專利名稱：：高溫低密度水泥及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于建筑材料領(lǐng)域，特別涉及一種高溫低密度水泥及其應(yīng)用。
背景技術(shù)：
：隨著我國石油勘探開發(fā)技術(shù)的不斷進(jìn)步，以前難以開發(fā)的低壓、易滲、易漏失長封固段固井難題越來越多的擺在石油技術(shù)人員面前。在低壓井區(qū)開發(fā)的復(fù)雜井?dāng)?shù)量不斷增加，且低壓易漏、易滲、長封固段固井極易發(fā)生"井漏"事故，而解決"井漏"最有效的技術(shù)措施是使用低密度油井水泥固井。在稠油開采過程中，通過地面向地層注入過熱蒸汽，過熱蒸汽溫度在30(TC以上，目前的低密度油井水泥固井僅能適用于地層溫度在20°C-g(TC左右，在如此高的溫度下，由API系列水泥固井形成的水泥石強(qiáng)度會急劇衰退，水泥石變得疏松，不能有效地封隔地層，層間流體相互竄通，縮短了油井壽命，降低生產(chǎn)效率和采收率。中國專利申請耐高溫低密度油井水泥減輕劑(CN200710056881.9)是以如下重量配比的組分組成超低密度水泥40份、漂珠28份、硫酸鈉11.5份、微硅10份、激活劑5份(氫氧化鈉+碳酸鈉)、減阻劑(葡萄糖酸鈉+丙酮)2.5份、堿式氯化鋁3份，可解決易漏地層和地?zé)峋?、熱采井固井施工問題。產(chǎn)品特點耐高溫、密度低、強(qiáng)度符合要求?？墒褂迷谘h(huán)溫度38-120。C之間。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所解決的技術(shù)問題是提供一種抗高溫性能優(yōu)異的高溫低密度水泥。本發(fā)明水泥是采用如下重量百分比的組分組成水泥基材30%-70%、減輕材料14%-40%、高溫強(qiáng)度穩(wěn)定劑14%-30%、高溫緩凝劑O.02%-0.10%;其中，高溫強(qiáng)度穩(wěn)定劑材料為微硅、硅粉中的一種或幾種的組合；高溫緩凝劑為有機(jī)酸鈉鹽類，具體為多羥基己酸鈉。上述水泥基材可采用適用于高溫性能的水泥基材，本發(fā)明優(yōu)選硅酸鹽膠凝材料類。減輕材料采用粉煤灰、微珠、硅藻土、膨潤土中的一種或幾種的組合。本發(fā)明高溫低密度油井水泥具有如下物理性能特征漿體比重為1.30-1.60;在不低于110。C時，80Mpa，50min升溫條件下稠化時間^300min，30min稠度《20Bc。常壓養(yǎng)護(hù)條件下24h抗壓強(qiáng)度^5.OMpa;常壓養(yǎng)護(hù)條件下48h抗壓強(qiáng)度^10.0Mpa。本發(fā)明選取水泥基材按照一定比例加入減輕材料、高溫強(qiáng)度穩(wěn)定劑、高溫緩凝劑，使之能夠在高溫地層90°C_1401:左右的地層固井時有較高的抗壓強(qiáng)度、有較長的稠化時間和好的流變性，并能保證水泥漿不壓破地層的適宜密度范圍，從而保證有良好的固井施工性能，同時在采油期間可以承受30(TC高溫下的采油作業(yè)。產(chǎn)品特點耐高溫、密度低、強(qiáng)度高，高溫(300°C)水熱條件下7d的抗壓強(qiáng)度不衰退。因此本發(fā)明水泥可應(yīng)用于要求嚴(yán)格的油井固井環(huán)境。該水泥具有施工工藝簡單，造漿率高，抗高溫性能優(yōu)異等特性，可顯著提高固井質(zhì)量和原油產(chǎn)量。采用本發(fā)明進(jìn)行固井作業(yè)和高溫采油作業(yè)時，能夠保證固井施工性能和水泥石高溫下強(qiáng)度不衰退性能。具體實施例方式本發(fā)明高溫低密度水泥中，由30%_70%水泥基材、14%_40%減輕材料、14%_30%高溫強(qiáng)度穩(wěn)定劑、0.02%-0.10%高溫緩凝劑組成。其中，高溫緩凝劑為有機(jī)酸鈉鹽類，具體為多羥基己酸鈉；高溫穩(wěn)定劑材料為微硅、硅粉中的一種或幾種的組合；減輕材料為粉煤灰、微珠、硅藻土、膨潤土中的一種或幾種的組合；水泥基材為硅酸鹽膠凝材料類。