一种精细控压固井用减阻材料及减阻水泥浆制造技术

本发明专利技术公开了一种精细控压固井用减阻材料及减阻水泥浆。所述控压固井用减阻材料由减阻剂、减阻颗粒、聚合物活性剂、氨基磺酸钠和磷酸酯组成。由水泥和控压固井用减阻材料可制备控压固井用减阻水泥，控压固井用减阻材料的质量为水泥质量的10～18％。由控压固井用减阻水泥、水与降失水剂、缓凝剂、消泡剂、悬浮稳定剂和加重剂中至少一种能够制备控压固井用减阻水泥浆。本发明专利技术控压固井用减阻水泥浆具有流变性好、摩阻低、滤失量低、稠化时间任意可调、稠化性能稳定、配方组成及现场施工简单等特性，能够满足控压固井注水泥技术要求。

【技术实现步骤摘要】
一种精细控压固井用减阻材料及减阻水泥浆
本专利技术涉及一种精细控压固井用减阻材料及减阻水泥浆，属于石油工程

技术介绍
随着油气资源勘探开发逐渐走向深水深层，窄密度窗口地层固井问题日益突出。由于作业密度窗口窄，难以实现固井全过程压力平衡，极易出现溢流和漏失现象近而导致固井作业失败。精细控压固井技术能够有效解决窄密度窗口地层安全固井问题，该技术要求控压固井过程中入井流体具备低环空摩阻性能，确保实现注水泥顶替阶段控压压力的精准控制，使溢、漏层段压力控制在安全密度窗口范围之内。选择低环空摩阻水泥浆体系是保证控压固井成功的关键，常规的水泥浆体系由于没有加入专门的减阻材料，导致水泥浆环空摩阻大，井口回压补偿空间变小，无法实现注水泥浆阶段的精细控压。目前适合精细控压固井的减阻材料和低摩阻水泥浆体系较少，尚处于初期开发探索阶段，在控压固井中具有较大的研究价值和应用前景。因此，研究适合精细控压固井作业用的减阻材料和低摩阻水泥浆体系至关重要，可以减少控压固井施工过程中的循环压耗和施工作业时间，降低施工压力和安全风险，保障窄压力窗口地层的封固质量。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种可用于精细控压固井的减阻材料，该减阻材料的制备工艺简单，成本低，添加进水泥浆中后降低环空摩阻效果良好，所形成的水泥浆能够用于窄密度窗口控压固井作业，确保注水泥浆顶替阶段控压压力精确控制，提高固井质量。本专利技术所提供的控压固井用减阻材料，由减阻剂、减阻颗粒、聚合物活性剂、氨基磺酸钠和磷酸酯组成；>每100质量份所述碱阻材料中，各组分的含量如下：碱阻剂9～12质量份；减阻颗粒30～40质量份；聚合物活性剂40～50质量份；氨基磺酸钠9～12质量份；磷酸酯2～5质量份。每100质量份所述碱阻材料中，各组分的含量优选为：1)碱阻剂9质量份；减阻颗粒30～40质量份；聚合物活性剂40～50质量份；氨基磺酸钠9～12质量份；磷酸酯2～5质量份；2)碱阻剂9质量份；减阻颗粒30～35质量份；聚合物活性剂40～44质量份；氨基磺酸钠9～10质量份；磷酸酯2～3质量份；3)碱阻剂9质量份；减阻颗粒35质量份；聚合物活性剂44质量份；氨基磺酸钠9质量份；磷酸酯3量份。上述的减阻材料中，所述减阻颗粒为球型固体颗粒，目数为400目～800目，材质为金属氧化物，所述金属氧化物为氧化铝、二氧化硅和/或四氧化三锰。所述减阻颗粒包括低目数球型固体颗粒与高目数球型固体颗粒；所述低目数球型固体颗粒与所述高目数球型固体颗粒的质量比为1：2～3，优选为1：2.5，所述低目数球型固体颗粒的目数优选为400目，所述高目数球型固体颗粒的目数优选为800目。上述的减阻材料中，所述减阻剂可为甲醛丙酮缩聚物、聚萘系磺酸盐、木质素磺酸盐和多羟基羧酸盐中至少一种；所述甲醛丙酮缩聚物可为磺化酮醛缩聚物，如采购自湖北江汉石油科技有限公司的商品代号为CF44S的磺化酮醛缩聚物。所述聚萘系磺酸盐可为萘磺酸盐甲醛缩合物；所述多羟基羧酸盐可为柠檬酸、酒石酸、水杨酸等及其盐；所述聚合物活性剂可为乙烯基单体聚合物或其衍生物，如乙烯-醋酸乙烯共聚物或其衍生物；所述磷酸酯可为烷基聚氧乙烯醚磷酸酯盐及烷基磷酸酯盐，如单十二烷基磷酸酯三乙醇胺。在所述减阻材料的基础上，本专利技术进一步提供了一种控压固井用减阻水泥，将所述减阻材料与水泥混合均匀即得；所述控压固井用减阻材料的质量为所述水泥质量的10～18％，如10％、12％、15％、17％或18％；所述水泥优选为G级油井水泥，属于波特兰硅酸盐油井水泥，主要化学成分为铝酸三钙、铁铝酸四钙、硅酸三钙和硅酸二钙，要求比表面积不小于300m2/kg、平均粒径10um～30um，45um筛孔筛余不得超过5％。所述控压固井用减阻水泥具有低摩阻高性能，环空摩阻降低45～50％，具有较好的减阻效果。在所述减阻水泥的基础上，本专利技术更进一步提供了一种控压固井用减阻水泥浆，将所述控压固井用减阻水泥与水和降失水剂、缓凝剂、消泡剂、悬浮稳定剂和加重剂中至少一种均匀混合即得；相对于100质量份的所述水泥，各组分的含量如下：降失水剂3～6份；缓凝剂0.3～1.5份；消泡剂0.2～1.5份；悬浮稳定剂0.5～5份；加重剂0～130份，水42～65份；进一步优选为下述1)降失水剂3～6份；缓凝剂0.3～0.5份；消泡剂0.6～1.5份；悬浮稳定剂1.2～2份；加重剂20～120份，水46～64份；2)降失水剂3份；缓凝剂0.5份；消泡剂0.6份；悬浮稳定剂1.5份；水46份；3)降失水剂3份；缓凝剂0.4份；消泡剂0.6份；悬浮稳定剂2份；加重剂20份水46份；4)降失水剂6份；缓凝剂0.3份；消泡剂0.6份；悬浮稳定剂2份；加重剂50份水52份；5)降失水剂6份；缓凝剂0.5份；消泡剂0.8份；悬浮稳定剂2份；加重剂82份水58份；6)降失水剂6份；缓凝剂0.3份；消泡剂1.5份；悬浮稳定剂1.2份；加重剂120份水64份。所述控压固井用减阻水泥浆的密度为1.88g/cm3～1.92g/cm3；所述消泡剂为聚乙烯醚、磷酸三丁酯和有机硅中至少一种；所述降失水剂选自含有AMPS单体的聚合物类降失水剂，如湖北江汉石油科技有限公司的商品代号为CG88L的降失水剂；所述缓凝剂为葡萄糖酸钠和/或AM/AA/AMPS三元共聚物；所述加重剂为微锰粉；所述悬浮稳定剂为微硅粉与黄原胶的混合物，质量比为90～95：5～10，优选为95：5。与现有技术相比，本专利技术控压固井用减阻水泥浆具有如下优点：(1)水泥浆环空摩阻降低45～50％，相对于常规水泥浆体系流变性能显著提高，有效降低泵注循环压耗，确保控压固井作业安全；(2)水泥浆具有良好的沉降稳定性，长时间顶替过程中部沉降，确保质量；(3)稠化时间在120～400min内任意可调，稠化时间可重复性较高；(4)防气窜性能良好，SPN指数为1.96，满足窄密度窗口防窜固井施工安全。本专利技术控压固井用减阻水泥浆具有流变性好、摩阻低、滤失量低、稠化时间任意可调、稠化性能稳定、配方组成及现场施工简单等特性，能够满足控压固井注水泥技术要求。附图说明图1为对比例1(常规水泥浆)水泥浆的100℃稠化曲线(初始稠度13Bc/T.T＝145min)。图2为实施例1(低摩阻高性能水泥浆)水泥浆的100℃稠化曲线(初始稠度8Bc/T.T＝165min)。具体实施方式下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。下述实施例中所使用的原料皆为中海油海上固井常用的产品，均可购买获得。下述实施例中水泥浆按照“GB/T本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种控压固井用减阻材料，由减阻剂、减阻颗粒、聚合物活性剂、氨基磺酸钠和磷酸酯组成。/n

