本發(fā)明涉及一種油氣田固井用水泥漿，主要是一種對(duì)進(jìn)過(guò)多輪高溫蒸汽吞吐作業(yè)的損害油層具有修復(fù)改造功能的抗高溫滲透性水泥漿。
背景技術(shù)：
熱力采油是目前稠油增產(chǎn)的有效手段，目前我國(guó)稠油開采主要包括蒸汽吞吐、蒸汽驅(qū)和火燒油層三種商業(yè)性熱力采油技術(shù)。其中蒸汽吞吐技術(shù)因?yàn)槭┕ず?jiǎn)單、見效快、可直接在生產(chǎn)井實(shí)施等優(yōu)勢(shì)，目前已經(jīng)成為稠油商業(yè)性開采的主要方法。但據(jù)現(xiàn)場(chǎng)反饋的信息表明，進(jìn)過(guò)多輪次蒸汽吞吐后，蒸汽波及帶的巖石骨架和油氣產(chǎn)層遭到不同程度的破壞，蒸汽易發(fā)生竄流且熱損失大，往往導(dǎo)致單井產(chǎn)量迅速遞減，使得經(jīng)濟(jì)效益變差，同時(shí)使得油井后期生產(chǎn)面臨出水、出砂和汽竄等棘手問(wèn)題。實(shí)踐證明，蒸汽驅(qū)可有效接替蒸汽吞吐開采稠油，然而，在轉(zhuǎn)汽驅(qū)前，必須對(duì)已經(jīng)遭受到高溫?fù)p害的油氣層進(jìn)行修復(fù)改造，即解決滲透層的蒸汽竄流、出水、出砂等問(wèn)題，保證油氣田在后期蒸汽驅(qū)的正常穩(wěn)定生產(chǎn)。
目前國(guó)內(nèi)針對(duì)經(jīng)過(guò)高溫蒸汽吞吐后的蒸汽竄流、出水、出砂等問(wèn)題，主要運(yùn)用高分子調(diào)堵劑進(jìn)行處理，徐明強(qiáng)等人針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)某區(qū)塊面臨的高溫蒸汽竄流相互影響的問(wèn)題，自行開發(fā)了一種熱固性樹脂KLD-01，對(duì)吞吐井的汽竄通道可以有效封堵，可明顯提高蒸汽使用效率，并且經(jīng)濟(jì)成本低，具有潛在的應(yīng)用前景。劉成杰等人制得了一種耐高溫(250℃～300℃)的凍膠型堵劑PST，該堵劑可同時(shí)滿足生產(chǎn)井堵水和注汽井調(diào)剖的要求。陳輝研制了適合熱采水平井先期堵水耐高溫復(fù)合凝膠堵水體系FHG-1，具有良好的耐溫性和封堵大孔道、高滲層的作用。
而關(guān)于運(yùn)用耐高溫的滲透性水泥漿進(jìn)行油氣層的封隔改造報(bào)道較少。耐高溫的滲透性水泥漿對(duì)受損油層進(jìn)行封隔后，由于水泥漿固化后自生的封隔膠結(jié)作用，可以有效解決氣竄、出水、出砂等問(wèn)題，同時(shí)利用滲透性水泥漿中的可溶組分來(lái)提高封隔層的滲透率，以保證水泥石具有足夠的滲流導(dǎo)流作用，保證后期轉(zhuǎn)蒸汽驅(qū)后油井的正常生產(chǎn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種對(duì)經(jīng)多輪高溫蒸汽吞吐作業(yè)造成損害的油層具有修復(fù)改造功能的抗高溫滲透性水泥漿，在普通抗高溫水泥漿的基礎(chǔ)上，通過(guò)添加鋁酸鹽水泥和增滲劑，進(jìn)一步提高水泥封隔層的抗高溫性和水泥封隔層的滲透性，達(dá)到封隔改造損害產(chǎn)層和提高固井質(zhì)量的雙重目的。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：
