本发明专利技术提供了一种低密度水泥浆。该水泥浆水固比为58-65：100；以重量份计，该水泥浆固体成分包括：水泥112-118份，减轻剂微珠35-45份以及稳定剂微硅5-12份，其中所述水泥包括平均粒径为12-14μm的水泥第一组分100份以及平均粒径为6-7μm的水泥第二组分12-18份；以水泥浆体积计，每升水泥浆中包括纤维0.1-0.25g；该水泥浆密度为1.29-1.31g/cm3。应用本发明专利技术水泥浆体系大大提高了灰岩、白云岩裂缝发育易漏失地层的固井质量。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种石油钻井工程领域，尤其是涉及一种适用于井温高且易漏失地层封固的水泥浆。
技术介绍
在石油钻井工程中，随着勘探开发的深入，钻探深度加深，需要封固的地层更为复杂。例如塔里木盆地其中深部灰岩、白云岩地层缝洞发育，地层孔隙压力低，钻井和固井易发生漏失，白云岩缝洞型层段储层保护要求高，堵漏难度大，难以对其进行有效封堵，无法·满足常规固井施工条件。另外，套管下入深，井底温度高，水泥石强度易发生衰减。目前使用的水泥浆大多采取漂珠+微硅配制而成，用漂珠作为主要减轻材料，微硅作为填充材料，该体系具有密度可调范围大、具有良好的稳定性、流动性和一定的触变性、失水量低和早期强度高等优点，能有效地防止漏失及其对油气层的保护。但对于井深，井底压力高70MPa),国产普通漂珠低密度水泥浆密度破碎率较大，已不适应深井压力要求。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是克服现有水泥浆中漂珠易破碎，不能满足深井压力要求的缺陷，提供了一种低密度水泥浆，该水泥浆密度稳定且低至1. 29-1. 31g/cm3，综合性能良好，强度高且能抗高温。本专利技术低密度水泥浆，采用颗粒堆积和粒径级配原理，复配抗压强度高(124MPa以上)、密度低(0. 6g/cm3以下)的空心玻璃微珠，G级水泥+超细水泥，以及长度4. 5-5. 5mm(优选5mm)的短纤维，使得所得低密度水泥浆适用于具有高温、高压、井深为特点的固井，尤其是灰岩、白云岩地层裂缝发育固井。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是一种低密度水泥浆，该水泥浆水固比为58-65 :100 ;以重量份计，该水泥浆固体成分包括水泥112-118份，减轻剂微珠35-45份以及稳定剂微硅5-12份，其中所述水泥包括平均粒径为12-14 iim (D50为16-17 iim)的水泥第一组分100份以及平均粒径为6-7 ii m (D5tl为6_8 y m)的水泥第二组分12-18份；以水泥浆体积计，每升水泥浆中包括纤维0. 1-0. 25g ;该水泥浆密度为1. 29-1. 3lg/cm3。本专利技术所述水泥浆水固比是指水和固体成分的质量比。前述的低密度水泥浆，该水泥浆水固比为60-63 :100 ；以重量份计，该水泥浆固体成分包括水泥114-116份，减轻剂微珠38-42份以及稳定剂微硅6-10份，其中所述水泥包括水泥第一组分100份以及水泥第二组分14-16份；以水泥浆体积计，每升水泥浆中包括纤维 0. 1-0. 2g。前述的低密度水泥浆，所述水泥第一组分平均粒径为12. 96um ;所述水泥第二组分平均粒径为6. 03 u m。前述的低密度水泥浆，所述微珠是空心玻璃珠，抗压强达124MPa(18000psi)以上。该微珠优选壁厚为1. 8-2. 2 u m (优选2 u m),密度为0. 6g/cm3以下。前述的低密度水泥浆，所述微硅的平均粒径为0. 28-0. 32 um (优选0. 3 y m)。前述的低密度水泥浆，所述纤维是玻璃纤维，碳纤维，聚丙烯纤维或尼龙纤维，其长度为 4. 5-5. 5mm。前述的低密度水泥浆，以水泥浆中水泥，微珠以及微硅含量总和为100重量份计，该水泥浆进一步包括早强剂2 4. 5重量份，分散剂0. 3^0. 7重量份，降失水剂5 8. 5重量份，第一防气窜剂1. 5^3. 5重量份，第二防气窜剂2-4重量份，缓凝剂0. 8^1. 5重量份，以及消泡剂0. 15、. 45重量份中的至少一种。前述的低密度水泥浆，以水泥浆中水泥，微珠以及微硅含量总和为100重量份计，所述水泥浆进一步包括早强剂3. 5^4. 5重量份，分散剂0. 35、. 65重量份，降失水剂 5. 5^8. 5重量份，第一防气窜剂1. 5^3. 