蒸汽吞吐转蒸汽驱油层改造用渗透性水泥浆技术领域
本发明涉及一种油气田固井用水泥浆，主要是一种对进过多轮高温蒸汽吞吐作业
的损害油层具有修复改造功能的抗高温渗透性水泥浆。
背景技术
热力采油是目前稠油增产的有效手段，目前我国稠油开采主要包括蒸汽吞吐、蒸
汽驱和火烧油层三种商业性热力采油技术。其中蒸汽吞吐技术因为施工简单、见效快、可直
接在生产井实施等优势，目前已经成为稠油商业性开采的主要方法。但据现场反馈的信息
表明，进过多轮次蒸汽吞吐后，蒸汽波及带的岩石骨架和油气产层遭到不同程度的破坏，蒸
汽易发生窜流且热损失大，往往导致单井产量迅速递减，使得经济效益变差，同时使得油井
后期生产面临出水、出砂和汽窜等棘手问题。实践证明，蒸汽驱可有效接替蒸汽吞吐开采稠
油，然而，在转汽驱前，必须对已经遭受到高温损害的油气层进行修复改造，即解决渗透层
的蒸汽窜流、出水、出砂等问题，保证油气田在后期蒸汽驱的正常稳定生产。
目前国内针对经过高温蒸汽吞吐后的蒸汽窜流、出水、出砂等问题，主要运用高分
子调堵剂进行处理，徐明强等人针对现场某区块面临的高温蒸汽窜流相互影响的问题，自
行开发了一种热固性树脂KLD-01，对吞吐井的汽窜通道可以有效封堵，可明显提高蒸汽使
用效率，并且经济成本低，具有潜在的应用前景。刘成杰等人制得了一种耐高温(250℃～
300℃)的冻胶型堵剂PST，该堵剂可同时满足生产井堵水和注汽井调剖的要求。陈辉研制了
适合热采水平井先期堵水耐高温复合凝胶堵水体系FHG-1，具有良好的耐温性和封堵大孔
道、高渗层的作用。
而关于运用耐高温的渗透性水泥浆进行油气层的封隔改造报道较少。耐高温的渗
透性水泥浆对受损油层进行封隔后，由于水泥浆固化后自生的封隔胶结作用，可以有效解
决气窜、出水、出砂等问题，同时利用渗透性水泥浆中的可溶组分来提高封隔层的渗透率，
以保证水泥石具有足够的渗流导流作用，保证后期转蒸汽驱后油井的正常生产。
发明内容
本发明的目的在于提供一种对经多轮高温蒸汽吞吐作业造成损害的油层具有修
复改造功能的抗高温渗透性水泥浆，在普通抗高温水泥浆的基础上，通过添加铝酸盐水泥
和增渗剂，进一步提高水泥封隔层的抗高温性和水泥封隔层的渗透性，达到封隔改造损害
产层和提高固井质量的双重目的。
本发明采用的技术方案如下：
蒸汽吞吐转蒸汽驱油层改造用渗透性水泥浆，其特征在于由微细水泥、铝酸盐水
泥、高温强度抑制剂、增渗剂、分散剂、降失水剂、缓凝剂组成，其中质量百分比分别为：
47.10％为微细水泥，20.20％为铝酸盐水泥，25.75％为高温强度稳定剂剂，3.50～4.50％
为增渗剂，0.80～1.40％为分散剂，1.00～1.50％为降失水剂，其余为缓凝剂含量。
所述高温强度稳定剂为通过300目的硅砂。
所述增渗剂为MAPT-1。
所述分散剂为SXY。
所述降失水剂为SWJ-4。
所述缓凝剂为HP-2。
所述增渗剂MAPT-1质量百分比为4.00％。
所述分散剂SXY的质量百分比为1.20％。
所述降失水剂SWJ-4的质量百分比为1.25％。
所述缓凝剂HP-2的质量百分比为0.50％。
考虑到改造油层的低孔隙度和水泥浆的易泵注挤注性，通过对普通硅酸盐水泥、
微细硅酸盐水泥开展大量试验研究，发现微细水泥颗粒粒径与油层孔径尺寸匹配性好，易
于油层挤注封隔，因此选择微细水泥作为渗透性水泥浆体系的基础凝胶材料；由于修复改
造地层的开采方式为高温蒸汽吞吐以及后期的蒸汽驱，水泥石须在高温蒸汽冲刷下(280℃
～350℃)有足够的强度，因此选用耐温性能良好铝酸盐水泥与微细水泥复配体系作为油层
改造抗高温渗透性水泥浆体系的基础凝胶材料，同时通过大量实验确定加量分别为
47.10％和20.20％。通过对水泥浆水化产物抗温性能和不同粒径的硅砂研究，发现低钙硅
比的水化产物和较细粒径的硅砂对抑制水泥石在高温环境下的强度衰退具有积极作用，因
