一种固井水泥浆防漏减轻材料及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种固井水泥浆防漏减轻材料及其制备方法，材料主要成分为闭口膨胀珍珠岩35%-40%，微粒硅粉20%-25%，粉煤灰30%-35%，硫酸钠5%-10%，上述百分数按重量计。该制备方法包括以下的制作步骤：（1）在密闭混拌罐中加入的闭口膨胀珍珠岩，并持续搅拌；（2）边搅拌边加入微粒硅粉，再依次加入粉煤灰、硫酸钠；（3）待全部加完后再搅拌均匀即制得防漏减轻材料。选用该特定的配比材料及利记博彩app后得到的材料再与水泥干法混合后，形成的水泥浆稳定性好，水泥浆密度最低可降1.20g/cm3，所采用的原材料成本低，制备方法和所需设备条件简单，易于实施，既满足低压易漏井对固井水泥浆的要求，又大幅度降低成本，可广泛应用于油气田探井、深井等固井施工。
【专利说明】一种固井水泥浆防漏减轻材料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及固井水泥浆材料及其制备方法，具体涉及一种固井水泥浆防漏减轻材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002]尽管国内外对固井减轻材料进行了大量研究，研制了各种固体、液体，以及气体减轻剂，也在不同油气田固井作业中取得了大量的应用成果。但是每种减轻材料都有一定的局限性，目前使用的低密度水泥浆体系按照减轻材料的减轻原理可划分为三类:第一类是以膨润土、粉煤灰、微硅、珍珠岩、火山灰等超细粉末为减轻材料，这一类减轻材料一般为吸水或增粘物质，其水泥浆密度的降低主要依靠较大的水灰比，使用密度范围一般为1.40-1.60 g/cm3 ;第二类是依靠减轻材料本身的低密度来降低水泥浆密度，如硬浙青、细小的耐压中空微珠或陶瓷球等，这一类低密度水泥浆的密度主要取决于减轻材料本身密度大小和掺量的多少，其密度范围一般为1.30-1.60 g/cm3 ;第三类是以气体为减轻材料的充气泡沫水泥浆，这一类水泥浆的密度受水泥浆基浆密度、充气量和井底压力共同影响，其地表密度可低到0.70 8八1113，井下密度一般在1.30 g/cm3以上。目前普遍使用的各类低密度体系主要存在的问题是:在油田下部的漏失问题上，面对大多破裂压力1.20-1.35g/cm3以及更低的易渗、易裂地层，虽然大多相应采用1.30-1.45g/cm3密度的多种过饱和混合减轻材料浆体，但因压力安全窗口较小，仍无法克服下部产层的大量压裂性和渗漏性漏失现象的发生，施工时经常发生失返，该漏失一般至压力平衡后停止，因漏失点不同封固段通常缺少，并严重影响封固质量。
[0003]因此，本领域的技术人员很有必要根据地质情况和地层特性，结合本油田固井水泥浆体系特点，研究出与水泥浆体系配套的自身特色具有低成本减轻材料，满足地区钻井需要。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于解决现有技术中地层固井施工中水泥密度过大，导致下部产生的大量压裂性和渗漏性漏失现象；提供一种能降低水泥浆的密度，在低压易漏地层固井施工过程能降低液柱压力、堵塞漏失通道的固井水泥浆减轻防漏材料及其制备方法。
[0005]本发明的技术方案如下:一种固井水泥浆防漏减轻材料，主要成分为闭口膨胀珍珠岩35%-40%，微粒硅粉20%-25%，粉煤灰30%_35%，硫酸钠5%_10%，上述百分数按重量计。
[0006]该方案优选按下述重量百分比的原料组成:闭口膨胀珍珠岩38%，微粒硅粉22%，粉煤灰32%，硫酸钠8%。
[0007]所述的膨胀珍珠岩粒径范围在180 μ m—830 μ m。
[0008]所述闭口膨胀珍珠岩且粒径值350 μ m。
[0009]所述闭口膨胀珍珠岩是膨胀倍数为7-10倍的闭口膨胀珍珠岩。
[0010]所述微粒硅粉的粒径范围0.1-120 μ m。[0011 ] 所述微粒硅粉的粒径值为12 μ m。
[0012]一种如上所述防漏减轻材料的制备方法，该方法包括以下次序的制作步骤:
(1)在密闭混拌罐中加入配方量的粒径范围在180μ m— 830 μ m的闭口膨胀珍珠岩；
