新型超低密度固井液制造技术

本发明专利技术公开了一种超低密度高强固井液，按照质量比，其包括：改性珍珠岩玻化微珠减轻材料10

【技术实现步骤摘要】
新型超低密度固井液
[0001]

[0002]本专利技术属于油井固井施工
，具体涉及新型超低密度固井液。
[0003]
技术介绍

[0004]周知，在钻井作业时，为了保护套管、降低固井成本、提高油气产量，固井施工时通常使用低密度固井液固井。特别是固井液密度1.15
‑
1.25之间的超低低密度固井液是常用的固井材料。目前密度为1.15
‑
1.25的超低密度固井液体系中，减轻材料主要是人造空心玻璃微珠。这种人造玻璃微珠减轻材料每吨至少2万元，价格高。所以无法推广使用。珍珠岩玻化微珠低密度固井液体系，成本比较低，但配制低密度浆体有很多缺点，满足不了要求，主要表现为：1、浆体稳定性差；2、在井下压力作用下珍珠岩玻化微珠颗粒容易破碎、吸水，浆体收缩大，瞬间稠化；3、浆体凝固后抗压强度低，无法满足要求。
[0005]珍珠岩玻化微珠是建筑保温材料，来源广，价格低。50
‑
80目珍珠岩玻化微珠，大部分是空心圆形颗粒，它的部分性能和粉煤灰漂珠接近。但珍珠岩玻化微珠颗粒形状圆度不够，表面粗糙有空隙及缺口，壳体薄强度低，所以在压力作用下很容易吸水及破碎，另外，为了提高固井液置换钻井液的效率，提高封固质量，特别是二界面固井质量。固井施工时，注入固井液之前，要使用密度和钻井液密度相当的前置液。目前国内没有满足固井要求的前置液，所遇到的问题是固井液和前置液、钻井液三者相容性差，固井施工后，上部封固段会出现混浆，造成固井液返高不够，出现固井质量问题。
[0006]针对现有技术上的弊端，作为本行业的技术人员，如何通过技术改进，研制生产一种新型的多功能浆体，密度接近钻井液，可在实际使用过程中提高其与现有的钻井液、固井液的相容性是现有本行业亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0007]为克服现有技术不足，本专利技术的超低密度固井液体系，使用的减轻材料是珍珠岩玻化微珠，这种减轻材料作为建筑行业的保温材料，由珍珠岩玻化而成。所以这种珍珠岩玻化微珠材料来源广阔，价格低。其目的是实现能配制密度1.15
‑
1.25超低密度高强固井液体系，同时还可以配制固井施工前置液（浆体密度1.05
‑
1.15凝固后的抗压强度大于等于5兆帕，45℃养护24小时）。
[0008]为实现上述技术目的，本专利技术采用以下方案：一种超低密度高强固井液，按照质量比，其包括：改性珍珠岩玻化微珠减轻材料10
‑
30%，增强材料60
‑
75%，促凝早强剂5
‑
9%，促凝早强助剂5
‑
9%，G级水泥10
‑
15%。
[0009]增强材料，促凝早强剂和促凝早强助剂皆采用改性珍珠岩玻化微珠作固井液减轻材料，可以配制密度1.05
‑
1.25超低密度高强固井液，45℃养护24小时抗压强度可以达到
7.5兆帕以上。
[0010]所述的改性珍珠岩玻化微珠减轻材料包括改性膨润土，三乙醇胺和超细潜胶凝材料及微硅粉，可再分散乳胶粉五种混合物；这五种混合物三乙醇胺0.5
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1%,改性膨润土3
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5%，微硅粉20
‑
35%，可再分散乳胶粉5
‑
10%，超细潜胶凝材料57
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67%，加水搅拌均匀，配制成含固量30
‑
40%浆体，喷撒在珍珠岩玻化微珠颗粒表面上，105℃下烘干，在珍珠岩玻化微珠颗粒表面形成保护层、堵塞颗粒表面开口孔道，降低珍珠岩玻化微珠吸水率、防止颗粒破碎，从而提高了珍珠岩玻化微珠低密度固井液浆体凝固后的抗压强度及浆体收缩率。
