本发明专利技术涉及油气田钻井固井技术领域。该剂由粉煤灰、双酚A型环氧树脂、TDI固化剂、外加剂组成，各组成重量百分比和颗粒度分别为：粉煤灰45～50％，粒度小于20μm；双酚A型环氧树脂25～30％，粒度0.1～0.2mm；TDI固化剂10～15％；外加剂11～11.5％。外加剂为活性二氧化硅粉末和丙烯酸酯聚合物混合调胶固化物。丙烯酸酯聚合物为丙烯酸酯胶粉或丙烯酸酯乳液。用该减轻剂配制的固井超低密度水泥浆体具有密度低、流变性好、稳定性强、析水率小、强度高等特性，能有效地解决低压、易漏、长封固段固井及油气层保护过程中的难题，有效保证固井施工质量。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及油气田钻井固井
。该剂由粉煤灰、双酚A型环氧树脂、TDI固化剂、外加剂组成，各组成重量百分比和颗粒度分别为：粉煤灰45～50％，粒度小于20μm；双酚A型环氧树脂25～30％，粒度0.1～0.2mm；TDI固化剂10～15％；外加剂11～11.5％。外加剂为活性二氧化硅粉末和丙烯酸酯聚合物混合调胶固化物。丙烯酸酯聚合物为丙烯酸酯胶粉或丙烯酸酯乳液。用该减轻剂配制的固井超低密度水泥浆体具有密度低、流变性好、稳定性强、析水率小、强度高等特性，能有效地解决低压、易漏、长封固段固井及油气层保护过程中的难题，有效保证固井施工质量。【专利说明】—种固井水泥浆减轻剂及其制备方法
本专利技术属于油气田钻井固井
所用水泥浆添加成分，特别涉及。
技术介绍
我国油气田类型较多，有低压渗透油气田、稠油油气田、裂缝形油气田等，这些油气田多数油层压力系数低，有的是原始压力低，有的因长期开采油井压力降低，钻井时会漏失，有时因封固较长而带来固井漏失，因此要保护好油气层还要固好井，为达到这个要求必须针对不同的油气藏特点采用不同的固井方法，有时需要采用低密度水泥固井、分级注固井等特殊的固井方法，因此必须在固井中采用特殊水泥，在水泥中加入低密度减轻剂是其中一种方法。固井减轻剂是油井低密度水泥浆固井技术应用的主要外加剂，直接影响着水泥浆在油井中的密度、抗压强度等技术指标。高质量的固井减轻剂可以使水泥浆体系稳定，流变性能良好，抗压强度高，失水量低，游离液低，凝结成水泥石后体积不收缩，结构致密，渗透率低并有一定的防窜能力。油气田固井低密度水泥浆体的常用减轻剂分为漂珠体系、泡沫体系和玻珠体系，但各有其应用局限性。如漂珠低密度水泥浆体系的缺点:①不能承受20MPa以上压力，否则会造成漂珠破碎或渗水，并提高水泥浆体密度。②漂珠破碎或渗水改变了水泥浆流变性和可泵性，导致施工性能和实验室实验结果严重不符，不能根据实验室研究来控制注水泥施工技术。泡沫低密度水泥浆体系的缺点:①需要大量设备和负责工艺技术，如指挥仪表车和液氮车，造成施工成本上升。②由于注氮体积是根据井下压力和泡沫水泥液柱压力平衡并仅靠仪表来操作，水泥浆性能稳定性差，造成固井质量下降。③如果采用化学产氮法，则产气量不够稳定，造成液柱密度不均匀，性能不稳定。目前采用进口的玻珠(如3M)日趋紧缺，并且价格高达10万/吨，造成目前固井低密度水泥浆的生产成本偏高。同时随着油气田勘探开发的不断深入，各种复杂情况出现，对固井技术提出更高要求。当遇到深井时，井底压力大于60MPa，国产玻璃漂珠低密度水泥浆破碎率较大，流变性能变差，失水量增大，已不适应深井固井要求。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种固井减轻剂及其制备方法，以解决水泥浆体系容易对低压易漏失层和长封固段层造成伤害的技术问题。这种固井减轻剂是一种新型的低密度高强度固井减轻材料，可用于油田低密度水泥浆体的制备，使水泥浆体系稳定，流变性能良好，抗压强度高，失水量低，游离液低，凝结成水泥石后体积不收缩，结构致密，渗透率低并有一定的防窜能力，可以降低套管外液注压力，从而降低水泥浆液柱压力与地层孔隙压力差，实行合理压差固井，减少水泥浆滤液侵入油气层，有利于保护油气层，在低压油气或易漏并段，需要低密度水泥固井，水泥密度可控制在1.2g/cm3至1.5g/cm3，该水泥浆能够耐高温。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案:(I)研究出一种质轻、颗粒小、比表面积大、强度高、能大量吸收水、降低水泥浆密度的有机树脂做为低密度水泥浆的主要减轻剂。