專利名稱：可耐CO₂腐蝕的固井用水泥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種油氣井固井用水泥，具體的是一種可耐(X)2腐蝕的特種水泥。
背景技術(shù)：
固井施工時通常需要注入硅酸鹽油井水泥，水泥漿返到設(shè)計(jì)高度后硬化形成水泥環(huán)。水泥環(huán)的主要作用是支撐和懸掛套管，保護(hù)井壁，封堵地層流體，防止層間竄流，防止套管的腐蝕。因此，要求硬化后的水泥環(huán)抗壓強(qiáng)度高，滲透率低，耐久性好。CO2作為石油和天然氣的伴生氣或地層水的組分存在于油氣層或地層水中，在適宜的濕度(相對濕度大于 50%)及壓力環(huán)境條件下會對油井水泥產(chǎn)生腐蝕作用，使水泥環(huán)強(qiáng)度下降而滲透率增大，嚴(yán)重時會進(jìn)一步導(dǎo)致CO2對套管產(chǎn)生點(diǎn)蝕、穿孔甚至造成生產(chǎn)油管的腐蝕斷裂。隨著碳酸化程度的增大，水泥中膠結(jié)組分遭到破壞，滲透率進(jìn)一步變大，抗壓強(qiáng)度最終完全喪失，并誘發(fā)諸如流體竄流、塑性地層的井壁垮塌等事故發(fā)生，從而縮短油氣井的生產(chǎn)壽命，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。在國內(nèi)相當(dāng)多的油氣構(gòu)造中都富含有CO2，腐蝕非常嚴(yán)重，已經(jīng)引起油田的特別關(guān)注。針對CO2對水泥環(huán)的腐蝕問題，文獻(xiàn)多采用外摻料降低硅酸鹽水泥的堿度或者加入膠乳等材料來降低硅酸鹽水泥石的滲透率，或者二者相結(jié)合，但這些技術(shù)只能起到延緩(X)2對水泥石腐蝕的作用，并不能從根本上消除這一影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種適用于含(X)2腐蝕流體的油井固井用特種水泥，由該水泥配制的水泥漿硬化形成的水泥環(huán)具有耐(X)2腐蝕能力，可以保證水泥環(huán)在含(X)2腐蝕流體中保持長期封隔能力。為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本申請采用的技術(shù)方案是可耐CO2腐蝕的固井用水泥， 其組成為1重量份的鋁酸鹽水泥或硫鋁酸鹽水泥、0. Γ0. 5重量份的磷酸鹽以及(Γ2重量份的填充材料。所述的磷酸鹽為磷酸鈉、多聚磷酸鈉、磷酸氫二鈉、磷酸二氫鈉、六偏磷酸鈉、磷酸氫銨、磷酸二氫銨、磷酸鉀、磷酸氫二鉀或磷酸二氫鉀中的一種或多種的混合物。所述的填充材料為粉煤灰或硅藻土中的一種或兩種材料的混合物。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明提供的可耐CO2腐蝕的固井用水泥，是一種非硅酸鹽基化學(xué)鍵合水泥，該水泥中的酸堿組分在水泥配漿后發(fā)生酸堿反應(yīng)，形成膠凝材料，該膠凝材料不會被(X)2腐蝕。因此，本申請水泥具有良好的耐(X)2腐蝕能力，經(jīng)測試該水泥石在100°C、 5Mpa、CO2環(huán)境中腐蝕量僅為API G級水泥的10%。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體的實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明
下述試驗(yàn)所用可耐CO2腐蝕的固井用水泥，其組成及配比見下表1。表中鋁酸鹽水泥由鄭州鋁都耐火材料有限公司生產(chǎn)，商品名為A900 ；硫鋁酸鹽水泥由鄭州王樓水泥工業(yè)有限公司生產(chǎn)，商品名為ZWSA ；磷酸鹽材料由天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司提供；粉煤灰由天津三源粉煤灰有限公司提供，粒徑為325目；硅藻土由吉林長白硅藻土有限責(zé)任公司提供，粒徑為325目；API G級水泥為四川嘉華企業(yè)(集團(tuán))股份有限公司生產(chǎn)的高抗硫(HSR) G級水泥。 表1 可耐CO2腐蝕固井用水泥配方和對照試驗(yàn)配方
權(quán)利要求
1.可耐0)2腐蝕的固井用水泥，其組成為1重量份的鋁酸鹽水泥或硫鋁酸鹽水泥、 0. Γ0. 5重量份的磷酸鹽以及(Γ2重量份的填充材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可耐CO2腐蝕的固井用水泥，其特征在于所述的磷酸鹽為磷酸鈉、多聚磷酸鈉、磷酸氫二鈉、磷酸二氫鈉、六偏磷酸鈉、磷酸氫銨、磷酸二氫銨、磷酸鉀、 磷酸氫二鉀或磷酸二氫鉀中的一種或多種的混合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可耐CO2腐蝕的固井用水泥，其特征在于所述的填充材料為粉煤灰或硅藻土中的一種或兩種材料的混合物。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種可耐CO2腐蝕的固井用水泥，解決了現(xiàn)有油田硅酸鹽油井水泥形成的水泥環(huán)易受到CO2腐蝕的問題；該水泥的組成為1重量份的鋁酸鹽水泥或硫鋁酸鹽水泥、0.1~0.5重量份的磷酸鹽以及0~2重量份的填充材料。本發(fā)明的水泥在同等CO2腐蝕條件下，耐CO2腐蝕能力顯著高于對應(yīng)的API(美國石油協(xié)會)G級水泥。
文檔編號C09K8/46GK102504780SQ20111029763
公開日2012年6月20日 申請日期2011年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月30日
發(fā)明者侯薇, 劉愛萍, 呂光明, 孫富全, 曾建國, 李鵬曉, 譚文禮, 高永會 申請人:中國石油集團(tuán)海洋工程有限公司, 天津中油渤星工程科技有限公司