一種油井水泥促凝早強(qiáng)劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種水泥早強(qiáng)劑及其制備方法，更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種油井水 泥促凝早強(qiáng)劑及其制備方法，屬于油井水泥外加劑技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 在表層套管入井淺、冬季作業(yè)溫度低等情況下，極不利于水泥漿的凝固。通常做法 是通過(guò)加氯化鈣等無(wú)機(jī)鹽來(lái)提高水泥漿的早期強(qiáng)度，但無(wú)法滿足現(xiàn)在高速鉆井時(shí)，對(duì)水泥 漿極短稠化時(shí)間的要求。還有，如果加入的無(wú)機(jī)鹽量過(guò)大，往往會(huì)造成其性能逆向，給固井 帶來(lái)難以預(yù)測(cè)的風(fēng)險(xiǎn)。
[0003] 國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局于2012. 7. 4公開(kāi)了 一件公開(kāi)號(hào)為CN102533235A，名稱為"一種 油井水泥中高溫早強(qiáng)劑"的發(fā)明，該發(fā)明公開(kāi)了一種油井水泥中高溫早強(qiáng)劑，它包含以下組 分，且各組分的重量比為：硫代硫酸鈉1. 2~2. 8,堿式氯化鋁0. 2~2,硝酸鈉0. 2~0. 6， 微硅0. 2~1，鋁酸鈣0~0. 2。本發(fā)明的有益效果是：高溫下它能在不影響稠化時(shí)間的 情況下明顯地提高水泥石的早期強(qiáng)度，解決了中高溫環(huán)境下水泥石早期強(qiáng)度發(fā)展緩慢的現(xiàn) 狀，并且與其他外加劑配伍性好；同時(shí)中溫下有助于控制水泥漿的失水量，降低了降失水劑 的加量，節(jié)約了成本。
[0004] 上述對(duì)比文件是適用于中高溫的早強(qiáng)劑，不適合低溫狀態(tài)下的要求，且稠化時(shí)間 較長(zhǎng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中的油井水泥促凝早強(qiáng)劑的無(wú)機(jī)鹽和有機(jī)鹽促凝劑分 開(kāi)使用存在缺陷的問(wèn)題，提供一種油井水泥促凝早強(qiáng)劑，達(dá)到一劑使用起來(lái)方便和充分利 用無(wú)機(jī)鹽和有機(jī)鹽的協(xié)同增效的目的，能夠使水泥漿在低溫條件下快速凝固。
[0006] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，其具體的技術(shù)方案如下： 一種油井水泥促凝早強(qiáng)劑，其特征在于：包括以下按照重量份數(shù)計(jì)的原料： 石膏粉 10-50份 生石灰 10-40份 鋁鹽 10-50份。
[0007] 本發(fā)明所述的油井水泥促凝早強(qiáng)劑，還包括以下按照重量份數(shù)計(jì)的原料： 微硅粉 5-30份 脂肪醇胺 1-30份 鐵鹽 1-30份 聚磺酸鹽 5-30份。
[0008] -種油井水泥促凝早強(qiáng)劑，其特征在于：包括以下按照重量份數(shù)計(jì)的原料： 石膏粉 30份 生石灰 20份 鋁鹽 25份 微硅粉 8份 脂肪醇胺 3份 鐵鹽 5份 聚磺酸鹽 12份。
[0009] 本發(fā)明所述的鋁鹽為硫酸鋁、硝酸鋁、氯化鋁、偏鋁酸鈉、偏鋁酸鉀和檸檬酸鋁中 的一種或者任意比例的多種混合物。
[0010] 本發(fā)明所述的鐵鹽為硫酸鐵、硫酸亞鐵、硝酸鐵、氯化鐵和檸檬酸鐵中的一種或者 任意比例的多種混合物。