蒸汽吞吐轉(zhuǎn)蒸汽驅(qū)油層改造用滲透性水泥漿，其特征在于由微細(xì)水泥、鋁酸鹽水泥、高溫強(qiáng)度抑制劑、增滲劑、分散劑、降失水劑、緩凝劑組成，其中質(zhì)量百分比分別為：47.10％為微細(xì)水泥，20.20％為鋁酸鹽水泥，25.75％為高溫強(qiáng)度穩(wěn)定劑劑，3.50～4.50％為增滲劑，0.80～1.40％為分散劑，1.00～1.50％為降失水劑，其余為緩凝劑含量。
所述高溫強(qiáng)度穩(wěn)定劑為通過(guò)300目的硅砂。
所述增滲劑為MAPT-1。
所述分散劑為SXY。
所述降失水劑為SWJ-4。
所述緩凝劑為HP-2。
所述增滲劑MAPT-1質(zhì)量百分比為4.00％。
所述分散劑SXY的質(zhì)量百分比為1.20％。
所述降失水劑SWJ-4的質(zhì)量百分比為1.25％。
所述緩凝劑HP-2的質(zhì)量百分比為0.50％。
考慮到改造油層的低孔隙度和水泥漿的易泵注擠注性，通過(guò)對(duì)普通硅酸鹽水泥、微細(xì)硅酸鹽水泥開展大量試驗(yàn)研究，發(fā)現(xiàn)微細(xì)水泥顆粒粒徑與油層孔徑尺寸匹配性好，易于油層擠注封隔，因此選擇微細(xì)水泥作為滲透性水泥漿體系的基礎(chǔ)凝膠材料；由于修復(fù)改造地層的開采方式為高溫蒸汽吞吐以及后期的蒸汽驅(qū)，水泥石須在高溫蒸汽沖刷下(280℃～350℃)有足夠的強(qiáng)度，因此選用耐溫性能良好鋁酸鹽水泥與微細(xì)水泥復(fù)配體系作為油層改造抗高溫滲透性水泥漿體系的基礎(chǔ)凝膠材料，同時(shí)通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)確定加量分別為47.10％和20.20％。通過(guò)對(duì)水泥漿水化產(chǎn)物抗溫性能和不同粒徑的硅砂研究，發(fā)現(xiàn)低鈣硅比的水化產(chǎn)物和較細(xì)粒徑的硅砂對(duì)抑制水泥石在高溫環(huán)境下的強(qiáng)度衰退具有積極作用，因此通過(guò)對(duì)硅砂的加量和粒徑的大量研究，確定加量為25.75％的300目(28μm)硅砂作為水泥漿體系的高溫強(qiáng)度穩(wěn)定劑。選用改性瀝青MAPT-1作為滲透性水泥石的增滲劑，加量在3.50～4.50％即可很好的改善高溫環(huán)境下水泥石的導(dǎo)流滲透性能，選用SXY作為分散，加量在0.80～1.40％可以很好改善水泥漿體系的流動(dòng)性，易于水泥漿現(xiàn)場(chǎng)泵注，選用SWJ-4作為降失水劑，加量在1.00～1.50％即可控制水泥漿的濾失量在100ml以內(nèi)，選用HP作為高溫緩凝劑，改變其加量，可使水泥漿體系稠化時(shí)間在60min～180min可調(diào)。
通過(guò)對(duì)改造油層的地質(zhì)情況進(jìn)行分析和水泥石高溫環(huán)境下的衰退機(jī)理研究，在此基礎(chǔ)上確定了水泥漿體系的基礎(chǔ)凝膠材料，通過(guò)高溫強(qiáng)度穩(wěn)定劑和增滲劑的合理選材以及其他外加劑的加量?jī)?yōu)化，研制出一種高溫條件下具有較高滲透率并且強(qiáng)度適宜的油層改造滲透性水泥石，達(dá)到綜合治理出水、出砂、汽竄地層的目的。本發(fā)明可以明顯改善稠油熱采轉(zhuǎn)蒸汽驅(qū)前的油層出水、出砂、汽竄等改造問(wèn)題，提高稠油資源的綜合開采利用率。
具體實(shí)施方式
