本發(fā)明涉及油氣田鉆井固井，具體涉及泡沫快干水泥漿及其制備方法和應(yīng)用，尤其涉及一種泡沫快干水泥漿體系在治理淺表層漏失中的應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、在油氣井工程中，常規(guī)固井作業(yè)是通過固井工作液將井內(nèi)下入的套管串與地層或外層套管之間的環(huán)形空間進(jìn)行有效封隔，防止儲(chǔ)層傷害，保障油氣的安全、高效生產(chǎn)。而在復(fù)雜油氣井鉆完井過程中，固井作業(yè)也是解決井下復(fù)雜工況的重要手段。

2、在鉆井液漏失井中，鉆井液的漏失將造成鉆井液浪費(fèi)、井壁不穩(wěn)定、儲(chǔ)層傷害等不利影響。通常采用堵漏鉆井液進(jìn)行堵漏或者泵注常規(guī)固井水泥漿形成水泥塞進(jìn)行堵漏。該技術(shù)對(duì)于鉆井液低漏速井的治理具有一定的作用，但是對(duì)于漏失量較大、地層承壓能力較低的井，該方法需要鉆井液或固井水泥漿密度非常低，常規(guī)固井水泥漿無法滿足要求。對(duì)于高漏失井的復(fù)雜情況處理，另一種方法是井內(nèi)下入膨脹管等工具，通過膨脹管在漏失點(diǎn)進(jìn)行堵漏，但該方法成本高，施工工藝復(fù)雜，施工效果不理想。

3、在淺表層高漏失井中，鉆井液漏失量大，甚至存在鉆井液失返，引起了井壁失穩(wěn)垮塌，對(duì)鉆井安全造成了嚴(yán)重影響，單井建井時(shí)間嚴(yán)重增加。而且漏速較大的井對(duì)水泥漿稠化時(shí)間要求較高，稠化時(shí)間長，水泥漿漏失或被地層流體沖刷，無法在井眼附近形成水泥石并封堵漏失層。鉆井液密度接近1g/cm3仍存在較大漏失，常規(guī)堵漏方法無法實(shí)施，膨脹管堵漏技術(shù)成本高。因此，亟需一種可低密度、快速稠化的水泥漿體系及堵漏方法以解決淺表層漏失復(fù)雜工況的技術(shù)方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的淺表層鉆井液漏失及井壁垮塌的鉆井問題，提供泡沫快干水泥漿及其制備方法和應(yīng)用。本發(fā)明的泡沫快干水泥漿能夠快速稠化封堵漏失層，起所形成的泡沫快干水泥漿體系具有低于水的密度，可用于治理淺表層漏失。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明第一方面提供一種泡沫快干水泥漿，所述泡沫快干水泥漿體系是通過向快干水泥漿中充入氣體得到的；所述快干水泥漿包括：快干水泥100重量份、增稠劑a?6-14重量份、增稠劑b?0.1-1重量份、增韌劑0.1-0.4重量份、降失水劑2-8重量份、緩凝劑1-10重量份和水35-60重量份。

3、本發(fā)明第二方面提供一種泡沫快干水泥漿體系的制備方法，所述制備方法包括如下步驟：

4、(1)將快干水泥100重量份、增稠劑a?6-14重量份、增稠劑b?0.1-1重量份和增韌劑0.1-0.4重量份混合，得到固體混合物；

5、(2)將降失水劑2-8重量份、緩凝劑1-10重量份和水35-60重量份混合，得到配漿水；

6、(3)將所述固體混合物與所述配漿水混合，得到快干水泥漿；

7、(4)將所述快干水泥漿與發(fā)泡劑0.5-1重量份和穩(wěn)泡劑0.3-0.6重量份混合，然后進(jìn)行充氣，得到泡沫快干水泥漿體系。

8、本發(fā)明第三方面提供前述第一方面所述的泡沫快干水泥漿體系或前述第二方面所述的制備方法制得的泡沫快干水泥漿體系在油田固井中的應(yīng)用。

9、本發(fā)明第四方面提供一種治理油氣井淺表層漏失的方法，該方法包括：

10、將前述的第一方面的所述的泡沫快干水泥漿體系、前述第二方面所述的制備方法制得的泡沫快干水泥漿體系輸送至漏失地層，驅(qū)替原井內(nèi)鉆井液上返出井或下行進(jìn)入漏失地層，進(jìn)行堵漏。

11、通過上述技術(shù)方案，本發(fā)明所取得的有益技術(shù)效果如下：

12、(1)本發(fā)明快干水泥漿的稠化時(shí)間短，可以在水泥漿泵注過程中、在漏失層內(nèi)流動(dòng)過程中稠化形成具有一定強(qiáng)度的水泥石，達(dá)到封堵漏層的作用。