[0011] 本發(fā)明上述一種油井水泥促凝早強(qiáng)劑的制備方法，其特征在于：將石膏粉、生石 灰、鋁鹽、微硅粉、鐵鹽和聚磺酸鹽按比例稱好，并投入混合機(jī)內(nèi)混合均勻，再滴加脂肪醇 胺，粉碎，得到油井水泥促凝早強(qiáng)劑。
[0012] 本發(fā)明帶來(lái)的有益技術(shù)效果： 1、本發(fā)明解決了現(xiàn)有油井水泥早強(qiáng)劑的問(wèn)題，本發(fā)明的油井水泥促凝早強(qiáng)劑適用于表 層套管和低溫淺井固井，可大大縮短水泥漿在低溫下的稠化時(shí)間，提高水泥石早期強(qiáng)度。本 發(fā)明能夠達(dá)到一劑使用起來(lái)方便和充分利用無(wú)機(jī)鹽和有機(jī)鹽的協(xié)同增效的目的，能夠使水 泥漿在低溫條件下快速凝固。
[0013] 2、本發(fā)明的油井水泥促凝早強(qiáng)劑，可以和粉煤灰、微硅、漂珠、般土等減輕劑外摻 料一起使用，以配制出符合現(xiàn)場(chǎng)施工需要的、不同性能的水泥漿，抗壓強(qiáng)度增長(zhǎng)率可達(dá)35% 以上。
[0014] 3、本發(fā)明的油井水泥促凝早強(qiáng)劑，可與多元共聚型多功能降失水劑HT-1和聚乙 烯醇成膜型降失水劑LT-ULT-2復(fù)配使用，發(fā)揮協(xié)同作用，縮短水泥漿稠化時(shí)間，以配制 出符合各種固井工程要求的且具有優(yōu)良性能的水泥漿。
【具體實(shí)施方式】
[0015] 實(shí)施例1 一種油井水泥促凝早強(qiáng)劑，包括以下按照重量份數(shù)計(jì)的原料： 石膏粉 10份 生石灰 10份 鋁鹽 10份。
[0016] 實(shí)施例2 一種油井水泥促凝早強(qiáng)劑，包括以下按照重量份數(shù)計(jì)的原料： 石膏粉 50份 生石灰 40份 鋁鹽 50份。
[0017] 實(shí)施例3 一種油井水泥促凝早強(qiáng)劑，包括以下按照重量份數(shù)計(jì)的原料： 石膏粉 30份 生石灰 25份 鋁鹽 30份。
[0018] 實(shí)施例4 一種油井水泥促凝早強(qiáng)劑，包括以下按照重量份數(shù)計(jì)的原料： 石膏粉 15份 生石灰 32份 鋁鹽 26份。
[0019] 實(shí)施例5 一種油井水泥促凝早強(qiáng)劑，包括以下按照重量份數(shù)計(jì)的原料： 石膏粉 10份 生石灰 10份 鋁鹽 10份 微硅粉 5份 脂肪醇胺 1份 鐵鹽 1份 聚磺酸鹽 5份。
[0020] 實(shí)施例6 一種油井水泥促凝早強(qiáng)劑，包括以下按照重量份數(shù)計(jì)的原料： 石膏粉 50份 生石灰 40份 鋁鹽 50份 微硅粉 30份 脂肪醇胺 30份 鐵鹽 30份 聚磺酸鹽 30份。
[0021] 實(shí)施例7 一種油井水泥促凝早強(qiáng)劑，包括以下按照重量份數(shù)計(jì)的原料： 石膏粉 30份 生石灰 25份 鋁鹽 30份 微硅粉 17. 5份 脂肪醇胺 15. 5份 鐵鹽 15. 5份 聚磺酸鹽 17. 5份。
[0022] 實(shí)施例8 一種油井水泥促凝早強(qiáng)劑，包括以下按照重量份數(shù)計(jì)的原料： 石膏粉 40份 生石灰 12份 鋁鹽 37份 微硅粉 10份 脂肪醇胺 27份 鐵鹽 29份 聚磺酸鹽 20份。
[0023] 實(shí)施例9 油井水泥促凝早強(qiáng)劑CNZQ-1的制備方法是取石膏粉30份、生石灰20份、鋁鹽25份、 微硅粉8份、鐵鹽5份和聚磺酸鹽12份。按上述比例稱好并投入混合機(jī)內(nèi)混合均勻，再滴 加脂肪醇胺3份，粉碎。
[0024] 所述的鋁鹽為硫酸鋁、硝酸鋁、氯化鋁、偏鋁酸鈉、偏鋁酸鉀和檸檬酸鋁中的一種 或者任意比例的多種混合物。所述的鐵鹽為硫酸鐵、硫酸亞鐵、硝酸鐵、氯化鐵和檸檬酸鐵 中的一種或者任意比例的多種混合物。
