本發(fā)明屬于石油鉆井工程、煤層氣工程領(lǐng)域，特別是涉及一種耐溫型抗水侵凝膠水泥漿。
背景技術(shù)：
目前，油田在堵水調(diào)剖、層漏所用堵劑主要存在下列問題：1)有機(jī)堵劑的封堵漿體固結(jié)后強(qiáng)度不佳，抗溫能力不夠，有效期短；而強(qiáng)度大、封堵效果好的堵劑成本高，不適合大劑量封堵施工。2)無(wú)機(jī)堵劑中的石灰乳成本低，是國(guó)內(nèi)最通用的技術(shù)，但石灰乳在水中易被水沖釋，抗水侵能力差，反應(yīng)時(shí)間不易控制，顆粒大易沉降井底，對(duì)儲(chǔ)層傷害性較大；超細(xì)水泥存在波及體積小，施工安全不好保證的技術(shù)難點(diǎn)，不能有效地駐留在封堵層位，堵劑替至目的層后未凝固前就已漏失掉，造成堵漿注入量大，施工時(shí)間長(zhǎng)。
在鉆井過程中經(jīng)常遇到地層中存在暗河、斷層放空等情況，造成嚴(yán)重漏失。解決這種漏失問題，常規(guī)鉆井液堵漏無(wú)效，水泥堵漏因易被稀釋，也會(huì)發(fā)生堵漏失敗。一旦堵漏失敗，一是造成鉆井復(fù)雜，二是有的暗河和當(dāng)?shù)厮聪嗤?，?huì)造成污染引起環(huán)保事故。
在井下作業(yè)水泥打塞封堵目的層時(shí)，由于井下存在地層水、鹽水層或已被污染水源，水泥漿在泵送過程中易被沖釋、稀釋，可能對(duì)水泥漿造成污染導(dǎo)致水泥漿長(zhǎng)時(shí)間不凝固，需要進(jìn)一步打二次塞，甚至打三次塞，增加施工周期。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種耐溫型抗水侵凝膠水泥漿，該耐溫型抗水侵凝膠水泥漿在高溫下具有很好的抗水稀釋能力，在水中不易分散，不易被污染，可根據(jù)施工時(shí)間調(diào)節(jié)水泥漿稠化時(shí)間，封堵地層。
為此，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：
一種耐溫型抗水侵凝膠水泥漿，包括g級(jí)油井水泥、調(diào)節(jié)劑、緩凝劑、分散劑和填料；
所述g級(jí)油井水泥和填料的質(zhì)量比為1:0.6～1；
以所述g級(jí)油井水泥和填料的質(zhì)量和為基準(zhǔn)，所述調(diào)節(jié)劑、緩凝劑、分散劑占其質(zhì)量百分比分別為8～16％、0.5～2％和0～1％。
進(jìn)一步，所述填料為高爐礦渣、粉煤灰、微珠、坂土和增強(qiáng)劑pzw中的一種或任意兩種的混合物。
進(jìn)一步，所述調(diào)節(jié)劑通過如下方法制得：
1)將氫氧化鈉溶于水中，散熱后，得到氫氧化鈉水溶液；
2)將單體溶解于氫氧化鈉水溶液中，除氧后，加入引發(fā)劑，在50～65℃條件下反應(yīng)3～4h，冷卻至室溫，即得調(diào)節(jié)劑；
其中，所述單體為n，n二甲基丙烯酰胺單體、丙烯酰胺單體、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸單體和丙烯酸單體的混合物；
所述n，n二甲基丙烯酰胺單體的質(zhì)量占所述單體質(zhì)量的50～60％；
所述丙烯酰胺單體的質(zhì)量占所述單體質(zhì)量的5～12％；
所述2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸單體的質(zhì)量占所述單體質(zhì)量的18～22％；
所述丙烯酸單體的質(zhì)量占所述單體總質(zhì)量的15～17％；
所述引發(fā)劑的質(zhì)量為所述單體質(zhì)量的0.3～0.5％；優(yōu)選，引發(fā)劑是氧化-還原體系：過硫酸鉀-偏重亞硫酸鈉(摩爾比為1:0.5～0.8)；
所述氫氧化鈉水溶液中，所述氫氧化鈉的物質(zhì)的量為所述2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸單體和丙烯酸單體的物質(zhì)的量之和；
水的質(zhì)量為所述單體質(zhì)量的2.5～3倍。
進(jìn)一步，所述緩凝劑為多羥基羧酸和磺酸鹽的混合物，耐溫180℃，具體可以為中國(guó)石油渤海鉆探工程技術(shù)研究院生產(chǎn)的zh-6型緩凝劑。