5重量份，第二防气窜剂2_4重量份，缓凝剂1. (Tl. 5重量份，以及消泡剂0. 15^0. 35重量份中的至少一种。前述的低密度水泥浆，所述第一防气窜剂是丁苯胶乳；所述第二防气窜剂是羧基丁苯胶乳。前述的低密度水泥浆，所述早强剂包括硫代硫酸铝、硅酸钠或碱式氯化铝；所述分散剂是丙酮甲醛磺化缩聚物；所述降失水剂是2-丙烯酰胺-2甲基丙磺酸、丙烯酸和丙烯酰胺的三元共聚物；所述缓凝剂是六偏磷酸钠；以及所述消泡剂是磷酸三丁酯。本专利技术低密度水泥浆体系，以空心玻璃微珠为主要减轻剂，微硅为稳定剂，并且为了提高度密度水泥浆早期抗压强度，引入了 D5tl Se-Sym的水泥第二组分，最终形成空心玻璃微珠、水泥、微硅三种不同粒径级配组合，形成了抗高温超低密度水泥浆体系。应用本专利技术水泥浆体系大大提高了灰岩、白云岩裂缝发育易漏失地层的固井质量。附图说明图1是实施例4所得水泥浆的稠化曲线图。图2是实施例4所得水泥浆静胶凝胶强度曲线。具体实施例方式为充分了解本专利技术之目的、特征及功效，借由下述具体的实施方式，对本专利技术做详细说明。本专利技术为了克服灰岩、白云岩地层由于埋藏深、微裂缝发育、孔隙压力低、钻井和固井易漏，从而难以对其进行有效封堵，无法满足常规固井施工条件的技术难题，研发出了适合封固灰岩、白云岩裂缝发育易漏失地层的低密度水泥浆体系，该水泥浆密度稳定且低至1.30g/cm3。该水泥浆以空心玻璃微珠为主要减轻剂，微硅为稳定剂，并且为了提高水泥浆早期抗压强度，引入D506-8 u m的水泥第二组分。一种低密度水泥衆,该水泥衆水固质量比为58-65 :100 ；以重量份计，该水泥衆固体成分包括水泥112-118份，减轻剂微珠35-45份以及稳定剂微硅5-12份，其中所述水泥包括平均粒径为12-14 u m的水泥第一组分100份以及平均粒径为6-7 u m的水泥第二组分12-18份；以水泥浆体积计，每升水泥浆中包括纤维0. 1-0. 25g ;该水泥浆密度为1. 29-1. 31g/cm3。本专利技术所述平均粒径是指体积平均粒径。该水泥衆水固重量比为60-63 :100 ；以重量份计，该水泥衆固体成分包括水泥114-116份，减轻剂微珠38-42份以及稳定剂微娃6-10份,其中所述水泥包括水泥第一组分100份以及水泥第二组分14-16份；以水泥浆体积计，每升水泥浆中包括纤维0. 1-0. 2g。所述水泥第一组分优选G级水泥，G级水 泥平均粒径优选为12-14 Pm (优选12. 96 Pm)。所述水泥第二组分优选超细水泥，超细水泥是指达到次纳米级的水泥。本专利技术超细水泥中值粒径D5tl为6-8 u m,平均粒径6-7 u m (优选6. 03um)o所述微珠是空心玻璃珠,壁厚1. 8-2. 2 ii m (优选2 ii m),密度0. 6g/cm3以下,抗压强达124MPa (18000psi)以上。空心玻璃珠化学惰性强，呈正圆形，具有能够减小摩擦增加流动性的“滚珠效应”，因此在水泥浆体系中添加空心玻璃珠，不影响水泥浆的综合性能，而能改善水泥浆整体体系的流动性能，有效控制水泥浆的密度。另外，本专利技术选用的微珠抗压强达124MPa (18000psi)以上，使得本专利技术水泥浆体系能够应用于井底压力高(彡70MPa)的固井，克服了现有水泥浆中普通漂珠容易破碎的缺陷。所述微硅的平均粒径在0. 28-0. 32 Um (优选0. 3 ii m)。微硅是以无定形二氧化硅(95wt%以上)为主要成分的本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种低密度水泥浆，其特征在于，该水泥浆水固比为58?65：100；以重量份计，该水泥浆固体成分包括：水泥112?118份，减轻剂微珠35?45份以及稳定剂微硅5?12份，其中所述水泥包括平均粒径为12?14μm的水泥第一组分100份以及平均粒径为6?7μm的水泥第二组分12?18份；以水泥浆体积计，每升水泥浆中包括纤维0.1?0.25g；该水泥浆密度为1.29?1.31g/cm3。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：杨兰田，贾晓斌，刘云，周伟，董秀民，王永洪，罗发强，张平，马新中，李双贵，刘晓民，路飞飞，樊艳芳，于洋，彭明旺，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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