專利名稱：防漏堵漏水泥漿的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及油田鉆井領(lǐng)域一種水泥漿，特別是一種防漏堵漏水泥漿。
背景技術(shù)：
國(guó)內(nèi)外在防漏固井技術(shù)方面取得了較快的發(fā)展，對(duì)于易漏井固 井，以往的主要方法是采用降低水泥漿密度來(lái)達(dá)到防止固井漏失的目的，普通低密度水泥漿體系普遍存在水泥石抗壓強(qiáng)度低(7-14MPa)、 失水量大(500-1000ml)、體系懸浮穩(wěn)定性差等缺點(diǎn)，只能單一靠降 低液柱壓力來(lái)防漏，對(duì)于大的孔隙性漏層、裂縫性漏層難以起到防止 固井漏失的作用。產(chǎn)品性能指標(biāo)差，適用范圍窄，生產(chǎn)實(shí)踐中難以滿 足目的層封固的質(zhì)量要求，影響固井質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決背景技術(shù)中的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種防漏堵漏水泥漿， 該防漏堵漏水泥漿具有良好的防漏堵漏性能，達(dá)到封固漏失層的作 用。本發(fā)明的技術(shù)方案是該防漏堵漏水泥漿由下列組分組成，各組分按重量配比如下:水泥100份、水70份、漂珠5份~20份、微硅5 份 10份、碳纖維3份 10份、氯化鈣或氯化鉀0. 5份~2份及硅酸鈉 4份-7份。本發(fā)明具有如下有益效果本發(fā)明是以顆粒級(jí)配、緊密堆積理論為基礎(chǔ)，優(yōu)選并添加合理的堵漏材料，輔以一定的外加劑材料配制成的具有防漏堵漏作用的水泥漿體系。防漏堵漏水泥漿進(jìn)入漏層后，其稠度和塑性強(qiáng)度急劇增加，很快失去流動(dòng)性，同時(shí)與漏失通道的裂縫、孔隙壁面粘附膠結(jié)，形成堵塞物，提高地層承壓能力，達(dá)到提高堵漏效果的目的。滿足各種復(fù)雜井下條件下固井作業(yè)的需要。
具體實(shí)施例方式下面對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明下面配制三種本發(fā)明的水泥漿進(jìn)行性能實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)方法如下檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)GB10238-2005和API標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)儀器密度計(jì)，壓力機(jī)，稠化儀，失水儀等 密度制備水泥槳后用密度計(jì)進(jìn)行測(cè)量。流動(dòng)度測(cè)試實(shí)驗(yàn)儀器由錐體(容量為120cm3)，同心圓玻璃板 組成。將錐體放在水平玻璃板上，錐體的下部邊緣與玻璃板上許多同 心圓的最小圓圈吻合。配制一定水灰比水泥漿，倒入圓錐體內(nèi)，并將 表面刮平將錐體按豎直方向迅速提起，待水泥漿推開后，取其兩相互 垂直直徑的平均值，即為水泥漿流動(dòng)度值?？箟簭?qiáng)度測(cè)試試模準(zhǔn)備按GB 10238進(jìn)行。按GB 10238規(guī)定的 步驟在選定的養(yǎng)護(hù)條件下進(jìn)行水泥漿養(yǎng)護(hù)。試模為邊長(zhǎng)50mm立方體， 2個(gè)制成一聯(lián)。抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)機(jī)為液壓型試驗(yàn)機(jī)。