一种固井用可固化前置液体系及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种固井用可固化前置液体系及其制备方法，所述前置液体系由矿渣、钻井液、激活剂、增强剂、稳定剂、分散剂、缓凝剂、消泡剂和水组成，其中各组分重量份为：矿渣100份、钻井液35～60份、激活剂3～10份、增强剂2～5份、稳定剂5～10份、分散剂0.4～1.2份、缓凝剂0.1～0.5份、消泡剂0.1～0.5份、水30～60份。本发明专利技术密度为1.25～1.65g/cm

A solidifiable pre-fluid system for cementing and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种固井用可固化前置液体系及其制备方法
本专利技术属于油气井固井用前置液
，尤其涉及一种固井用可固化前置液体系及其制备方法。
技术介绍
长庆油田属于典型的“低压、低渗、低丰度”三低油气田，钻完井过程中存在低压易漏层，尤其是固井作业时对固井工艺及水泥浆体系提出一定挑战。但是，油田公司为满足后期井下增产措施以及井筒长期有效性的目的，固井作业要进行全井段封固。为解决水泥返高不够的问题，一般采用降低水泥浆体系的密度，或者分级固井的方式来满足油田公司的要求。另一方面：低渗透油气田井下增产措施的技术需求(完井作业时对产层要进行大型的压裂改造作业)，对井筒的压力完整性提出更高的要求，产层固井不允许使用分级固井工具(自身存在压力薄弱点，破坏了整个生产套管的压力完整性)。为满足井下增产措施的需求，确保整个生产套管的压力完整性(不允许采用分级固井工艺)，采用降低水泥浆体系的密度进行固井作业，由于低压力地层的存在不能达到全井筒封固的目的。针对这一问题，目前油田公司工程设计时就要求水泥浆上返到地层某一深度，或者漏失部分进行井口回填。因此，环空中存在一部分不能完全被水泥浆置换完的钻井液，该部分钻井液存在腐蚀套管，污染地层等问题，为后期整个井筒的全生命周期的安全性埋下了一定的隐患，并且现有技术中还没有公开可以固化固井的前置液。因此有必要研究一种可固化固井前置液体系来代替该部分不能固化的钻井液，解决以上问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种固井用可固化前置液体系及其制备方法，克服了现有技术中1：采用降低水泥浆体系的密度进行固井作业，由于低压力地层的存在不能达到全井筒封固的目的；2：井口回填造成环空中存在一部分不能完全被水泥浆置换完的钻井液，该部分钻井液存在腐蚀套管，污染地层等问题，为后期整个井筒的全生命周期的安全性埋下了一定的隐患；3：现有技术中还没有可以固化固井的前置液的等问题。为了解决技术问题，本专利技术的技术方案是：一种固井用可固化前置液体系，所述前置液体系由矿渣、钻井液、激活剂、增强剂、稳定剂、分散剂、缓凝剂、消泡剂和水组成，其中各组分的重量份为：矿渣100份、钻井液35～60份、激活剂3～10份、增强剂2～5份、稳定剂5～10份、分散剂0.4～1.2份、缓凝剂0.1～0.5份、消泡剂0.1～0.5份、水30～60份。优选的，所述各组分的重量份为：矿渣100份、钻井液40～50份、激活剂5～8份、增强剂2～4份、稳定剂5～8份、分散剂0.5～1份、缓凝剂0.1～0.3份、消泡剂0.1～0.4份、水35～50份。优选的，所述各组分的重量份为：矿渣100份、钻井液45份、激活剂6份、增强剂3份、稳定剂6份、分散剂0.8份、缓凝剂0.3份、消泡剂0.4份、水30份。优选的，所述矿渣为高炉矿渣，其中高炉矿渣的比表面积为200～500m2/kg。优选的，所述钻井液为水基钻井液，其中水基钻井液可选自聚磺钻井液或复合盐钻井液。优选的，所述激活剂由氢氧化钠、碳酸钠和氧化钙组成，其中氢氧化钠、碳酸钠和氧化钙的重量比为1～10：1～5：1～10。优选的，所述增强剂由硅酸钠和硫酸铝组成，其中硅酸钠和硫酸铝的重量比为1：5～5：1。优选的，所述稳定剂为微硅粉，其中微硅粉的平均粒径为0.15～20μm，其中微硅粉的比表面积为15000～20000m2/kg。优选的，所述分散剂选自木质素磺酸钠、木质素磺酸钙、亚甲基二萘磺酸钠、三聚磷酸钠或六偏磷酸钠中的一种或多种，所述缓凝剂选自柠檬酸、酒石酸及其盐、锌盐、磷酸盐中的一种或多种，所述消泡剂选自二甲基硅油、有机硅消泡剂、乳化硅油、高碳醇脂肪酸酯复合物、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚或聚氧丙烯中的一种或多种。优选的，一种如上任一项所述的固井用可固化前置液体系的制备方法，包括以下步骤：步骤1)配制激活剂和增强剂；步骤2)按照重量份分别称取矿渣100份、钻井液35～60份、激活剂3～10份、增强剂2～5份、稳定剂5～10份、分散剂0.4～1.2份、缓凝剂0.1～0.5份、消泡剂0.1～0.5份、水30～60份；步骤3)将矿渣100份、激活剂3～10份、增强剂2～5份、稳定剂5～10份、分散剂0.4～1.2份和缓凝剂0.1～0.5份混合搅拌制成混合干粉；步骤4)将钻井液35～60份、消泡剂0.1～0.5份和水30～60份放入搅拌器内以4000r/min的速度进行搅拌，搅拌制成混合液；步骤5)将步骤3)所述混合干粉在15s内匀速加入步骤4)所述混合液中，接着盖上搅拌器顶盖以12000r/min的速度继续搅拌35s，完成固井用可固化前置液体系的制备。