一种油井水泥石高温稳定剂及其应用制造技术

本发明专利技术涉及一种油井水泥石高温稳定剂，包括如下质量百分比的各组分：沉淀二氧化硅40

【技术实现步骤摘要】
一种油井水泥石高温稳定剂及其应用


[0001]本专利技术属于石油钻井工程
，尤其涉及一种油井水泥石高温 稳定剂及其应用。

技术介绍

[0002]油井水泥石的抗高温强度衰退材料一直以来用的是硅粉，但长期的 实践表明硅粉在长期经受高温后(静止温度≥150℃)力学性能衰退， 抗压强度衰减厉害，不能保证长期封固有效，特别是用于稠油热采及地 热井固井需求的水泥浆体系，普通加砂配方已经不再适用。
[0003]以火驱采油举例：火驱技术是通过注气井连续注入空气，点燃并加 热油层，将原油推向生产井的一种稠油热采技术，具有热效率高、采收 率高、节能减排等优势。适用范围广，可用于较深的稠油油藏、低渗透 油藏、注水能力差或不适合用水驱的油藏。
[0004]国外开展火烧油层技术的国家有美国、罗马尼亚等40余个国家。 在数量方面美国领先，其单井产量平均为4.5t/d，罗马尼亚Sup lacu 油田火驱项目在世界上规模最大，稳产近30年，累计增产1500
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104t。 我国自1958年起，先后在新疆、玉门、胜利、吉林和辽河油田开展了 火烧油层试验研究。目前辽河油田与新疆油田火驱试验较为成功，其中 辽河油田规模国内最大，有5个稠油区块开展火驱试验。火驱采油过程 中火焰温度高，会造成普通水泥环强度衰退，水泥环易破裂造成环空带 压及套管损坏。
[0005]目前，国内在抗高温衰退领域使用的是硅酸盐、磷酸盐水泥，或在 G级水泥中加入超细硅材料，这些材料使水泥的部分水化产物在高温下 强度衰退现象有所减弱，但没有根本上解决水泥石强度衰退的问题，磷 酸盐水泥在现场应用过程中出现了固井质量差的问题。
[0006]因此，基于这些问题，提供一种适用于超高温、稠油热采及地热井 固井需求的油井水泥石高温稳定剂，具有重要的现实意义。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种适用于超高温、 稠油热采及地热井固井需求的油井水泥石高温稳定剂。
[0008]本专利技术解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：
[0009]一种油井水泥石高温稳定剂，包括如下质量百分比的各组分：
[0010][0011]进一步的，所述沉淀二氧化硅的粒径≥200目。
[0012]进一步的，所述氧化铝粉粒径400-800目。
[0013]进一步的，所述海泡石粉粒径为≥200目。
[0014]进一步的，所述玄武岩全切纤维长度≤2mm。
[0015]进一步的，所述碳纳米管直径≤10nm，长度≤2mm。
[0016]上述的油井水泥石高温稳定剂的应用：将所述稳定剂与G级高抗硫 酸盐水泥按照比例混合获得水泥浆体系，将该水泥浆体系应用于超高 温、稠油热采及地热井固井。
[0017]本专利技术的优点和积极效果是：
[0018]本专利技术的油井水泥石高温稳定剂能够形成一套适用于超高温、稠油 热采及地热井固井需求的水泥浆体系，各项性能满足施工要求，形成的 水泥石环耐高温，能有效避免火驱、气驱施工后水泥石抗压强度衰退， 保证水泥环的完整性，避免因水泥石破碎造成环空带压及套管损坏。
具体实施方式
[0019]首先，需要说明的是，以下将以示例方式来具体说明本专利技术的具体 结构、特点和优点等，然而所有的描述仅是用来进行说明的，而不应将 其理解为对本专利技术形成任何限制。此外，在本文所提及各实施例中予以 描述或隐含的任意单个技术特征，仍然可在这些技术特征(或其等同物) 之间继续进行任意组合或删减，从而获得可能未在本文中直接提及的本 专利技术的更多其他实施例。
[0020]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中 的特征可以相互组合。