(2)研究出一种能同该有机树脂发生有效固化反应的固化剂。(3)外加剂必须满足与水泥水化反应后耐高温、降低密度和粘度、用水量少、干燥速率快等技术特性要求。(4)通过多种超轻硅铝材料复配而成的新型混合减轻剂配制的固井超低密度水泥浆体具有密度低、流变性好、稳定性强、析水率小、强度高等特性，能有效地解决低压、易漏、长封固段固井及油气层保护过程中的难题，有效保证固井施工质量。环氧树脂的种类繁多，为了区别起见，常在环氧树脂的前面加上不同单体的名称。如二酚基丙烷(简称双酚A)环氧树脂(由双酚A和环氧氯丙烷制得)；双酚A型环氧树脂是由双酚A和环氧氯丙烷在碱性条件下缩合，经水洗，脱溶剂精制而成的高分子化合物。因环氧树脂的制成品具有良好的物理机械性能，耐化学药品性，电气绝缘性能，故广泛应用于涂料、胶粘剂、玻璃钢、层压板、电子浇铸、灌封、包封等领域。【权利要求】1.一种固井水泥浆减轻剂，其特征是:该剂由粉煤灰、双酚A型环氧树脂、TDI固化剂、外加剂组成，各组成重量百分比和颗粒度分别为: 粉煤灰45~50%，粒度小于20 μ m ; 双酚A型环氧树脂25~30 %，粒度0.1~0.2mm ; TDI固化剂10~15% ; 外加剂11~11.5%02.根据权利要求1所述的一种固井水泥浆减轻剂，其中双酚A型环氧树脂选自国产型号 E-55、E-51、E-44、E-42、E-35、E-20、E-12、E-06、E-03 中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的一种固井水泥浆减轻剂，其中外加剂为活性二氧化硅粉末和丙烯酸酯聚合物混合调胶固化物，二者质量比为3: I。4.根据权利要求3所述一种固井水泥浆减轻剂，其中外加剂中所用丙烯酸酯聚合物为丙烯酸酯胶粉或丙烯酸酯乳液。5.根据权利要求3所述的一种固井水泥浆减轻剂，其中外加剂中所用活性二氧化硅粉末粒度小于5 μ m。6.根据权利要求1所述的一种固井水泥浆减轻剂，其中原料双酚A型环氧树脂的制备方法是:双酚A和环氧氯丙烷 质量比为1: 0.1~0.2，在80°C密闭条件下以NaOH作为催化剂，双酚A和环氧氯丙烷在碱性条件下缩合，经水洗，脱溶剂精制而成的高分子化合物，滴加30% NaOH，碱滴加完后保温反应一段时间，然后减压回收未反应的环氧氯丙烷，然后再降温到50°C，滴加15% NaOH,加完后保温反应；反应完毕，加入苯，升温溶解，然后静置水洗，上层的树脂苯溶液真空吸入脱水釜，残液再加苯萃取一次，弃去下层盐水溶液，萃取液仍吸入脱水釜；最后蒸出苯，得到清澈透明的双酚A型环氧树脂。7.根据权利要求1所述的一种固井水泥浆减轻剂，其中原料TDI固化剂的制备方法，其特征步骤包括: (1)甲苯二异氰酸酯和三羟甲基丙烷在70±5°C下在反应溶剂中反应形成预聚物，其中反应物甲苯二异氰酸酯和三羟甲基丙烷的用量满足摩尔比为:3: I~3.01: I之间； (2)测游离NCO基团的重量百分含量为15~16%时，加入一种三聚催化剂2，4，6-三(二甲氨基甲基苯酚)，其总用量为前步所得预聚物固化剂总重量的0.02~0.15 %，在70±5°C下继续反应，当测游离NCO基团的重量百分含量降至14~15%时，加入三聚阻聚剂磷酸停止反应； (3)加入抗氧剂2，6_二叔丁基对甲酚后，当预聚物固化剂变成透明液体时，用多异氰酸酯常用的溶剂将预聚物兑稀出料，全部反应时间在2.5~4小时内。8.一种固井水泥浆减轻剂的制备方法，包括: (1)粉煤灰磨粉； (2)制备双酚A型环氧树脂； (3)制备TDI固化剂； (4)制备羧基羟基聚合物； (5)、制备外加剂； (6)将粉本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种固井水泥浆减轻剂，其特征是：该剂由粉煤灰、双酚A型环氧树脂、TDI固化剂、外加剂组成，各组成重量百分比和颗粒度分别为：粉煤灰45～50％，粒度小于20μm；双酚A型环氧树脂25～30％，粒度0.1～0.2mm；TDI固化剂10～15％；外加剂11～11.5％。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：白祯彩，
申请(专利权)人：白银金奇化工科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。