本申請涉及但不限于固井技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及但不限于一種水泥混合組分及其制備低密度水泥漿的應(yīng)用。

背景技術(shù)：

隨著油氣田開發(fā)程度加深，所遇低壓易漏井或長封固井日益增多。采用常規(guī)固井方法，不但易造成井漏，還會(huì)造成地層破壞、油層污染及產(chǎn)油量降低等惡果。為了保證固井作業(yè)安全、提高固井質(zhì)量，通常采用兩種方法：一是采用雙級或多級注水泥，二是使用減輕材料降低水泥漿密度。前者不僅施工程序比較復(fù)雜，而且占用的鉆井時(shí)間長，特別不適用于海上施工。

低密度水泥漿(密度＜1.6g.cm³)是目前研究應(yīng)用的主要方向。通?？梢圆捎锰砑悠榛蚍勖夯摇嵬恋姆椒ㄖ苽涞兔芏人酀{。添加漂珠制備的低密度水泥漿，其優(yōu)點(diǎn)是具有較低的密度下限及較高的抗壓強(qiáng)度，但在一定壓力下水及外加劑會(huì)進(jìn)入漂珠內(nèi)部，造成水泥漿密度及性能變化，失去其原有效果。添加粉煤灰、搬土等材料制備的非漂珠低密度水泥漿，通常早期強(qiáng)度較低、漿體流動(dòng)性不好，穩(wěn)定性差，不能滿足某些地層的要求?？偟膩碚f，在實(shí)際應(yīng)用中，由于現(xiàn)場條件的限制及地層本身的復(fù)雜性，現(xiàn)有的低密度水泥漿性能還不能滿足實(shí)際施工需要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本申請?zhí)峁┝艘环N水泥混合組分。

本申請?zhí)峁┑乃嗷旌辖M分，包括以下重量份數(shù)的各組分：

在本申請的實(shí)施方式中，所述水泥混合組分可以包括以下重量份數(shù)的各組分：

在本申請的實(shí)施方式中，所述油井水泥可以為G級和/或H級油井水泥。

在本申請的實(shí)施方式中，所述偏高嶺土可以為經(jīng)過800-900℃高溫煅燒加工所得的偏高嶺土，粒徑可以為1-4μm。

在本申請的實(shí)施方式中，所述微硅可以為在冶煉硅鐵和工業(yè)硅(金屬硅)時(shí)，礦熱電爐內(nèi)產(chǎn)生出的SiO₂和Si氣體，與空氣迅速氧化冷凝沉淀而形成的工業(yè)副產(chǎn)物。

在本申請的實(shí)施方式中，所述礦渣可以為鋰渣或水渣。鋰渣為使用鋰輝石冶煉鋰鹽時(shí)所排出的廢渣。水渣為高爐煉鐵時(shí)所排出的熔融硅酸鹽類廢物，經(jīng)空氣或水急冷所得的細(xì)小顆粒。

水渣有兩個(gè)較為重要的性能指標(biāo)：

(1)質(zhì)量系數(shù)：反應(yīng)水渣中活性組分與低活性、非活性組分間的比例，K越大，水渣的活性越高；

(2)堿性系數(shù)M＞1為堿性礦渣，M＝1為中性礦渣，M＜1為酸性礦渣。

在本申請的實(shí)施方式中，所述水渣可以為質(zhì)量系數(shù)在1.2～2的堿性水渣。

可選地，所述水渣為質(zhì)量系數(shù)在1.6～2的堿性水渣。

在本申請的實(shí)施方式中，所述水渣的粒徑可以為0.25～10μm。

可選地，所述水渣的粒徑為1-4μm。

在本申請的實(shí)施方式中，所述激發(fā)劑可以為水泥漿中常用的激發(fā)劑。

可選地，所述激發(fā)劑選自Na₂SO₄、CaSO₄和NaOH組成的組。

本申請還提供了如上所述的水泥混合組分在低密度水泥漿中的應(yīng)用。

在本申請的實(shí)施方式中，所述水泥混合組分在低密度水泥漿中用于取代普通油井水泥。

本申請的水泥混合組分使得無需添加漂珠，或粉煤灰、搬土等減輕材料就能制備1.3g/cm³的低密度水泥漿，而且可以根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際施工需要，在1.3～1.6g/cm³的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)水泥漿的密度。若在水泥漿的制備過程中加入漂珠，則可制備密度＜1.3g/cm³的更低密度的水泥漿。同時(shí)，采用本申請的水泥混合組分制備的低密度水泥漿還具有早期強(qiáng)度高，漿體流動(dòng)性好，稠化時(shí)間可調(diào)，制備方法簡單，成本低廉，綜合性能優(yōu)良，施工方便，可滿足低壓易漏失地層的固井施工尤其是海上固井施工的需要的優(yōu)點(diǎn)。

具體實(shí)施方式

下面通過實(shí)施例來描述本申請的實(shí)施方式，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，這些具體的實(shí)施例僅表明為了達(dá)到本申請的目的而選擇的實(shí)施技術(shù)方案，并不是對技術(shù)方案的限制。根據(jù)本申請的教導(dǎo)，結(jié)合現(xiàn)有技術(shù)對本申請技術(shù)方案的改進(jìn)是顯然的，均屬于本申請保護(hù)的范圍。

以下實(shí)施例中所使用的原料和試劑，如無特別說明，均為普通市售產(chǎn)品。

實(shí)施例1-2和對比例1-4

按表1所示的量稱取油井G級水泥、偏高嶺土、微硅、水渣、石灰石及激發(fā)劑，混合均勻。

表1

如表1所示，實(shí)施例1、2為按照申請的實(shí)施方式所配制的水泥混合組分，對比例1為普通油井G級水泥，對比例2、3為使用經(jīng)過與本申請不同的溫度煅燒及粒徑的偏高嶺土所配制的水泥混合組分，對比例4為使用酸性水渣所配制的水泥混合組分。

測試?yán)?/p>

采用上述實(shí)施例及對比例所得的水泥混合組分進(jìn)行水泥漿的配制，并測試其相關(guān)性能，水泥漿的配制及性能測試均按照API RP 10B中的規(guī)定進(jìn)行。測試結(jié)果請見表2。

表2

從表2中的數(shù)據(jù)可以看出，采用本申請實(shí)施方式的水泥混合組分制備的低密度水泥漿的早期強(qiáng)度較高，滿足通常情況下大于3.5MPa的下步鉆開要求，水泥漿失水、流變、稠化時(shí)間也均能滿足現(xiàn)場施工需求，水泥漿綜合性能優(yōu)異。

所述僅為本申請的優(yōu)選實(shí)施例，并非對本申請作出任何形式上和實(shí)質(zhì)上的限制。本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本申請技術(shù)方案的范圍內(nèi)，當(dāng)可利用以上所揭示的技術(shù)內(nèi)容而作出的些許更改、修飾與演變的等同變化均為本申請的等效實(shí)施例；同時(shí)，凡依據(jù)本申請的實(shí)質(zhì)技術(shù)對以上實(shí)施例所作的任何等同變化的更改、修飾與演變等均在本申請的由權(quán)利要求界定的范圍內(nèi)。