[0025]CNZQ-1對(duì)油井水泥漿性能影響試驗(yàn)。按GB/T19139-2012《油井水泥試驗(yàn)方法》 進(jìn)行水泥漿性能試驗(yàn)。其中，油井水泥為嘉華G級(jí)油井水泥，水/灰為0.44。試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn) 表1。
[0026] 表1CNZQ-1對(duì)水泥漿性能影響測(cè)試結(jié)果
以上數(shù)據(jù)表明：隨著CNZQ-1摻量增加，水泥漿的流性指數(shù)η值和稠度系數(shù)K值變化 不大。水泥石強(qiáng)度發(fā)展隨CNZQ-1試驗(yàn)摻量的增加和養(yǎng)護(hù)時(shí)間增加而均勻增長(zhǎng)。水泥漿稠 化時(shí)間隨CNZQ-1摻量增加而規(guī)律性地縮短。
[0027] 實(shí)施例10 油井水泥促凝早強(qiáng)劑CNZQ-1的制備方法是取石膏粉30份、生石灰20份、鋁鹽25份、 微硅粉8份、鐵鹽5份和聚磺酸鹽12份。按上述比例稱好并投入混合機(jī)內(nèi)混合均勻，再滴 加脂肪醇胺3份，粉碎。
[0028] 所述的鋁鹽為硫酸鋁、硝酸鋁、氯化鋁、偏鋁酸鈉、偏鋁酸鉀和檸檬酸鋁中的一種 或者任意比例的多種混合物。所述的鐵鹽為硫酸鐵、硫酸亞鐵、硝酸鐵、氯化鐵和檸檬酸鐵 中的一種或者任意比例的多種混合物。
[0029]CNZQ-1加ΗΤ-1多元共聚降濾失劑的油井水泥漿性能影響試驗(yàn)。按GB/T 19139-2012《油井水泥試驗(yàn)方法》進(jìn)行水泥漿性能試驗(yàn)。其中，油井水泥為嘉華G級(jí)油井 水泥，ΗΤ-1 3%，分散劑FS-1 0. 2%，水/灰為0. 44。試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。
[0030] 表2CNZQ-1對(duì)加ΗΤ-1多元共聚降濾失劑的油井水泥漿性能影響測(cè)試結(jié)果
試驗(yàn)結(jié)果表明：隨著CNZQ-1摻量增加，對(duì)加HT-1水泥漿的流性指數(shù)η值和稠度系數(shù)Κ值變化不大。水泥石強(qiáng)度發(fā)展隨CNZQ-1試驗(yàn)摻量的增加和養(yǎng)護(hù)時(shí)間增加而均勻增長(zhǎng)。水 泥漿稠化時(shí)間隨CNZQ-1摻量增加而規(guī)律性地縮短。在一定加量范圍內(nèi)CNZQ-1的水泥漿的 降濾失性能沒(méi)有不利影響。
[0031] 實(shí)施例11 油井水泥促凝早強(qiáng)劑CNZQ-1的制備方法是取石膏粉30份、生石灰20份、鋁鹽25份、 微硅粉8份、鐵鹽5份和聚磺酸鹽12份。按上述比例稱好并投入混合機(jī)內(nèi)混合均勻，再滴 加脂肪醇胺3份，粉碎。
[0032] 所述的鋁鹽為硫酸鋁、硝酸鋁、氯化鋁、偏鋁酸鈉、偏鋁酸鉀和檸檬酸鋁中的一種 或者任意比例的多種混合物。所述的鐵鹽為硫酸鐵、硫酸亞鐵、硝酸鐵、氯化鐵和檸檬酸鐵 中的一種或者任意比例的多種混合物。
[0033]CNZQ-1對(duì)加聚乙烯醇成膜降濾失劑（LT-2)的低密度油井水泥漿性能影響試驗(yàn)。 按GB/T19139-2012《油井水泥試驗(yàn)方法》進(jìn)行水泥漿性能試驗(yàn)。其中，試驗(yàn)水泥漿配方為： 嘉華G級(jí)水泥：粉煤灰：微硅：降濾失劑LT-2:減阻劑SXY-2:水=222 : 178 : 120 : 7. 8 : 3. 3 : 470,水泥漿密度為1.45g/cm3。試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3。
[0034] 表3CNZQ-1對(duì)加聚乙烯醇成膜降濾失劑（LT-2)的低密度油井水泥漿性能影響 試驗(yàn)測(cè)試結(jié)果