[0011]所述的促凝早强剂及早强助剂由白炭黑和硫酸盐和碳酸盐及氧化钙和有机酸盐以质量各占20%复配而成，有机酸钙盐为羧酸钙盐。
[0012]本专利技术的有益效果为：减轻材料中的珍珠岩玻化微珠通过表面处理，及以上组分在含钙碱性条件下相互作用实现物理化学反应，所得到的混合物可实现很好的触变性以及高的凝结强度；其在使用过程中，通过以上物料配比可得到超低密度高强固井液以及超低密度固井液领浆体系（前置液）。固井液领浆体系与钻井液有很好的相容性，即不怕钻井液污染。所以使用固井液领浆体系固井施工，能够提高置换效率减少混浆，提高固井质量。
具体实施方式
[0013]以下实施例将对本专利技术所公开的新型超低密度固井液进行具体细节上的讲解。
[0014]本专利技术所述的新型超低密度高强固井液由：改性珍珠岩玻化微珠减轻材料，添加增强材料，促凝早强剂，促凝早助剂组成。在石油钻井固井施工中，为了保护油管不被氧化而损坏，要求固井液返到地面。G级油井水泥固井液通常情况下，其密度为1.85
‑
1.95之间。这样大的密度很容易压漏地层，堵塞油气通道，污染油气产层，降低油气产量。所以固井施工时，油气层200米以上至地面井段要求使用低密度固井液封固，其密度接近钻井液密度（1.10
‑
1.25）比较好。
[0015]实施例1：改性珍珠岩玻化微珠减轻材料10%，增强材料65%，促凝早强剂7.5%，促凝早强助剂7.5%，G级水泥10%。
[0016]所述的改性珍珠岩玻化微珠减轻材料包括改性膨润土，三乙醇胺和1250目超细G级水泥及微硅粉，可再分散乳胶粉五种混合物；这五种混合物三乙醇胺1%,改性膨润土4%，微硅粉25%，可再分散乳胶粉10%，1250目超细G级水泥60%，加水搅拌均匀，配制成含固量30
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40%浆体，喷撒在珍珠岩玻化微珠颗粒表面上，105℃下烘干，在珍珠岩玻化微珠颗粒表面形成保护层、堵塞颗粒表面开口孔道，降低珍珠岩玻化微珠吸水率、防止颗粒破碎，从而提高了珍珠岩玻化微珠低密度固井液浆体凝固后的抗压强度及浆体收缩率。
[0017]所述的促凝早强剂及早强助剂由白炭黑和硫酸盐和碳酸盐及氧化钙和有机酸盐以质量各占20%复配而成，有机酸钙盐为羧酸钙盐。
[0018]以上新型超低密度高强固井液的物理特性参数为：1、密度：1.15
‑
1.202、抗压强度：大于或等于7.5兆帕（45℃*24小时）3、稠化时间：200
‑
300分钟（75℃*25兆帕）4、失水：小于或等于50毫升
5、触变性：搅拌2分钟从80降到30（35型粘度计600转计读数）。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新型超低密度固井液，其特征在于：按照质量比，其包括：改性珍珠岩玻化微珠减轻材料10
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30%，增强材料60
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75%，促凝早强剂5
‑
9%，促凝早强助剂5
‑
9%，G级水泥10
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15%。2.如权利要求1所述的新型超低密度固井液，其特征在于：所述的改性珍珠岩玻化微珠减轻材料包括改性膨润土，三乙醇胺和1250目G级水泥及微硅粉，可再分散乳胶粉五种混合物；这五种混合物三乙醇胺0.5
‑
1%,改性膨润土3
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5%，微硅粉20

【专利技术属性】
技术研发人员：时永生，吴阳，常磊，董小龙，毕庆丰，田东诚，
申请(专利权)人：陕西固德石油工程有限公司大庆钻探工程公司，
类型：发明
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