[0021]实施例1
[0022]本实施例提供的一种油井水泥石高温稳定剂，包括如下质量百分比 的各组分：
[0023][0024]其中，所述沉淀二氧化硅的粒径≥200目；所述氧化铝粉粒径400-800 目；所述海
泡石粉粒径为≥200目；所述玄武岩全切纤维长度≤2mm；所 述碳纳米管直径≤10nm，长度≤2mm。
[0025]上述的油井水泥石高温稳定剂的应用：将所述稳定剂与G级高抗硫 酸盐水泥按照比例混合获得水泥浆体系，将该水泥浆体系应用于超高温、 稠油热采及地热井固井。
[0026]实施例2
[0027]对油井水泥石高温稳定剂进行制备：称取沉淀二氧化硅500g，纳米 氧化铝300g，海泡石粉100g，玄武岩全切纤维90g，碳纳米管10g混合 均匀即可。
[0028]其中，沉淀二氧化硅的粒径≥200目；氧化铝粉粒径400-800目；海 泡石粉粒径为≥200目；玄武岩全切纤维长度≤2mm；碳纳米管直径≤ 10nm，长度≤2mm。
[0029]实施例3
[0030]对油井水泥石高温稳定剂进行制备：称取沉淀二氧化硅400g，纳米 氧化铝400g，海泡石粉135g，玄武岩全切纤维50g，碳纳米管15g混合 均匀即可。
[0031]其中，沉淀二氧化硅的粒径≥200目；氧化铝粉粒径400-800目； 海泡石粉粒径为≥200目；玄武岩全切纤维长度≤2mm；碳纳米管直径≤ 10nm，长度≤2mm。
[0032]实施例4
[0033]制备普通加砂水泥浆体系：
[0034]将G级嘉华水泥600g、硅粉(200目)240g、降失水剂ZJ-2：10.08g、 促凝剂ZQ-3：16.8g、水：369.6mL混合，得到水泥浆体系；
[0035]实施例5
[0036]制备超细硅粉水泥浆体系：
[0037]将G级嘉华水泥600g、超细硅粉(1000目)240g、降失水剂ZJ-2： 10.08g、促凝剂ZQ-3：16.8g、分散剂ZF-1：2g、水369.6mL混合，得 到水泥浆体系；
[0038]实施例6
[0039]制备油井水泥石高温稳定剂水泥浆体系：
[0040]将G级嘉华水泥600g、实施例2得到的水泥石高温稳定剂240g、 降失水剂ZJ-2：10.08g、促凝剂ZQ-3：16.8g、分散剂ZF-1：5g、水 369.6mL混合，得到水泥浆体系；
[0041]实施例7
[0042]制备油井水泥石高温稳定剂水泥浆体系：
[0043]将G级嘉华水泥600g、实施例3得到的水泥石高温稳定剂240g、 降失水剂ZJ-2：10.08g、促凝剂ZQ-3：16.8g、分散剂ZF-1：5g、水 369.6mL混合，得到水泥浆体系；
[0044]实施例8
[0045]对实施例4、5、6、7得到的水泥浆体系进行性能测试，得到的结 果如下表1：
[0046]表1水泥浆性能
[0047][0048][0049]从表1可以看出：加入硅粉、超细二氧化硅及高温稳定剂的三套水 泥浆体系低温水泥石抗压强度值相差不大，但高温养护后，抗压强度值 相差很大，320℃养护3天后加砂水泥石抗压强度降本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种油井水泥石高温稳定剂，其特征在于：包括如下质量百分比的各组分：2.根据权利要求1所述的一种油井水泥石高温稳定剂，其特征在于：所述沉淀二氧化硅的粒径≥200目。3.根据权利要求1所述的一种油井水泥石高温稳定剂，其特征在于：所述氧化铝粉粒径400-800目。4.根据权利要求1所述的一种油井水泥石高温稳定剂，其特征在于：所述海泡石粉粒径为≥200目。5.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：任强，刘景丽，彭松，曹洪昌，王野，蒋世伟，马骏，刘泸萍，张鑫，贺兴伟，张玉鹏，毕毅，刘超，
申请(专利权)人：中国石油天然气集团有限公司，
类型：发明
国别省市：