中高温井固井用气体膨胀剂及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一种中高温井固井用气体膨胀剂及其应用，属于油田完井技术固井领域所用的水泥外加剂技术领域。该气体膨胀剂包括：20～30重量份的发气剂，5～10重量份的发气助剂，0.5～1.0重量份的泡沫稳定剂，以及40～90重量份的填料；所述发气剂选自N，N’‑二亚硝基五次甲基四胺、偶氮二甲酰胺、偶氮二甲酸钡、4，4’‑氧代双苯磺酰肼以及对甲苯磺酰肼中的至少一种；所述发气助剂选自尿素、苯甲酸钠、氧化锌、氧化铝以及氧化铅中的至少一种。该气体膨胀剂可满足循环温度为80～120℃的现场固井施工要求，有效补偿水泥石凝固过程中的压力损失和体积收缩，改善水泥石胶结质量，提高防气窜能力。

Gas expander for cementing in medium and high temperature wells and its application

The invention discloses a gas expansion agent for medium and high temperature well cementing and its application, which belongs to the field of cement additive technology in the field of oil well completion and cementing. The gas expansion agent comprises 20~30 parts by weight of foaming agent, auxiliary gas 5~10 weight portions, stabilizer 0.5 to 1 parts by weight of filler and 40~90 weight portions; the gas generating agent selected from the group consisting of N, N 'two five methyl four nitroso amines, two azo formamide, azo two formic acid barium, 4, 4' oxo benzene sulfonyl hydrazide and of at least one toluene sulfonyl hydrazine in the air; additives selected from urea, sodium benzoate, Zinc Oxide, alumina and lead oxide in at least one. The gas expansive agent can meet the requirements of site cementing construction at the circulating temperature of 80~120 degrees, effectively compensate for the pressure loss and volume shrinkage during cement solidification, improve cement cementation quality and improve gas channeling capability.

【技术实现步骤摘要】
中高温井固井用气体膨胀剂及其应用
本专利技术涉及油田完井技术固井领域所用的水泥外加剂
，特别涉及一种中高温井固井用气体膨胀剂及其应用。
技术介绍
在油井固井施工中，水泥环与地层、套管间的良好胶结是实现有效层间封隔的基础。如果界面胶结不良，将会影响油井正常生产和后续增产措施的实施。水泥环体积收缩是造成层间封隔不良或窜流的主要原因之一。现已证实只要界面处有10μm的微间隙就会引发气窜，而微间隙在50～70μm时，就会导致固井质量不合格。随着油气勘探的深入进行，国内塔里木油田、西南油气田等高压天然气井钻井数量不断增加，固井后气窜、井口冒气带压等现象时常发生。为了提高水泥石界面胶结能力，减少环空气窜风险，通常在油井水泥中添加膨胀剂。常用的膨胀剂材料主要包括两大类，一类为刚性膨胀剂，主要为钙矾石和碱金属氧化物类晶体膨胀剂；另一类为气体膨胀剂，主要利用发气剂生成氢气或氮气作为膨胀源。其中，气体膨胀剂由于其产生气体的特性，相比刚性膨胀剂具有更好的防气窜性能，更适合于天然气井等气窜现象比较严重井的固井作业。中国专利《油井水泥气体膨胀剂》(201510112506.6)、《油井水泥膨胀剂》(20本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种中高温井固井用气体膨胀剂，其特征在于，包括：20～30重量份的发气剂，5～10重量份的发气助剂，0.5～1.0重量份的泡沫稳定剂，以及40～90重量份的填料；所述发气剂选自N，N’‑二亚硝基五次甲基四胺、偶氮二甲酰胺、偶氮二甲酸钡、4，4’‑氧代双苯磺酰肼以及对甲苯磺酰肼中的至少一种；所述发气助剂选自尿素、苯甲酸钠、氧化锌、氧化铝以及氧化铅中的至少一种。

【技术特征摘要】
1.一种中高温井固井用气体膨胀剂，其特征在于，包括：20～30重量份的发气剂，5～10重量份的发气助剂，0.5～1.0重量份的泡沫稳定剂，以及40～90重量份的填料；所述发气剂选自N，N’-二亚硝基五次甲基四胺、偶氮二甲酰胺、偶氮二甲酸钡、4，4’-氧代双苯磺酰肼以及对甲苯磺酰肼中的至少一种；所述发气助剂选自尿素、苯甲酸钠、氧化锌、氧化铝以及氧化铅中的至少一种。2.根据权利要求1所述的气体膨胀剂，其特征在于，所述发气剂选自4，4’-氧代双苯磺酰肼以及偶氮二甲酰胺的组合、对甲苯磺酰肼以及偶氮二甲酰胺的组合、对甲苯磺酰肼以及N，N’-二亚硝基五次甲基四胺的组合、对甲苯磺酰肼以及偶氮二甲酸钡的组合、N，N’-二亚硝基五次甲基四胺以及偶氮二甲酰胺的组合、或者N，N’-二亚硝基五次甲基四胺以及4，4’-氧代双苯磺酰肼的组合。3.根据权利要求1或2所述的气体膨胀剂，其特征在于，所述发气助剂选自尿素以及氧化锌的组合...

【专利技术属性】
技术研发人员：李鹏晓，孙富全，曾建国，刘爱萍，邹建龙，席方柱，王翀，谢飞燕，
申请(专利权)人：中国石油天然气集团公司，中国石油集团海洋工程有限公司，天津中油渤星工程科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11