進(jìn)一步，所述分散劑為磺化丙酮-甲醛縮聚物，購(gòu)自河南省衛(wèi)輝市油田化學(xué)有限公司。
本申請(qǐng)?zhí)峁┑募夹g(shù)方案是從油井水泥角度出發(fā)，為提高水泥漿在高溫段的抗水侵能力研發(fā)一種在水中不易分散的堵水堵漏專用凝膠水泥漿體系。該水泥漿體系在高溫下具有很好的抗水稀釋能力，在水中不易分散，不易被污染，可根據(jù)施工時(shí)間調(diào)節(jié)水泥漿稠化時(shí)間，封堵地層。
工作原理：該凝膠水泥通過研發(fā)一種耐溫型調(diào)節(jié)劑，利用其增加水泥漿在高溫下的粘度，來(lái)提高水泥漿在高溫下的抗水侵性能，使油井水泥、填料及其它助劑所形成的凝膠水泥漿體系在100℃～160℃具有很好的鎖水性，在水中不易被水沖釋。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)描述。
實(shí)施例1
調(diào)節(jié)劑的制備：先將氫氧化鈉12.18g溶于250ml水中，散熱后將n,n二甲基丙烯酰胺單體60g、丙烯酰胺單體5g、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸單體20g、丙烯酸單體15g溶于氫氧化鈉水溶液中，攪拌除氧，在55℃下加入氧化-還原引發(fā)劑體系(過硫酸鉀0.3g，偏重亞硫酸鈉0.11g)反應(yīng)3h冷卻至室溫。
耐溫型抗水侵凝膠水泥漿1：
g級(jí)油井水泥250g+粉煤灰250g+本實(shí)施例制得的調(diào)節(jié)劑40g+水275ml+表1中質(zhì)量的緩凝劑，緩凝劑選用中國(guó)石油渤海鉆探工程技術(shù)研究院生產(chǎn)的zh-6型緩凝劑。
表1實(shí)施例1中耐溫型抗水侵凝膠水泥漿1性能測(cè)試結(jié)果
耐溫型抗水侵凝膠水泥漿2：
g級(jí)油井水泥155g+超細(xì)礦渣155g+坂土40g+本實(shí)施例得到的調(diào)節(jié)劑55g+水500ml
表2實(shí)施例1中凝膠水泥漿配方2性能測(cè)試結(jié)果
實(shí)施例2
調(diào)節(jié)劑的制備:先將氫氧化鈉13.49g溶于300ml水中，散熱后將n,n二甲基丙烯酰胺單體50g、丙烯酰胺單體12g、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸單體21g、丙烯酸單體17g溶于氫氧化鈉水溶液中，攪拌除氧，在60℃下加入氧化-還原引發(fā)劑體系(過硫酸鉀0.3g，偏重亞硫酸鈉0.11g)反應(yīng)3.5h冷卻至室溫。
耐溫型抗水侵凝膠水泥漿3：
g級(jí)油井水泥360g+微珠80g+增強(qiáng)劑pzw40g+本實(shí)施例制得的調(diào)節(jié)劑40g+分散劑4.8g+水272ml+表3中質(zhì)量的緩凝劑，緩凝劑選用中國(guó)石油渤海鉆探工程技術(shù)研究院生產(chǎn)的zh-6型緩凝劑。
表3實(shí)施例2中耐溫型抗水侵凝膠水泥漿3性能測(cè)試結(jié)果
以實(shí)施例2制得的調(diào)節(jié)劑為例，調(diào)節(jié)劑加量變化對(duì)凝膠水泥漿性能的影響：
耐溫型抗水侵凝膠水泥漿4：
g級(jí)油井水泥250g+粉煤灰250g+本實(shí)施例制得的調(diào)節(jié)劑0～40g+水272ml+緩凝劑6g，緩凝劑選用中國(guó)石油渤海鉆探工程技術(shù)研究院生產(chǎn)的zh-6型緩凝劑。
表4實(shí)施例2中耐溫型抗水侵凝膠水泥漿4性能測(cè)試結(jié)果
調(diào)節(jié)劑加量對(duì)凝膠水泥性能影響主要是體系的抗水侵性能，不加調(diào)節(jié)劑，水泥漿體系沒有抗水侵效果，遇水則呈云霧狀分散開，加入調(diào)節(jié)劑后水泥漿體系即為凝膠水泥漿體系具有一定的抗水侵效果，調(diào)節(jié)劑加量越大抗水侵性能越優(yōu)良，但同時(shí)凝膠水泥漿的流動(dòng)性能變差，現(xiàn)場(chǎng)施工要兼顧水泥漿的抗水侵性能又要使水泥漿體具有較好的流動(dòng)性，所以調(diào)節(jié)劑的加量要控制在合理范圍內(nèi)，以實(shí)施例2制得的調(diào)節(jié)劑為例，調(diào)節(jié)劑加量占油井水泥及填料總重的6～8％、水泥漿體流動(dòng)度控制在≥18cm最佳。