此通过对硅砂的加量和粒径的大量研究，确定加量为25.75％的300目(28μm)硅砂作为水泥
浆体系的高温强度稳定剂。选用改性沥青MAPT-1作为渗透性水泥石的增渗剂，加量在3.50
～4.50％即可很好的改善高温环境下水泥石的导流渗透性能，选用SXY作为分散，加量在
0.80～1.40％可以很好改善水泥浆体系的流动性，易于水泥浆现场泵注，选用SWJ-4作为降
失水剂，加量在1.00～1.50％即可控制水泥浆的滤失量在100ml以内，选用HP作为高温缓凝
剂，改变其加量，可使水泥浆体系稠化时间在60min～180min可调。
通过对改造油层的地质情况进行分析和水泥石高温环境下的衰退机理研究，在此
基础上确定了水泥浆体系的基础凝胶材料，通过高温强度稳定剂和增渗剂的合理选材以及
其他外加剂的加量优化，研制出一种高温条件下具有较高渗透率并且强度适宜的油层改造
渗透性水泥石，达到综合治理出水、出砂、汽窜地层的目的。本发明可以明显改善稠油热采
转蒸汽驱前的油层出水、出砂、汽窜等改造问题，提高稠油资源的综合开采利用率。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征以及有益成果有更清晰的理解认识，对本发明的技术方
案进行以下详细叙述。
实施例1：
称取210g微细水泥，90g铝酸盐水泥，120g高温强度稳定剂，3.6g分散剂SXY，4.5g
降失水剂SZ1-2，15.9g增渗剂MAPT-1混合均匀，称取226.8g的自来水加入瓦楞搅拌罐，将混
合均匀的干粉加入瓦楞罐，高速搅拌45s，低速搅拌15s之后，再进行20min的80℃常压稠化，
即制备成蒸汽吞吐蒸汽吞吐转蒸汽驱油层改造用渗透性水泥浆。
实施例2：
水泥浆配方：
210g微细水泥+90g铝酸盐水泥+120g高温强度稳定剂+3.6gSXY+14.5gSZ1-2+
15.9gMAPT-1，水固比为0.54，高温强度稳定剂为平均粒径为48μm(300目)硅砂。
按照上述配方制备好水泥浆并进行注模，在60℃、280℃、320℃水浴养护72h，测定
到达养护龄期水泥石的抗压强度和油相渗透率。水泥石抗压强度测试方法按GB/T 19139-
2003《油井水泥实验方法》，水泥石渗透率测试方法按SY/T5336-1996《岩心常规分析方法》，
测试结果见表1。
表1水泥石试验结果
由上表数据可以看出，水泥石经过高温(280℃、320℃)养护后，抗压强度维持在
9.6MPa左右，具有很好的抗高温衰退性；渗透性水泥石在低温(60℃)情况下，渗透率为
315.1×10-3μm2，在高温(280℃、320℃)情况下，渗透率增大至561.2×10-3μm2、669.6×10-3μ
m2，说明渗透性水泥石满足封隔损害地层，加固井壁，蒸汽驱下增大改造油层渗透导流性能
的要求。
实施例3：
水泥浆配方：
210g微细水泥+90g铝酸盐水泥+120g高温强度稳定剂+3.6gSXY+14.5gSZ1-2+
15.9gMAPT-1，水固比为0.54，高温强度稳定剂为平均粒径为48μm(300目)硅砂。
按上述配方配置好水泥浆，用1mL/min流量向岩心中注入渗透性水泥浆体系，之后
将注入了水泥浆的岩心取出，置于80℃恒温水浴体系中养护1天后转入280℃高温高压釜内
养护2天后取出置于岩心夹持器中，进行水泥石的封堵效果实验，测试结果见表2。
表2单岩心渗透性水泥石封堵数据
由上表可以看出，经过渗透性水泥处理后，人造岩心的渗透率下降了约90％，对岩
心的封堵效果明显，可有效防止损害油层的蒸汽窜流、出水等问题。
综上所述，本发明并不简单局限于上述实例所讲，通过高温强度稳定剂和增渗剂
的合理选材以及其他外加剂的加量优化，研制出一种高温条件下具有较高渗透率并且强度
适宜的油层改造渗透性水泥石，可以明显改善稠油热采转蒸汽驱前的油层出水、出砂、汽窜
等改造问题，大大提高稠油的开采利用率。