為了對(duì)本發(fā)明的技術(shù)特征以及有益成果有更清晰的理解認(rèn)識(shí)，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行以下詳細(xì)敘述。
實(shí)施例1：
稱取210g微細(xì)水泥，90g鋁酸鹽水泥，120g高溫強(qiáng)度穩(wěn)定劑，3.6g分散劑SXY，4.5g降失水劑SZ1-2，15.9g增滲劑MAPT-1混合均勻，稱取226.8g的自來(lái)水加入瓦楞攪拌罐，將混合均勻的干粉加入瓦楞罐，高速攪拌45s，低速攪拌15s之后，再進(jìn)行20min的80℃常壓稠化，即制備成蒸汽吞吐蒸汽吞吐轉(zhuǎn)蒸汽驅(qū)油層改造用滲透性水泥漿。
實(shí)施例2：
水泥漿配方：
210g微細(xì)水泥+90g鋁酸鹽水泥+120g高溫強(qiáng)度穩(wěn)定劑+3.6gSXY+14.5gSZ1-2+15.9gMAPT-1，水固比為0.54，高溫強(qiáng)度穩(wěn)定劑為平均粒徑為48μm(300目)硅砂。
按照上述配方制備好水泥漿并進(jìn)行注模，在60℃、280℃、320℃水浴養(yǎng)護(hù)72h，測(cè)定到達(dá)養(yǎng)護(hù)齡期水泥石的抗壓強(qiáng)度和油相滲透率。水泥石抗壓強(qiáng)度測(cè)試方法按GB/T 19139-2003《油井水泥實(shí)驗(yàn)方法》，水泥石滲透率測(cè)試方法按SY/T5336-1996《巖心常規(guī)分析方法》，測(cè)試結(jié)果見表1。
表1水泥石試驗(yàn)結(jié)果
由上表數(shù)據(jù)可以看出，水泥石經(jīng)過(guò)高溫(280℃、320℃)養(yǎng)護(hù)后，抗壓強(qiáng)度維持在9.6MPa左右，具有很好的抗高溫衰退性；滲透性水泥石在低溫(60℃)情況下，滲透率為315.1×10-3μm2，在高溫(280℃、320℃)情況下，滲透率增大至561.2×10-3μm2、669.6×10-3μm2，說(shuō)明滲透性水泥石滿足封隔損害地層，加固井壁，蒸汽驅(qū)下增大改造油層滲透導(dǎo)流性能的要求。
實(shí)施例3：
水泥漿配方：
210g微細(xì)水泥+90g鋁酸鹽水泥+120g高溫強(qiáng)度穩(wěn)定劑+3.6gSXY+14.5gSZ1-2+15.9gMAPT-1，水固比為0.54，高溫強(qiáng)度穩(wěn)定劑為平均粒徑為48μm(300目)硅砂。
按上述配方配置好水泥漿，用1mL/min流量向巖心中注入滲透性水泥漿體系，之后將注入了水泥漿的巖心取出，置于80℃恒溫水浴體系中養(yǎng)護(hù)1天后轉(zhuǎn)入280℃高溫高壓釜內(nèi)養(yǎng)護(hù)2天后取出置于巖心夾持器中，進(jìn)行水泥石的封堵效果實(shí)驗(yàn)，測(cè)試結(jié)果見表2。
表2單巖心滲透性水泥石封堵數(shù)據(jù)
由上表可以看出，經(jīng)過(guò)滲透性水泥處理后，人造巖心的滲透率下降了約90％，對(duì)巖心的封堵效果明顯，可有效防止損害油層的蒸汽竄流、出水等問(wèn)題。
綜上所述，本發(fā)明并不簡(jiǎn)單局限于上述實(shí)例所講，通過(guò)高溫強(qiáng)度穩(wěn)定劑和增滲劑的合理選材以及其他外加劑的加量?jī)?yōu)化，研制出一種高溫條件下具有較高滲透率并且強(qiáng)度適宜的油層改造滲透性水泥石，可以明顯改善稠油熱采轉(zhuǎn)蒸汽驅(qū)前的油層出水、出砂、汽竄等改造問(wèn)題，大大提高稠油的開采利用率。