試驗(yàn)結(jié)果表明：隨CNZQ-1加量變化，水泥漿的旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)讀數(shù)和η值、K值變化不 大?？捎行岣呱鲜鏊瘫容^高的低密度水泥石的抗壓強(qiáng)度。CNZQ-1對(duì)加LT-2和微硅的 大水灰比的低密度水泥漿的稠化時(shí)間的調(diào)節(jié)規(guī)律性地變化。CNZQ-1對(duì)加LT-2和微硅的 大水灰比低密度水泥漿的降濾失性能沒(méi)有不利影響。當(dāng)CNZQ-1摻量依次從1%增加到4% 時(shí)，該水泥漿的濾失量?jī)H稍有增大，但仍在允許范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種油井水泥促凝早強(qiáng)劑，其特征在于：包括以下按照重量份數(shù)計(jì)的原料： 石膏粉 10-50份 生石灰 10-40份 鋁鹽 10-50份。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種油井水泥促凝早強(qiáng)劑，其特征在于：所述的油井水泥促 凝早強(qiáng)劑，還包括以下按照重量份數(shù)計(jì)的原料： 微硅粉 5-30份 脂肪醇胺 1-30份 鐵鹽 1-30份 聚磺酸鹽 5-30份。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種油井水泥促凝早強(qiáng)劑，其特征在于：包括以下按照重量 份數(shù)計(jì)的原料： 石膏粉 30份 生石灰 20份 鋁鹽 25份 微硅粉 8份 脂肪醇胺 3份 鐵鹽 5份 聚磺酸鹽 12份。4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任意一項(xiàng)所述的一種油井水泥促凝早強(qiáng)劑，其特征在于：所述 的鋁鹽為硫酸鋁、硝酸鋁、氯化鋁、偏鋁酸鈉、偏鋁酸鉀和檸檬酸鋁中的一種或者任意比例 的多種混合物。5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種油井水泥促凝早強(qiáng)劑，其特征在于：所述的鐵鹽為 硫酸鐵、硫酸亞鐵、硝酸鐵、氯化鐵和檸檬酸鐵中的一種或者任意比例的多種混合物。6. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種油井水泥促凝早強(qiáng)劑的制備方法，其特征在于：將 石膏粉、生石灰、鋁鹽、微硅粉、鐵鹽和聚磺酸鹽按比例稱好，并投入混合機(jī)內(nèi)混合均勻，再 滴加脂肪醇胺，粉碎，得到油井水泥促凝早強(qiáng)劑。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種油井水泥促凝早強(qiáng)劑及其制備方法，屬于油井水泥外加劑技術(shù)領(lǐng)域。該早強(qiáng)劑包括以下按照重量份數(shù)計(jì)的原料：石膏粉10-50份、生石灰10-40份、鋁鹽10-50份。本發(fā)明能夠達(dá)到一劑使用起來(lái)方便和充分利用無(wú)機(jī)鹽和有機(jī)鹽的協(xié)同增效的目的，能夠使水泥漿在低溫條件下快速凝固。
【IPC分類】C09K8/467
【公開(kāi)號(hào)】CN105349126
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510915413
【發(fā)明人】周先成, 賴杰, 韓濤, 沈思英, 易音, 辜慧蘭
【申請(qǐng)人】成都川鋒化學(xué)工程有限責(zé)任公司
【公開(kāi)日】2016年2月24日
【申請(qǐng)日】2015年12月10日