(2)边搅拌边加入配方量的粒径范围0.1-120 μ m微粒硅粉，搅拌均匀后再依次加入配方量的粉煤灰和硫酸钠；
(3)待全部加完后再搅拌10-15分钟，使其充分混拌均匀即制得固井水泥浆防漏减轻材料。
[0013]本发明的技术方案和有益效果:上述，使用粒径为180μπι— 350μπι的7-10闭口膨胀珍珠岩，可控制形成的水泥浆在膨胀压缩过程中体积变化在3.5%-6%，且闭孔膨胀珍珠岩无破碎，不会影响正常固井；上述方案特别适应用于如盆地油气田探井、深井、水平井等固井施工，起到良好的减轻防漏失作用，选用该特定的配比材料及利记博彩app后得到的材料再与水泥干法混合后，形成的水泥浆稳定性好，水泥浆密度最低可降至1.20g/cm3，所采用的原材料成本低，制备方法和所需设备条件简单，易于实施，既能满足低压易漏井对固井水泥浆的要求，又能大幅度降低生产成本，获得良好的经济效益和社会效益，很值得推广应用。
【具体实施方式】
[0014]下面结合本发明的相关实验数据来详述本发明的较佳的实施方式。
[0015]实施例1，结合实 际的实验数据描述。
[0016]选取的一种固井水泥浆防漏减轻材料，主要成分为闭口膨胀珍珠岩35%_40%，微粒硅粉20%-25%，粉煤灰30%-35%，硫酸钠5%_10%，上述百分数按重量计。
[0017]所述的闭口膨胀珍珠岩粒径范围在180 μ m—830 μ m。
[0018]所述闭口膨胀珍珠岩且粒径值350 μ m。
[0019]所述闭口膨胀珍珠岩是膨胀倍数为7-10倍的闭口膨胀珍珠岩。
[0020]所述微粒硅粉的粒径范围0.1-120 μ m。
[0021]所述微粒硅粉的粒径值为12 μ m。
[0022]下面结合相关的实验数据反馈情况及实验数据表1-3，进一步描述上述材料在实际施工中所取得优良技术效果，包括但不限于该材料的外观及物理性能、密度性能及材料最终属性数据:
1、实施例1固井水泥浆防漏减轻材料的测试试验。
[0023]本试验测定了减轻材料的密度，及以不同比例加入水泥中形成的水泥浆密度；放置2小时后，测试浆体游离水、观测实施例1的减轻材料的稳定性。
[0024]测试(I):实施例1的减轻材料样品的物理性能
在常温25°C下，观察生产样品外观、测定其物理性能，结果见表1.
【权利要求】
1.一种固井水泥浆防漏减轻材料，主要成分为闭口膨胀珍珠岩35%-40%，微粒硅粉20%-25%，粉煤灰30%-35%，硫酸钠5%_10%，上述百分数按重量计。
2.如权利要求1所述的固井水泥浆防漏减轻材料，其特征在于:按下述重量百分比的原料组成:闭口膨胀珍珠岩38%，微粒硅粉22%，粉煤灰32%，硫酸钠8%。
3.如权利要求1所述的固井水泥浆防漏减轻材料，其特征在于:所述的闭口膨胀珍珠岩粒径范围在180 μ m—830 μ m。
4.如权利要求1-3中任意之一所述的固井水泥浆防漏减轻材料，其特征在于:所述闭口膨胀珍珠岩且粒径值为350 μ m。
5.如权利要求4所述的固井水泥浆防漏减轻材料，其特征在于:闭口膨胀珍珠岩的膨胀倍数为7-10倍的闭口膨胀珍珠岩。
6.如权利要求1所述的固井水泥浆防漏减轻材料，其特征在于:所述微粒硅粉的粒径范围 0.1-120 μ m。
7.如权利要求1或5所述的固井水泥浆防漏减轻材料，其特征在于:所述微粒硅粉的粒径值为12 μ m。
8.—种如权利要求1-6任意一个所述防漏减轻材料的制备方法，该方法包括以下次序的制作步骤:(1)在密闭混拌罐中加入配方量的粒径范围在180μ m— 830 μ m的闭口膨胀珍珠岩； (2)边搅拌边加入配方量的粒径范围0.1-120 μ m微粒硅粉，搅拌均匀后再依次加入配方量的粉煤灰和硫酸钠； (3)待全部加完后再搅拌10-15分钟，使其充分混拌均匀即制得固井水泥浆防漏减轻材料。
【文档编号】C09K8/473GK103756657SQ201410024661
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2014年1月20日 优先权日:2014年1月20日
【发明者】陈兴中, 周兵, 李海龙, 刘志雄, 刘小坤, 曹彦琴, 姜向祖, 朱哲, 万向臣 申请人:中国石油集团川庆钻探工程有限公司工程技术研究院