使用液壓驗(yàn)機(jī)，對(duì) 于正常強(qiáng)度的試樣，加荷速率應(yīng)為每分鐘71. lkN;對(duì)強(qiáng)度為3.5MPa 或更低的試樣，加荷速率應(yīng)為每分鐘17.9kN。在計(jì)算抗壓強(qiáng)度時(shí)， 除非試塊的尺寸與規(guī)定尺寸50.8mm相差1.6mm或更多，否則，試塊 的橫截面積與規(guī)定面積2580 mm2的偏差應(yīng)忽略不計(jì)。同一樣品、同 一試驗(yàn)周期的所有合格試塊的抗壓強(qiáng)度應(yīng)取平均值并精確到 0. lMPa。游離液測(cè)定實(shí)驗(yàn)儀器采用常壓稠化儀、250mL量筒、5 mL或 10mL量筒。把配制好的水泥漿立即倒入常壓稠化儀的漿杯中，按照 選定的試驗(yàn)方案對(duì)水泥漿進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。將養(yǎng)護(hù)后的水泥漿倒入量筒內(nèi)至 250mL的刻度線。在倒入過(guò)程中，不斷用攪拌棒攪拌水泥漿樣品。然后用塑料薄膜或類似的材料將量筒密封起來(lái)，以防水分蒸發(fā)。將量筒 放在厚約6.4 mm的鋼板上，鋼板下墊一塊25. 4mm厚的泡沫橡膠墊， 鋼板和泡沫橡膠墊的尺寸約為200mmX300ram。靜置2 h，則在水泥漿 的上部析出水分，將浮在上面的水用吸管吸出或輕輕倒出，置入合適 刻度的小量筒中測(cè)量其體積，則為自由水。稠化時(shí)間測(cè)試測(cè)試儀器高溫高壓稠化儀。按API標(biāo)準(zhǔn)制備水 泥漿，將攪拌好的水泥漿裝入稠化儀漿杯，按API試驗(yàn)程序試驗(yàn)。從 開始給稠化儀升溫、加壓，到水泥漿稠度達(dá)到100Bc所經(jīng)過(guò)的時(shí)間， 就是水泥漿的稠化時(shí)間。實(shí)驗(yàn)開始15 30min攪拌期間的最大稠度為初始稠度。水泥漿的稠度大小通過(guò)水泥漿杯上的電位計(jì)的電量變化， 在記錄儀中連續(xù)記錄下來(lái)，在記錄儀上繪出的時(shí)間與稠度變化的關(guān)系 曲線稱為水泥漿的稠化曲線。失水量測(cè)試實(shí)驗(yàn)儀器高溫高壓失水儀。預(yù)熱失水儀到實(shí)驗(yàn)溫度，把制備好的水泥漿放入常壓稠化儀中，在實(shí)驗(yàn)溫度下攪拌20min。把水泥漿從稠化儀中取出并加以攪拌，然后倒入失水筒內(nèi)，在失水筒上部留出19mm高的空間供水泥漿膨脹。放入濾網(wǎng)，關(guān)閉失水筒上的 頂閥和底閥。從停止攪拌到施加壓力的時(shí)間不應(yīng)超過(guò)2min。把壓力 管線接到失水筒的上端。只打開頂閥，給失水筒施加7MPa的壓力， 然后打開底閥，收集濾液。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果見下表l:表l項(xiàng)目方案1方案2方案3配方水泥100份+水70份+5份漂 珠+10份微硅+10份碳纖維 +0.5份氯化鉀+4份硅酸鈉。水泥100份+水70份+7份 漂珠+8份微硅+4.5份碳纖 維+2份氯化鈣+7份硅酸 鈉。水泥100'份+水70份+20份 漂珠+5份微硅+3份碳纖維 + 1份氯化鈣+7份硅酸鈉。密度 g/cm31.61.61,6流動(dòng)度 mm226242234初始稠度Be131213稠化時(shí)間min可調(diào)整可調(diào)整可調(diào)整失水量ml (6.9MPa， 75 °C)109mm抗壓強(qiáng)度MPa (75°C， 48h, 常壓)18.719.318.1該防漏水泥漿體系密度可控制在1. 30-1. 