一种固井吸油型水泥浆及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种固井吸油型水泥浆及其制备方法，该吸油型水泥浆由以下各组分按重量份组成：100份水泥，45～58份淡水，0～30份加重剂，3～10份吸附剂A，0～5份吸附剂B，10～30份吸附剂C，3～6份降失水剂，0～0.8份缓凝剂，0～0.6份分散剂，0～0.2份消泡剂；吸附剂A为硅灰，吸附剂B为PVC树脂，吸附剂C制备如下：将滑石矿破碎，磨成均匀粉体，再进行超精细磨；将其放置在马弗炉中，氮气气氛，加热至700℃，恒温焙烧5 h；配制浓度为15%的盐酸，加入粉体，均匀搅拌4 h，沉淀、过滤、洗涤、干燥。本发明专利技术既协调冲洗型隔离液的润湿反转作用，又显著提高固井二界面的胶结质量与混浆污染后的封固能力，且成本低廉，过程可控，具有广阔的市场前景。

A cementing slurry and its preparation method

The invention relates to a suction type cementing cement slurry and its preparation method, the suction type cement paste is made from the following components by weight portion: 100 portions of cement, 45 to 58 parts water, 0 to 30 portions to 10 portions of the 3 weighting agent, adsorbent A, 0 to 5 portions of adsorbent B, 10 ~ 30 adsorbent C, 3 ~ 6 drop water loss, 0 ~ 0.8 and 0 ~ 0.6 retarder, dispersing agent, 0 to 0.2 portions of defoaming agent; adsorption agent A as silica fume, adsorbent B PVC resin adsorbent C was prepared as follows: talc ore crushing, grinding uniform powder then, the ultra fine grinding; placed in a muffle furnace, nitrogen atmosphere, heating to 700 DEG C, roasting 5 h; preparation concentration of 15% hydrochloric acid, adding powder, stirring 4 h, precipitation, filtration, washing and drying. The invention not only coordinates the wetting reversal effect of the washing liquid, but also improves the cementing quality of the two interface well and the sealing ability after mixing pollution, and has low cost and controllable process, and has wide market prospect.