13、(2)本發(fā)明泡沫快干水泥漿體系的密度低，對(duì)于淺表層漏失達(dá)到鉆井液失返的井，泡沫快干水泥漿體系的密度低于水，能夠降低井底壓力，防止漏失，在漏失層及井筒內(nèi)長時(shí)間停留形成一定強(qiáng)度的水泥石，既達(dá)到封堵漏層，又能夠在在井筒內(nèi)固化井壁，治理井壁坍塌。

14、(3)本發(fā)明結(jié)合泡沫固井技術(shù)工藝特點(diǎn)，提出采用快干水泥漿縮短水泥稠化時(shí)間，通過充氣降低水泥漿體系的密度，以封固漏失層及固結(jié)失穩(wěn)垮塌的井壁，解決淺表層鉆完井復(fù)雜問題，構(gòu)建淺表層漏失井治理的固井方法，為降低淺表層漏失井的鉆井周期和成本提供技術(shù)支持。

15、(4)本發(fā)明泡沫快干水泥漿體系形成的水泥石強(qiáng)度較常規(guī)泡沫水泥漿體系水泥石強(qiáng)度低，掃塞更容易。

技術(shù)特征：

1.一種泡沫快干水泥漿體系，其特征在于，所述泡沫快干水泥漿體系是通過向快干水泥漿中充入氣體得到的；所述快干水泥漿包括：快干水泥100重量份、增稠劑a?6-14重量份、增稠劑b?0.1-1重量份、增韌劑0.1-0.4重量份、降失水劑2-8重量份、緩凝劑1-10重量份和水35-60重量份。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的泡沫快干水泥漿體系，其中，向所述快干水泥漿中充入氣體之前，還包括：向所述快干水泥漿中加入發(fā)泡劑0.5-1重量份和穩(wěn)泡劑0.3-0.6重量份；

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的泡沫快干水泥漿體系，其中，所述快干水泥與水的比例為100:44時(shí)，所述快干水泥漿在25-30℃下的稠化時(shí)間為20min-60min。

4.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任意一項(xiàng)所述的泡沫快干水泥漿體系，其中，所述快干水泥為硫鋁酸鹽水泥，其中，以硫鋁酸鹽水泥的總質(zhì)量計(jì)，三氧化二鋁的質(zhì)量含量為30-40％；

5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任意一項(xiàng)所述的泡沫快干水泥漿體系，其中，所述增稠劑a為微硅，其中，sio2的含量為80-95wt％；優(yōu)選地，所述微硅的平均粒徑為0.05-0.3μm；

6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任意一項(xiàng)所述的泡沫快干水泥漿體系，其中，所述增韌劑為纖維；優(yōu)選地，所述纖維的直徑為2-8μm，長度為2-5mm；

7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任意一項(xiàng)所述的泡沫快干水泥漿體系，其中，所述泡沫快干水泥漿體系在25-60℃和7-12mpa條件下，密度為0.7-1.2g/cm3，流動(dòng)度大于14cm，析水量小于1％，上下密度差小于0.03g/cm3。

8.一種泡沫快干水泥漿體系的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括如下步驟：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備方法，其中，所述充氣步驟具體包括：在攪動(dòng)條件下，在1-25mpa，優(yōu)選3-12mpa的氣體壓力下進(jìn)行充氣；

10.權(quán)利要求1-7中任意一項(xiàng)所述的泡沫快干水泥漿體系或權(quán)利要求8或9所述的制備方法制得的泡沫快干水泥漿體系在油田固井中的應(yīng)用。

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的應(yīng)用，其中，所述泡沫快干水泥漿體系在油氣井淺表層漏失中的應(yīng)用。

12.一種治理油氣井淺表層漏失的方法，其特征在于，該方法包括：

13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，將所述泡沫快干水泥漿體系進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，使其凝固；

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及油氣田鉆井固井技術(shù)領(lǐng)域，公開了泡沫快干水泥漿及其制備方法和應(yīng)用。所述泡沫快干水泥漿體系是通過向快干水泥漿中充入氣體得到的；所述快干水泥漿包括：快干水泥100重量份、增稠劑A?6?14重量份、增稠劑B?0.1?1重量份、增韌劑0.1?0.4重量份、降失水劑2?8重量份、緩凝劑1?10重量份和水35?60重量份。本發(fā)明配制的泡沫快干水泥漿，不僅顯著縮短了水泥漿的稠化時(shí)間，保證了較短時(shí)間內(nèi)形成具有一定強(qiáng)度的水泥石，達(dá)到堵漏目的，而且能夠擁有較低的密度，滿足了漏失井內(nèi)水泥漿的停留和對(duì)井壁巖石的封固，達(dá)到井壁固結(jié)，防止井壁垮塌的作用，最終實(shí)現(xiàn)淺表層漏失井井漏及井壁垮塌的治理。

技術(shù)研發(fā)人員：劉奎,初永濤,丁士東,周仕明,肖京男,張晉凱,劉仍光,杜曉雨
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國石油化工股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2