一种储气库用淡水抗盐韧性水泥浆制造技术

本发明专利技术公开了一种储气库用淡水抗盐韧性水泥浆体系，以重量份计，该水泥浆体系包括：G级水泥100份，淡水42份，丙酮甲醛缩合物分散剂0.3～0.5份，改性橡胶粉弹性剂3～3.5份，铝粉发气膨胀剂0.3～0.5份，降失水剂ZYJ-1L4～5份，玄武岩纤维0.1～0.2份，聚合氯化铝复配硅铝酸盐抗盐促凝剂0.5～1.5份，聚醚类消泡剂为0.2～0.3份。本发明专利技术通过G级油井水泥与抗盐降失水剂、抗盐促凝剂、膨胀剂、弹性剂、纤维、分散剂等外加剂采用淡水进行配浆，改善水泥浆的性能，并在9％、18％的盐的侵蚀下，性能稳定，在文23储气库成功应用，满足储气库建设需求。满足储气库建设需求。

【技术实现步骤摘要】
一种储气库用淡水抗盐韧性水泥浆


[0001]本专利技术涉及石油及天然气固井水泥浆
，尤其涉及一种把盐层作为盖层的储气库用淡水抗盐韧性水泥浆。

技术介绍

[0002]随着国家对清洁能源需求增大，天然气作为一种清洁能源用量越来越大，其使用的特点是冬季使用量远远大于夏季，而储气库有很好的调峰作用，可有效缓解天然气的供应难题。中原油田地处华北天然气调峰中心，中原储气库的建设是将厚度200～500m巨厚盐层作为盖层，可有效防止所储气量损失，储气库生产过程中高压注气、低压采气，水泥石要具有一定的弾韧性，否则微间隙的产生造成密封不严，因此，是否封固好盐层段的固井质量且水泥环抗交变应力的载荷是储气库建设成败的关键性因素。
[0003]目前针对巨厚盐层固井相关技术的水泥浆均采用饱和或半饱和含盐水泥浆体系，储气库盖层固井质量要求有连续25m的优质封固。专利CN107794012A公开了一种储气库固井用增韧膨胀水泥浆，采用改性丁苯橡胶与聚丙烯纤维复合而成的增韧剂，以及聚合物胶乳类的改性PVA类降失水剂虽然实现了微膨胀、高强度、低弹性模量，但该体系抗盐能力不强，在盐的侵蚀作用下，水泥浆水化反应后固结时间长，甚至不起强度，实际应用中盐层段封固优良率不足25％，造成文23储气库停工达两月之久。专利CN1919963A适用于盐穴储气库的盐水水泥浆，体系中加了浓度为15％～18％的盐水，该体系稠化时间长，水泥石脆性高，在长期注采交变应力的作用下易导致水泥环密封失效，影响储气库寿命。
[0004]针对上述难题，如何确保在盐侵条件下水泥石强度发展不受影响，而且水泥石的弹性模量降低至8GPa之内是急需解决的技术难题。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种储气库用淡水抗盐韧性水泥浆，本专利技术提供的水泥浆具有良好的性能。
[0006]本专利技术为了满足文23储气库盐层的封固质量对水泥浆体系提出了更高的要求，根据施工前期测定隔离液由注入到返出，CL-由1万上升至4万到10万，常规欠饱和水泥浆CL-含量一般在17万到18万，因此，采用淡水配置抗盐型水泥浆理论上可行，实际操作减少了配置盐水的工作量，降低施工组织的难度，减轻劳动强度。
[0007]本专利技术提供了一种储气库用淡水抗盐韧性水泥浆，以重量份计，包括：
[0008]油井水泥 100份，
[0009]水 42份，
[0010]分散剂 0.3～0.5份，
[0011]弹性剂 3～3.5份，
[0012]膨胀剂 0.3～0.5份，
[0013]降失水剂 4～5份，
[0014]纤维 0.1～0.2份，
[0015]促凝剂 0.5～1.5份，
[0016]消泡剂 0.2～0.3份。
[0017]在本专利技术中，所述油井水泥优选为G级油井水泥，如可采用嘉华G级、葛洲坝G级或药王山G级油井水泥；G级水泥是基础水泥，适应范围广，可满足几乎全部井型固井的需要。本专利技术对所述油井水泥的来源没有特殊的限制，可由市场购买获得。
[0018]在本专利技术中，所述分散剂的重量份数优选为0.4分。在本专利技术中，所述分散剂优选为丙酮甲醛缩合物，本专利技术对所述分散剂的来源没有特殊的限制，可由市场购买获得。
[0019]在本专利技术中，所述膨胀剂(主材料)优选为铝粉，碱性条件下发生化学反应，产生氢气，而使水泥体积膨胀；本专利技术对所述膨胀剂的来源没有特殊的限制，可由市场购买获得。
[0020]在本专利技术中，所述降失水剂优选为：
[0021]由丙烯酰胺、丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和有机磷酸盐聚合得到的产物。