相对于现有技术，本专利技术的优点在于：(1)本专利技术将矿渣、钻井液、激活剂、增强剂、稳定剂、分散剂、缓凝剂、消泡剂和水按一定比例混配制成固井用可固化前置液，本专利技术固井用可固化前置液用于代替不能固化的钻井液，该固井用可固化前置液固化后起到环空封固的作用，即使在固井时该部分前置液不能被水泥浆完全转换，经过一定时间仍然自身可以固化，达到与水泥浆封固相同的目的，固化强度高，抗压强度大；(2)本专利技术固井用可固化前置液在施工工过程中，具有良好的流变性能，可与水泥浆和钻井液有良好的相溶性，与水泥浆和钻井液在不同比例混合后体系稳定，固井用可固化前置液顶替结束后可自身固化，达到全井封固的目的，解决了固井过程中由于环空压耗大、地层承压能力低，水泥浆不能完全封固环空的问题；(3)本专利技术固井用可固化前置液经过一定时间自身可以固化，避免了腐蚀套管，污染地层等问题，减少了腐蚀，延长了油井寿命，其经济效益不可估量；(4)本专利技术固井用可固化前置液所用材料可就地取材，用完井钻井液进行配制可固化前置液体系，成本低，现场维护操作方便，本专利技术固井用可固化前置液的制备方法简便，利于实现。具体实施方式下面结合实施例描述本专利技术具体实施方式：需要说明的是，本说明书所示意的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本专利技术可实施的限定条件，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本专利技术所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本专利技术所揭示的
技术实现思路
能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本专利技术可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更
技术实现思路
下，当亦视为本专利技术可实施的范畴。本专利技术所述高炉矿渣、聚磺钻井液、复合盐钻井液、氢氧化钠、碳酸钠、氧化钙、硅酸钠、硫酸铝、微硅粉、质素磺酸钠、木质素磺酸钙、亚甲基二萘磺酸钠、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、柠檬酸、酒石酸及其盐、锌盐、磷酸盐、二甲基硅油、有机硅消泡剂、乳化硅油、高碳醇脂肪酸酯复合物、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚或聚氧丙烯均为市购产品。所述高炉矿渣是冶炼生铁时从高炉中排出的一种废渣，是一种易熔混合物，可采用多种工艺加工成具有多种用途的宝贵材料。聚磺钻井液一般是在水基钻井液中引入聚合物，三璜体系，包括磺化单宁(SMT)，磺化烤焦(SMK)及磺化酚醛树脂(SMP)，从而提高钻井液抗高温抗盐性能。复合盐钻井液具有高比重本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种固井用可固化前置液体系，其特征在于：所述前置液体系由矿渣、钻井液、激活剂、增强剂、稳定剂、分散剂、缓凝剂、消泡剂和水组成，其中各组分的重量份为：矿渣100份、钻井液35～60份、激活剂3～10份、增强剂2～5份、稳定剂5～10份、分散剂0.4～1.2份、缓凝剂0.1～0.5份、消泡剂0.1～0.5份、水30～60份。

【技术特征摘要】
1.一种固井用可固化前置液体系，其特征在于：所述前置液体系由矿渣、钻井液、激活剂、增强剂、稳定剂、分散剂、缓凝剂、消泡剂和水组成，其中各组分的重量份为：矿渣100份、钻井液35～60份、激活剂3～10份、增强剂2～5份、稳定剂5～10份、分散剂0.4～1.2份、缓凝剂0.1～0.5份、消泡剂0.1～0.5份、水30～60份。2.根据权利要求1所述的一种固井用可固化前置液体系，其特征在于：所述各组分的重量份为：矿渣100份、钻井液40～50份、激活剂5～8份、增强剂2～4份、稳定剂5～8份、分散剂0.5～1份、缓凝剂0.1～0.3份、消泡剂0.1～0.4份、水35～50份。3.根据权利要求2所述的一种固井用可固化前置液体系，其特征在于：所述各组分的重量份为：矿渣100份、钻井液45份、激活剂6份、增强剂3份、稳定剂6份、分散剂0.8份、缓凝剂0.3份、消泡剂0.4份、水30份。4.根据权利要求3所述的一种固井用可固化前置液体系，其特征在于：所述矿渣为高炉矿渣，其中高炉矿渣的比表面积为200～500m2/kg。5.根据权利要求3所述的一种固井用可固化前置液体系，其特征在于：所述钻井液为水基钻井液，其中水基钻井液可选自聚磺钻井液或复合盐钻井液。6.根据权利要求3所述的一种固井用可固化前置液体系，其特征在于：所述激活剂由氢氧化钠、碳酸钠和氧化钙组成，其中氢氧化钠、碳酸钠和氧化钙的重量比为1～10：1～5：1～10。7.根据权利要求3所述的一种固井用可固化前置液体系，其特征在于：所述增强剂由硅酸钠和硫酸铝组成，其中硅酸钠和硫酸铝的重量比为1...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘志雄，王文斌，陈兴中，李志宏，陈鹏伟，陈宁，唐凯，彭元超，胡久艳，吴光，朱哲，张弢，杨茂红，
申请(专利权)人：中国石油集团川庆钻探工程有限公司工程技术研究院，
类型：发明
国别省市：陕西,61