【技术实现步骤摘要】
一种固井吸油型水泥浆及其制备方法
本专利技术涉及石油天然气勘探开发领域钻井过程中一种油基、仿油基钻井液条件下固井用吸油型水泥浆及其制备方法。
技术介绍
随着陆地可采的常规油气资源储量走向了开发的末期，页岩气、超深井等非常规油气的勘探开发所占比例逐渐增多，面对非常规油气藏较为特殊、苛刻的围岩地质条件，油基、仿油基钻井液所公认的高抑制性、高稳定性以及降低摩阻等优异特性，能够有效保持井壁围岩的长期稳定性，减小油气井钻探风险，却也带来了界面上油基钻井液清除困难的难题。水泥浆是以水为连续相的极性溶液，而油是非极性分子，两者不能良好相容胶结，严重降低了固井界面处的水泥胶结强度，易形成微环隙，甚至高度连通的天然气窜流通道。目前，针对此类问题，油田多依靠冲洗型隔离液中高效表面活性剂的破乳及润湿反转能力，进行顶替冲洗，包括斯伦贝谢公司的MUDPUSH隔离液，中石油钻井工程技术研究院的DRY洗油冲洗型隔离液，川庆井下SD系列冲洗隔离液等。然而，受限于现场施工时的井眼条件、隔离液用量、顶替排量、施工经费等因素影响，隔离液的冲洗效率往往并不理想。目前，单一地通过隔离液难以实现预期的界面状态，不妨转换思路，倘若赋予水泥浆一种较为合理的吸油能力，且不对水泥浆本体的工程性能产生不利影响，在与隔离液的综合协调下，将会极大地改善固井一二界面的清洗优化效果。有学者在水泥浆中加入具有油水两亲特性的乳液粒子结构(刘伟，曾敏，马开华等，LQ乳液亲油水泥浆研究与性能评价[J].石油钻探技术，2017,45(1):39-44)，缓解了油质组分与水泥浆的接触污染，但也在一定程度上影响了水泥的水化进程；中国专利技术专利“一种用于固化有机废物的水泥添加剂及其应用”(ZL201510787457.6)选取超疏水超亲油的粉状或颗粒吸油材料，作为较为单一的吸油材料种类，对湖泊、河道的疏松底泥中有机质的治理具有良好效果，却无法有效应对油基、仿油基钻井液中各种复杂组分的污染。本专利技术在不影响水泥石本体工程性能的基础上，掺入复合设计的多种吸附材料，使固井水泥浆具有了较强的吸油能力与界面清洗能力，其制备工艺便捷，生产成本较低，综合优化，有效提高油基、仿油基钻井液条件下的固井二界面胶结质量与混浆污染后的封固能力。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种固井吸油型水泥浆，该吸油型水泥浆在油基、仿油基钻井液条件下，不影响水泥石工程性能的基础上，具有油基界面优化能力，既协调冲洗型隔离液的润湿反转作用，又能显著提高固井二界面的胶结质量与混浆污染后的封固能力，克服现有技术的缺陷和不足。本专利技术的另一目的还在于提供上述固井吸油型水泥浆的制备方法，该方法原理可靠，操作简便，原料成本低廉，制备过程可控，具有广阔的市场应用前景。为达到以上技术目的，本专利技术提供以下技术方案。一种固井吸油型水泥浆，由以下各组分按重量份组成：100份水泥，45～58份淡水，0～30份加重剂，3～10份吸附剂A，0～5份吸附剂B，10～30份吸附剂C，3～6份降失水剂，0～0.8份缓凝剂，0～0.6份分散剂，0～0.2份消泡剂。所述吸附剂A为硅灰，其粒径为800目。所述吸附剂B为PVC树脂，其粒径为325目，具有高亲油疏水的性能。所示吸附剂C，通过以下方法获得：将由矿场采购的滑石矿经破碎机充分破碎为小块，破碎后的滑石矿用粉磨机磨成均匀的粉体，随后对粉体进行湿式超精细磨，控制粉体的细度在5μm左右(即细度在5μm及以下的含量达到90％以上)，将精磨后的粉体置于105℃恒温烘干箱烘干至质量恒定；取出烘干的粉体，放置在马弗炉中，氮气气氛，加热至700℃，恒温焙烧5h；配制浓度为15％的盐酸，使用搅拌机于室温(25±3℃)条件下低速搅拌，加入700℃烘焙后的冷却粉体，均匀搅拌4h，沉淀过滤，再用去离子水洗涤，直至洗涤滤液的PH＝7，再放置于105℃恒温烘干箱干燥至质量恒定，即得吸附剂C。所述矿场采购的滑石矿为工业一级品，其中滑石(MgO·SiO2)的纯度大于85％。所述加重剂为铁矿粉，密度5.0g/cm3，200目的粉体。所述降失水剂为2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)。所述缓凝剂为2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)/丙烯酸(AA)共聚物。所述分散剂为聚苯乙烯磺酸钠。所述消泡剂为二甲基硅油。上述加重剂、降失水剂、缓凝剂、分散剂、消泡剂，均为市售。上述吸油型固井水泥浆能与现场绝大多数外加剂体系兼容。上述固井吸油型水泥浆的制备方法，包含以下步骤：称取3～10份吸附剂A，0～5份吸附剂B，10～30份吸附剂C，3～6份降失水剂，0～0.8份缓凝剂，0～0.6份分散剂，溶解在45～58份淡水中，配置成水溶液，将水溶液置于搅拌器下，搅拌器以低速(3000±200r/min)转动，在15秒内加完100份水泥、0～30份加重剂，随后高速(12000±500r/min)转动下继续搅拌35秒，再以低速(2000±200r/min)转动，并加入0～0.2份消泡剂，继续搅拌15秒，即得一种固井吸油型水泥浆。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：(1)本专利技术制备的吸油型固井水泥浆，能够在水泥浆的顶替阶段，通过吸附剂和油质组分间的分子动力与剪切冲刷效应的联合作用下，将界面残余油质吸附至水泥本体，并均匀分散为细小油滴，与冲洗型隔离液协调作用，能够提高水泥浆与固井一二界面的胶结质量。(2)本专利技术制备的吸油型固井水泥浆，能够显著改善固井界面的残余油质在水泥浆本体中的分布，使自由水与水泥颗粒均匀接触水化，甚至与油基泥浆大比例掺混时，仍能保持一定的强度发展。(3)本专利技术制备的吸油型固井水泥浆，通过多种吸附剂的复合吸附效果，在吸附与分散细化油质的同时，一定程度上能破坏残余油基钻井液的悬浮乳状结构，显著优化了水泥浆与油基钻井液接触时的流变性，降低了固井施工风险。(4)本专利技术制备的吸油型固井水泥浆，密度于1.85-2.12g/cm3区间内可调，浆体能够适应油气井下150℃内的高温水湿环境，稠化时间线性可调，稠化相容性良好，工程性能满足固井施工需求，未来具有巨大的发展应用前景。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术做进一步的说明，但本专利技术的保护范围不限于以下实施例所述。一、一种固井吸油型水泥浆的制备实施例1称取4份吸附剂A，20份室内自制吸附剂C，3份降失水剂，0.3份分散剂，溶解在45份淡水中，配置水溶液，将水溶液置于搅拌器下，搅拌器以低速(3000±200r/min)转动，并在15秒内加完100份水泥，随后高速(12000±500r/min)转动下继续搅拌35秒，开低速(2000±200r/min)转动，并加入0.2份消泡剂，继续搅拌15秒，即得固井吸油型水泥浆。实施例2称取3份吸附剂A，2份吸附剂B，15份室内自制吸附剂C，4份降失水剂，0.3份缓凝剂，0.5份分散剂，溶解在50份淡水中，配置水溶液，将水溶液置于搅拌器下，搅拌器以低速(3000±200r/min)转动，并在15秒内加完100份水泥、15份加重剂，随后高速(12000±500r/min)转动下继续搅拌35秒，开低速(2000±200r/min)转动，并加入0.2份消泡剂，继续搅拌15秒，即得固井吸油型水泥浆。实施例3称取1份吸附剂A，4份吸附剂B，30份室内自制吸附剂C，5份降失水剂本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种固井吸油型水泥浆，由以下各组分按重量份组成：100份水泥，45～58份淡水，0～30份加重剂，3～10份吸附剂A，0～5份吸附剂B，10～30份吸附剂C，3～6份降失水剂，0～0.8份缓凝剂，0～0.6份分散剂，0～0.2份消泡剂；所述吸附剂A为硅灰，其粒径为800目；所述吸附剂B为PVC树脂，其粒径为325目；所示吸附剂C通过以下方法获得：将滑石矿破碎为小块，用粉磨机磨成均匀粉体，随后进行湿式超精细磨，控制粉体的细度在5μm左右，烘干至质量恒定；将烘干的粉体放置在马弗炉中，氮气气氛，加热至700℃，恒温焙烧5 h；配制浓度为15%的盐酸，加入700℃烘焙后的冷却粉体，均匀搅拌4 h，沉淀、过滤、洗涤，直至洗涤滤液的PH=7，再干燥至质量恒定。