【技术特征摘要】
1.一种控压固井用减阻材料，由减阻剂、减阻颗粒、聚合物活性剂、氨基磺酸钠和磷酸酯组成。


2.根据权利要求1所述的减阻材料，其特征在于：每100质量份所述碱阻材料中，各组分的含量如下：
碱阻剂9～12质量份；
减阻颗粒30～40质量份；
聚合物活性剂40～50质量份；
氨基磺酸钠9～12质量份；
磷酸酯2～5质量份。


3.根据权利要求1或2所述的减阻材料，其特征在于：所述减阻颗粒为球型固体颗粒，目数为400目～800目，材质为金属氧化物，所述金属氧化物为氧化铝、二氧化硅和/或四氧化三锰。


4.根据权利要求3所述的减阻材料，其特征在于：所述减阻颗粒包括低目数球型固体颗粒与高目数球型固体颗粒,低目数球型固体颗粒与所述高目数球型固体颗粒的目数比为1：2.5。


5.根据权利要求1-4中任一项所述的减阻材料，其特征在于：所述减阻剂为甲醛丙酮缩聚物、聚萘系磺酸盐、木质素磺酸盐和多羟基羧酸盐中至少一种；
所述聚合物活性剂为乙烯基单体聚合物及其衍生物；
所述磷酸酯为烷基聚氧乙烯醚磷酸酯盐及烷基磷酸酯盐。


6.一种控压固井用减阻水泥，由水泥和权利要求1-5中任一项所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：武治强，杨向前，李中，范白涛，郭华，张兴全，岳家平，任美鹏，郭宗禄，
申请(专利权)人：中海石油中国有限公司，中海石油中国有限公司北京研究中心，
类型：发明
国别省市：北京;11