60g/cm3;水泥漿流動(dòng)度 大于220mm;初始稠度小于16Bc，稠化時(shí)間可調(diào)；失水量(6.9MPa X75。C)小于250ml;水泥石抗壓強(qiáng)度(75。CX48hX常壓)大于 18Mpa。在同等條件下，水泥漿摩阻系數(shù)低于或等于常規(guī)水泥漿。水 泥漿體系穩(wěn)定，方便泵送作業(yè)。由上表可知最上述方案中漂珠是火電廠燃燒排放物的浮選物，顆粒密度0.7g/cm'3左右，平均粒徑150-250" m;微硅是鐵合金生產(chǎn)過(guò)程中分 離出來(lái)的一種副產(chǎn)品，主要成分是Si02，含量在89% 98%之間，平 均顆粒直徑為0. 15"in，遠(yuǎn)比水泥和漂珠小，表面積很大(15 25m7g);微珠和微硅用作減輕劑，為兩種粒度不同的減輕材料，通 過(guò)調(diào)整兩種材料的比例，使2種物料合理匹配，達(dá)到既有效降低水泥 漿密度，又能保證水泥漿體系具有足夠的強(qiáng)度(〉18MPa)，同時(shí)微珠 及微硅在激活劑硅酸鈉和調(diào)節(jié)劑氯化鉀的作用下激發(fā)微珠和微硅材 料的表面堿質(zhì)物質(zhì)活性，使其與水泥發(fā)生水化反應(yīng)形成整體結(jié)構(gòu)，提 高水泥漿體系的觸變性；上述方案中防漏碳纖維材料既能夠干混又可以濕混，在碳纖維濕 混過(guò)程中不聚集抱團(tuán)，能均勻分布在水泥漿體系中，保證水泥漿體系 性能穩(wěn)定；碳纖維長(zhǎng)度為3 6畫，通過(guò)選擇碳纖維材料的長(zhǎng)度可以防 止?jié)B透型易漏地層的漏失；同時(shí)，碳纖維在水泥漿體系結(jié)構(gòu)中形成3 維空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，固井作業(yè)時(shí)在壓差作用下，防漏堵漏水泥漿迸入漏 失裂縫，不同長(zhǎng)度的碳纖維堵漏材料進(jìn)入裂縫起架橋作用，充填于其 孔隙或微裂縫中，堵塞漏失微孔。堵漏材料的柔性和粘性好，變形能 力強(qiáng)，具有較強(qiáng)的膨脹能力，利用堵漏材料的邊緣與孔隙、裂縫的腔 壁產(chǎn)生較大的摩擦、阻掛和滯留作用，在通過(guò)漏失層時(shí)可在漏失層內(nèi) 形成一種惰性纖維網(wǎng)狀物，使其在孔隙或微裂縫處形成一層致密的屏 蔽層。這層屏蔽層滲透性很差，阻止了水泥漿向孔隙或微裂縫中漏失， 從而達(dá)到密封漏失層的作用。因此防漏堵漏水泥漿具有良好的防漏堵 漏性能。另外水泥漿可根據(jù)需要配制出不同密度的水泥漿體系，滿足 各種復(fù)雜井下條件下固井作業(yè)的需要。
權(quán)利要求
1、一種防漏堵漏水泥漿，由下列組分組成，各組分按重量配比如下水泥100份、水70份、漂珠5份～20份、微硅5份～10份、碳纖維3份～10份、氯化鈣或氯化鉀0.5份～2份及硅酸鈉4份-7份。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種防漏堵漏水泥漿。該防漏堵漏水泥漿由下列組分組成，各組分按重量配比如下水泥100份、水70份、漂珠5份～20份、微硅5份～10份、碳纖維3份～10份、氯化鈣或氯化鉀0.5份～2份及硅酸鈉4份-7份。該防漏堵漏水泥漿具有良好的防漏堵漏性能，達(dá)到封固漏失層的作用。
文檔編號(hào)C04B22/12GK101250047SQ20081000335
公開日2008年8月27日 申請(qǐng)日期2008年1月15日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月15日
發(fā)明者于貴財(cái), 姜開文, 偉 胡, 范廷秀, 鄭琦明 申請(qǐng)人:大慶石油管理局