰退、渗透率急剧增大现象，常用通过在水泥中渗加30~ 40%娃砂来降低油井水泥中CaO与Si〇2(C/巧摩尔比，减弱油井水泥石的高溫强度衰退。然 而，在更高溫度环境下，油井水泥加娃砂体系仍会出现强度衰退，甚至开裂现象，致使地层 封隔失效，严重威胁油气井生产的安全。针对深层高溫油气井固井，研发耐高溫固井材料有 着重大的意义。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种在能够利用深部地层高溫高压的环境，通过不同的娃、 巧、侣等含氧化合物与水溶剂在高溫高压条件下发生水热合成反应，生成具有良好抗压强 度、耐高溫的娃酸盐类、娃侣酸盐类胶结产物，从而对深部油气井进行有效固井封隔的新型 固井材料体系，W解决目前油井水泥耐高溫性差的不足。 为达到W上技术目的，本专利技术提供W下技术方案。 -种耐高溫固井材料体系，由W下各组分按照其质量份数组成：Si〇2 28 ~67 份； 膨胀珍珠岩10~40份； 娃灰石 4. 7~18份；Ca(OH)2 19 ~48 份；[001 引 M2CO32. 8~9.2份；[001引 娃酸侣 2. 5~9. 7份； 侣酸钢 4. 3~18份。 所述Si〇2是一种白色无定形固体粉末，密度介于2. 30~2. 65g/cm3,粒径介于 5. 0 ~120μm。 所述膨胀珍珠岩是一种内部为蜂窝状结构的灰白色固体粉末，堆积密度介于 0. 12 ~0. 20g/cm3,粒径介于 60 ~180μL?。 所述娃灰石为一种Ξ斜晶系的纤维状固体粉末，密度介于2. 75~3.Og/cm3,粒径 介于250~750μm。 所述化(OH)2是一种白色固体粉末，密度介于2. 0~2. 30g/cm3,粒径介于12~ 80μm。 所述M2CO3是K^aVLi^COs和Na^CO冲的一种或几种组合，粒径介于75~250μιη。 所述娃酸侣是一种无定形白色固体粉末，堆积密度介于0. 25~0. 30g/cm3,粒径介 于 1. 5 ~5. 0μm。 所述侣酸钢是一种无定形白色固体粉末，密度介于1. 50~1. 65g/cm3,粒径介于 48 ~180μm。 本专利技术的耐高溫固井材料体系在使用时，可加入一定质量百分数的水，水的质量 与耐高溫固井材料体系所有固体的总质量之比值（水固比）为0. 35~0. 90,制备出的浆体 密度为 1. 42 ~1. 82g/cm3。 本专利技术的优点：（1)本专利技术的耐高溫固井材料体系只有在一定的高溫高压条件下 才会发生水热反应，充分地利用了深部地层的高溫高压环境，将目前高溫油气井固井所面 临的高溫高压不利因素转变为有利条件。（2)本专利技术实现了一种可通过调控不同娃、巧、侣 等含氧化合物的组成比例，实现控制和降低CaO与Si〇2摩尔比的目的，在深部地层的高溫 高压条件下发生水热合成反应，生成具有高溫力学性能稳定性的娃酸盐类、娃侣酸盐类胶 结产物，从而达到油气井耐高溫固井的目标。（3)本专利技术的耐高溫固井材料体系能够通过增 大水固比来降低水泥浆密度，可减少昂贵的耐高压固井减轻剂的用量，具有较好的经济效 益。（4)生产1吨本专利技术的耐高溫固井材料体系约排放0. 18~0. 30吨0)2,而生产1吨油 井水泥要排放0. 80~0. 90吨C〇2,因此，本专利技术耐高溫固井材料体系的应用将有利于减少 C〇2排放量，减小环境污染。 本专利技术提供了一种技术可靠、现场施工方便、成本低，能满足深部地层高溫高压油 气井固井作业的固井材料体系，随着我国加快深层油气资源开采，本专利技术的耐高溫固井材 料体系有着十分广阔的应用前景。【附图说明】[002引 图1是本专利技术的耐高溫固井材料，W水固比0.60制备浆体，在150 °C、30MPa 条件下义用美国化曰ndler公司StaticGelShengtMnalyzer(Model5265Uwith UCAfunctionality)测试的静胶凝强度（StaticGelStrength)和抗压强度（Compressive Strength)发展曲线图。【具体实施方式】[002引实验方法：按标准GB/T19139-2003 "油井水泥试验方法"制备高溫固井浆体，并 参考标准SY/T6544-2003 "油井水泥浆性能要求"、SY/T6466-2000 "油井水泥石抗高溫性 能评价方法"测试耐高溫固井浆体的性能。 实施例1 :耐高溫固井材料体系组成 一种耐高溫固井材料体系可由W下娃、巧、侣等含氧化合物组成，各物质的质量份 数具体为：Si〇2为42. 2份、膨胀珍珠岩为13. 5份、娃灰石为5. 7份、Ca(OH)2为22. 3份、 LizCOs为4. 5份、娃酸侣为2. 7份、侣酸钢为9. 1份。 实施例2 :耐高溫固井材料体系浆体性能测试 W实施例1耐高溫固井材料体系为测试对象，先将配浆的耐高溫固井材料体系固 体干灰组份和液体水组份各自称量好并混匀，然后按标准GB/T19139-2003"油井水泥试验 方法"制备浆体。试验结果见表1。 表1耐高溫固井材料体系的浆体性能[00331~~实施例3 :耐高溫固井材料体系的抗压强度测试 W实施例1高溫固井材料体系为测试对象，先将配浆的高溫固井材料体系固体干 灰组份和液体水组份各自称量好并混匀，然后按标准GB/T19139-2003 "油井水泥试验方 法"制备浆体，高溫高压养护后测定抗压强度，试验结果见表1。 表2耐高溫固井材料体系的抗压强度性能 当然，W上所述仅是本专利技术的一种实施方式而已，应当指出本
的普通技 术人员来说，在不脱离本专利技术原理的前提下，还可W做出若干改进和润饰，运些改进和润饰 均属于本专利技术权利要求的保护范围之内。【主权项】1. 一种耐高温固井材料体系，其特征在于各组份以及质量份数组成如下： Si02 28 ~67 份; 膨胀珍珠岩 10~40份； 硅灰石 4.7~18份； Ca(OH)2 19 ~48 价； M2C〇3 2.8 ~9.2 份； 硅酸铝 2.5~9.7份； 铝酸钠 4.3~18份。2. 权利要求1的耐高温固井材料体系，其中所述Si〇2是一种白色无定形固体粉末，密 度介于2. 30~2. 65g/cm3,粒径介于5. 0~120μm。3. 权利要求1的耐高温固井材料体系，其中所述膨胀珍珠岩是一种内部为蜂窝状结构 的灰白色固体粉末，堆积密度介于〇本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种耐高温固井材料体系，其特征在于各组份以及质量份数组成如下：
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王成文，徐伟祥，孟凡昌，王瑞和，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：山东;37
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