【技术特征摘要】
1.一种固井吸油型水泥浆，由以下各组分按重量份组成：100份水泥，45～58份淡水，0～30份加重剂，3～10份吸附剂A，0～5份吸附剂B，10～30份吸附剂C，3～6份降失水剂，0～0.8份缓凝剂，0～0.6份分散剂，0～0.2份消泡剂；所述吸附剂A为硅灰，其粒径为800目；所述吸附剂B为PVC树脂，其粒径为325目；所示吸附剂C通过以下方法获得：将滑石矿破碎为小块，用粉磨机磨成均匀粉体，随后进行湿式超精细磨，控制粉体的细度在5μm左右，烘干至质量恒定；将烘干的粉体放置在马弗炉中，氮气气氛，加热至700℃，恒温焙烧5h；配制浓度为15%的盐酸，加入700℃烘焙后的冷却粉体，均匀搅拌4h，沉淀、过滤、洗涤，直至洗涤滤液的PH=7，再干燥至质量恒定。2.如权利要求1所述的一种固井吸油型水泥浆，其特征在于，所述加重剂为铁矿粉，密度5.0g/cm3，200目的粉体。3.如权利要求1所述的一种固井吸油型水泥浆，其特征在于，所述降失水剂为...

【专利技术属性】
技术研发人员：李早元，祁凌，郭小阳，张兴国，程小伟，李明，刘健，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：四川,51