[0022]在本专利技术中，所述降失水剂的制备方法优选包括：
[0023]在引发剂和分子调节剂的作用下，将丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、丙烯酸和有机磷酸盐进行反应，得到将失水剂。
[0024]在本专利技术中，所述引发剂优选选自硫代硫酸钠。
[0025]在本专利技术中，所述分子调节剂优选为金属盐类分子调节剂，更优选为硫酸亚铁或MgCl2。
[0026]在本专利技术中，所述有机磷酸盐优选为HEDP
·
Na(羟基乙叉二膦酸钠)或HEDP
·
Kx(羟基乙叉二膦酸钾)。
[0027]在本专利技术中，所述丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、丙烯酸、有机磷酸盐、引发剂和分子调节剂的质量比优选为(600～650)：(50～100)：50:50：(2～5)：(1～2)，更优选为(610～640)：(60～90)：50:50：(3～4)：(1.2～1.8)，最优选为(620～630)：(70～80)：50:50：(3.2～3.8)：(1.4～1.6)。
[0028]在本专利技术中，所述反应的pH值优选为7～8，优选采用碱性溶液如氢氧化钠溶液调节反应体系的pH值为7～8。
[0029]在本专利技术中，优选采用分子调节剂将得到的降失水剂的分子量控制为25
×
104～35
×
104。
[0030]在本专利技术中，所述反应的温度优选为25～60℃，更优选为30～55℃，最优选为35～50℃；所述反应优选在搅拌的条件下进行，所述反应的时间优选为480～640min，更优选为500～600min，最优选为540～560min。
[0031]在本专利技术中，所述促凝剂优选选自聚合氯化铝或复配硅铝酸盐；所述复配硅铝酸盐优选为含有CaO，CaCl2，MgO，MgSO4的复配硅铝酸盐。本专利技术对所述促凝剂的来源没有特殊的限制，可由市场购买获得。
[0032]在本专利技术中，所述纤维优选为玄武岩纤维，所述纤维的直径优选为0.3～0.5mm，更优选为0.4mm。本专利技术对所述纤维的来源没有特殊的限制，可由市场购买获得。
[0033]在本专利技术中，所述弹性剂优选为改性橡胶粉；本专利技术对所述弹性剂的来源没有特殊的限制，可由市场购买获得。
[0034]在本专利技术中，所述消泡剂优选选自聚醚类或有机硅类。本专利技术对所述消泡剂的来
源没有特殊的限制，可由市场购买获得。
[0035]在本专利技术中，所述水优选为淡水。
[0036]本专利技术对所述储气库用淡水抗盐韧性水泥浆的制备方法没有特殊的限制，将上述技术方案所述的储气库用淡水抗盐韧性水泥浆中的各个成分按照其重量份数进行混合即可。
[0037]本专利技术将油井水泥与膨胀剂、抗盐降失水剂、分散剂、抗盐促凝剂、纤维、弹性剂与淡水按一定比例混拌，改善水泥浆体系抗盐能力，提高早期强度，制备出的水泥浆性能满足文23储气库施工要求，水泥石性能满足强度以及后续交变应力的影响，确保文23储气库的固井质量以及后期开采。
具体实施方式
[0038]下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员经改进或润饰的所有其它实例，都属于本专利技术保护的范围。
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种储气库用淡水抗盐韧性水泥浆，以重量份计，包括：油井水泥100份，水42份，分散剂0.3～0.5份，弹性剂3～3.5份，膨胀剂0.3～0.5份，降失水剂4～5份，纤维0.1～0.2份，促凝剂0.5～1.5份，消泡剂0.2～0.3份。2.根据权利1所述的储气库用淡水抗盐韧性水泥浆，其特征在于，所述油井水泥为油井G级水泥。3.根据权利1所述的储气库用淡水抗盐韧性水泥浆，其特征在于，所述水为淡水。4.根据权利1所述的储气库用淡水抗盐韧性水泥浆，其特征在于，所述降失水剂为：由丙烯酰胺、丙烯酸、2-丙烯酰胺-...

【专利技术属性】
技术研发人员：马小龙，李社坤，赵俊峰，杨晨涛，李慕君，郝小龙，
申请(专利权)人：中石化中原石油工程有限公司中石化中原石油工程有限公司固井公司，
类型：发明
国别省市：