【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及石油钻井固井水泥浆，是一种低密度抗压固井水泥浆及制备方法。
技术介绍
1、随着石油勘探开发的不断深入，低压地层、裂缝性地层、亏空地层逐年增加，固井漏失问题越来越严重，且水泥浆返高少于50m为固井质量不合格，水泥浆返高压力增大。低密度水泥浆是解决低压易漏地层固井施工的最重要和最基本手段，低密度水泥浆需求越来越大。
2、使用最多的低密度水泥浆减轻材料是玻璃微珠（漂珠），玻璃微珠（漂珠）是一种能浮于水面的空心玻璃球，壁薄中空，重量轻。玻璃微珠（漂珠）虽具有良好的减轻能力，但因其自身的特点，玻璃微珠（漂珠）低密度水泥浆入井后，在压力作用下，部分空心玻璃微珠会随着压力的升高而破碎，随着玻璃微珠（漂珠）的破碎水泥浆密度升高，导致井筒内静液柱压力升高，增加了固井施工中井漏的风险，窄密度安全窗口地层影响更大。由于玻璃微珠的结构特点，限制了玻璃微珠低密度水泥浆在深井中的使用。另外，近年来，环保要求不断提高，电厂烟道设施改进，玻璃微珠产量日趋减少，兼顾性价比、环保的低密度抗压固井水泥浆成为替代品的必然趋势。
3、另一种较常使用的低密度水泥浆减轻材料是粉煤灰，粉煤灰具备一定的水硬性特点，其本身不具备胶凝性，直接加入水泥浆中，不具备活性，基本不参与反应，依靠其具大的比表面积吸附大量自由水降低水泥浆密度。虽然常规粉煤灰水泥浆体系具有材料来源广、成本低的有点，也具有浆体流态差，抗压强度低，强度发展慢的缺点。
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种低密度抗压固井水泥浆，克服
2、本专利技术的技术方案之一是通过以下措施来实现的：一种低密度抗压固井水泥浆，原料按质量份数计包括油井水泥100份、改性粉煤灰50份至80份、浆体稳定剂10份、分散剂0.5份、早强剂0.5份、激活剂1.5份、降失水剂3份、缓凝剂0至2.5份、水160至163份。
3、下面是对上述专利技术技术方案的进一步优化或/和改进：
4、上述油井水泥为g级msr型油井水泥。
5、上述改性粉煤灰为超细粉煤灰和生石灰以9:1的质量比混合后采用水热处理和水热煅烧处理法改性处理的粉煤灰。
6、上述超细粉煤灰为烧失量6.19%的细颗粒粉煤灰经过蒸汽动能磨制备成粒径d50为3.30μm的粉煤灰。
7、上述降失水剂为以amps为主体的三元聚合物。
8、上述早强剂为模数为2.20至2.25的固体硅酸钠。
9、上述激活剂为质量比为3:1的碱石灰和mgso4的混合物。
10、上述浆体稳定剂为比表面积为20m2/g至28m2/g的微硅粉。
11、上述低密度抗压固井水泥浆的密度为1.50g/cm³至1.60g/cm³。
12、本专利技术的技术方案之二是通过以下措施来实现的：一种低密度抗压固井水泥浆的制备方法，按下述步骤制备得到：
13、第一步，将所需量的油井水泥、改性粉煤灰、浆体稳定剂、分散剂、早强剂、激活剂和降失水剂干混均匀得到干粉状混合物；
14、第二步，将所需量的缓凝剂溶于配方量的水中，形成混合溶液；
15、第三步，将混合溶液加入搅拌杯中，开启搅拌器，以3850r/min至4150r/min的速度带动搅拌杯进行转动，并在15s内将的干粉状混合物加入到搅拌杯中；
16、第四步，切换搅拌器转速至11850r/min至12150r/min，持续搅拌35s，使搅拌杯内形成混拌均匀的水泥浆液，即得低密度抗压固井水泥浆。
17、本专利技术具有的优点和有益技术效果：
18、1. 抗压性好，克服了现有低密度水泥浆在压力作用下，部分空心玻璃微珠会随着压力的升高而破碎，随着玻璃微珠（漂珠）的破碎水泥浆密度升高，导致井筒内静液柱压力升高，增加了固井施工中井漏的风险的难题。
19、良好的性能，本专利技术浆体稳定，浆体流变性能好，满足固井技术要求。
20、稠化时间可调，可根据现场实际施工要求，通过调节缓凝剂加量调整稠化时间，满足现场安全施工要求。
21、粉煤灰活性强，制备的改性粉煤灰颗粒表面生成大量活性sio2和al2o3，大幅提高了粉煤灰表面活性。
22、早期强度发展快，本专利技术相较现有的粉煤灰水泥浆，静胶凝强度发展快，稠化过渡时间短。
23、配方简单，使用方便，成本低，颗粒级配合理，现场配制操作简单。
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1.一种低密度抗压固井水泥浆，其特征在于原料按质量份数计包括油井水泥100份、改性粉煤灰50份至80份、浆体稳定剂10份、分散剂0.5份、早强剂0.5份、激活剂1.5份、降失水剂3份、缓凝剂0至2.5份、水160至163份。
2.根据权利要求1所述的低密度抗压固井水泥浆，其特征在于按下述步骤制备得到：
3.根据权利要求1或2所述的低密度抗压固井水泥浆，其特征在于油井水泥为G级MSR型油井水泥。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的低密度抗压固井水泥浆，其特征在于改性粉煤灰为超细粉煤灰和生石灰以9:1的质量比混合后采用水热处理和水热煅烧处理法改性处理的粉煤灰。
5.根据权利要求4所述的低密度抗压固井水泥浆，其特征在于超细粉煤灰为烧失量6.19%的细颗粒粉煤灰经过蒸汽动能磨制备成粒径D50为3.30μm的粉煤灰。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的低密度抗压固井水泥浆，其特征在于降失水剂为以AMPS为主体的三元聚合物。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的低密度抗压固井水泥浆，其特征在于早强剂为模数为2.20至
8.根据权利要求1至7中任一项所述的低密度抗压固井水泥浆，其特征在于激活剂为质量比为3:1的碱石灰和MgSO4的混合物。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的低密度抗压固井水泥浆，其特征在于浆体稳定剂为比表面积为20㎡/g至28㎡/g的微硅粉；或/和，低密度抗压固井水泥浆的密度为1.50g/cm³至1.60g/cm³。
10.根据权利要求1或3或4或5或6或7或8或9所述的低密度抗压固井水泥浆的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种低密度抗压固井水泥浆，其特征在于原料按质量份数计包括油井水泥100份、改性粉煤灰50份至80份、浆体稳定剂10份、分散剂0.5份、早强剂0.5份、激活剂1.5份、降失水剂3份、缓凝剂0至2.5份、水160至163份。
2.根据权利要求1所述的低密度抗压固井水泥浆，其特征在于按下述步骤制备得到：
3.根据权利要求1或2所述的低密度抗压固井水泥浆，其特征在于油井水泥为g级msr型油井水泥。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的低密度抗压固井水泥浆，其特征在于改性粉煤灰为超细粉煤灰和生石灰以9:1的质量比混合后采用水热处理和水热煅烧处理法改性处理的粉煤灰。
5.根据权利要求4所述的低密度抗压固井水泥浆，其特征在于超细粉煤灰为烧失量6.19%的细颗粒粉煤灰经过蒸汽动能磨制备成粒径d50为...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈杰，秦曦，代红，郭旭，唐玉科，张聚盆，鄢锐，
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：
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