以下通過組分篩選數(shù)據(jù)證明本發(fā)明水泥的有益效果。將混配得到的水泥制成槳體，分別考察其在11(TC、常壓養(yǎng)護(hù)條件下水泥石24h和48h抗壓強(qiáng)度；在11(TC，80Mpa，50min升溫條件下稠化時間；在300°C、常壓養(yǎng)護(hù)條件下水泥石24h和48h抗壓強(qiáng)度，水泥組成見表l，水泥性能考察結(jié)果見表2。表l水泥組成<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>表2水泥性能考察結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>綜上，由API系列水泥固井形成的水泥石強(qiáng)度會急劇衰退，水泥石變得疏松，不能有效地封隔地層，層問流體相互竄通，降低生產(chǎn)效率和采收率。而本發(fā)明高溫低密度水泥能夠在高溫地層90°C_1401:左右的地層固井時，有較高的抗壓強(qiáng)度、有較長的稠化時間和好的流變性，并能保證水泥漿不壓破地層的適宜密度范圍，從而保證有良好的固井施工性能，同時在采油期間可以承受30(TC高溫下的采油作業(yè)。具有耐高溫、密度低、強(qiáng)度高，高溫(300°C)水熱條件下7d的抗壓強(qiáng)度不衰退的優(yōu)點，能顯著延長油井使用壽命。權(quán)利要求高溫低密度水泥，其特征在于，它是由如下重量百分比的組分組成水泥基材30％-70％、減輕材料14％-40％、高溫強(qiáng)度穩(wěn)定劑14％-30％、高溫緩凝劑0.02％-0.10％；其中，所述高溫緩凝劑為有機(jī)酸鈉鹽類；高溫強(qiáng)度穩(wěn)定劑材料為微硅、硅粉中的一種或其組合。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫低密度水泥，其特征在于，所述有機(jī)酸鈉鹽類是多羥基己酸鈉。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫低密度水泥，其特征在于，所述水泥基材為硅酸鹽膠凝材料類。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫低密度水泥，其特征在于，所述減輕材料為粉煤灰、微珠、硅藻土、膨潤土中的一種或幾種的組合。5.根據(jù)權(quán)利要求l-4任一項所述的高溫低密度水泥，其特征在于，將該水泥制成漿體，其漿體比重為1.30-1.60;在不低于11(TC，80Mpa，50min升溫條件下稠化時間^300min，30min稠度《20Bc;常壓養(yǎng)護(hù)條件下24h抗壓強(qiáng)度^5.OMpa;常壓養(yǎng)護(hù)條件下48h抗壓強(qiáng)度>10.0Mpa。6.權(quán)利要求l-4任一項所述的高溫低密度水泥應(yīng)用于油井固井。全文摘要本發(fā)明屬于建筑材料領(lǐng)域，特別涉及一種高溫低密度水泥及其應(yīng)用。本發(fā)明提供的高溫低密度水泥抗高溫性能優(yōu)異，它是由如下重量百分比的組分組成水泥基材30％-70％，減輕材料14％-40％，高溫強(qiáng)度穩(wěn)定劑14％-30％，高溫緩凝劑0.02％-0.10％；其中，所述高溫緩凝劑為有機(jī)酸鈉鹽類；高溫強(qiáng)度穩(wěn)定劑材料為微硅、硅粉中的一種或其組合。該水泥具有施工工藝簡單，造漿率高，抗高溫性能優(yōu)異等特性，可應(yīng)用于油井固井等特殊環(huán)境，可顯著提高固井質(zhì)量和原油產(chǎn)量。采用本發(fā)明水泥進(jìn)行固井作業(yè)和高溫采油作業(yè)時，能夠保證固井施工性能和水泥石高溫下強(qiáng)度不衰退性能。文檔編號C09K8/473GK101747009SQ20091031095公開日2010年6月23日申請日期2009年12月4日優(yōu)先權(quán)日2009年12月4日發(fā)明者張斌,王玉強(qiáng),陽運霞,韓建國申請人:四川嘉華企業(yè)(集團(tuán))股份有限公司