CN101376580A - 一种粉煤灰低密度水泥浆的制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种粉煤灰低密度水泥浆的制备方法，其组分为硅酸盐固井水泥，水，粉煤灰，分散剂，降失水剂，流变调节剂，缓凝剂，消泡剂。按比例混合并采用球磨一定时将后及得不同密度的水泥浆体；该水泥浆浆体系稳定，稠化时间可调，游离水少；采用球磨方法，使粉煤灰低密度水泥浆在不使用早强剂的前提下，可以达到工程要求的早期强度，同时使煤灰低密度水泥浆硬化后形成的水泥石表观无收缩，具有较好的抗渗透性和抗硫酸盐腐蚀能力。

Description

一种粉煤灰低密度水泥浆的制备方法
技术领域
本发明属于无机非金属材料及油气田钻井固井技术领域，涉及一种粉煤灰低密度水泥浆的制备方法。
背景技术
随着我国石油上业科技的不断进步及对石油资源需求的日益突出，对开发油气藏(低压低渗透、易漏失地层等)及其对储层保护要求越来越得到了高度的重视，最大限度地挖掘地层产能的作用、发挥其最大的采收潜力是石油上作者一自努力的口标，也是石油上业可持续发展的重要战略口标之一。粉煤灰低密度水泥浆体系就是为了适应多种复杂油气固井需求而产生的一类特殊水泥浆体系。由于其浆体密度比常规水泥密度低(用正常水灰比配置出的纯水泥浆的密度均大于1.8g/cm3)，因此，其对于易漏失低压地层、深井长封固或全井封固、欠平衡钻井、近平衡或平衡固井等特殊井的固井施上具有良好的适用性，其不但能够以较低的液柱压力作用于地层，避免造成水泥浆注替过程中发生漏失，同时由于其低密度的特殊性能进一步为实现平衡压力固井提供了条件，对于实现减少注水泥施上及其水泥浆候凝过程对产层的污染提供了可靠的技术途径。
目前粉煤灰低密度水泥应用的研究，主要集中在通过激发粉煤灰本身活性来提高水泥石的早期强度，以及进一步降低粉煤灰混合材水泥浆的密度方面。在提高粉煤灰低密度水泥浆的早期强度方面，主要是加入以氯化钙或硫酸钙等为主的激活剂促使水泥浆的早期强度达到要求，但是氯离子和硫酸根的加入会侵蚀水泥浆所形成的水泥石结构，造成水泥浆体系不稳定，稠化时间长，强度低，游离水大等弱点以及水泥石抗腐蚀性能下降。谢承斌等在发明专利“固井用低温防窜水泥浆”(公开号：CN 101126018A)以硫酸钙为主要成分作为早强剂。另外粉煤灰是一种常用的低密度水泥外掺料，人造火山灰材料，原料来源广，价格低廉，其密度一般为1.9～2.4g/cm3，其浆体密度自始至终都能保持稳定，但常用的粉煤灰浆体密度一般只能降到1.5g/cm3左右，而实际应用的密度范围大约在1.5～1.8g/cm3。随着石油勘探开采的深入，固井遇到越来越多的复杂井和疑难井，需要进一步降低粉煤灰混合材水泥浆的密度才能扩大其使用范围但随之而来的就是体系中胶凝相所占比例下降，体系的水固比增加等问题。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有的依靠外加激活剂提高粉煤灰低密度水泥浆的早期强度的缺陷，以及粉煤灰水泥浆的密度范围较窄的缺点，提供一种不依赖早强剂，密度范围1.3-1.8g/cm3的粉煤灰水泥浆制备方法。
一种粉煤灰低密度水泥浆的制备方法，其特征在于100重量份硅酸盐固井水泥，50-200重量份水，50-150重量份粉煤灰，1-20重量份分散剂，1-20重量份降失水剂，5-50重量份流变调节剂，1-10重量份缓凝剂，0-5重量份消泡剂。按比例混合后，球磨1-30分钟后及得浆体，并按照API规范测试各种性能。所述粉煤灰为GB1596-2005规定的C级和F级粉煤灰；所述流变调节剂为微硅粉；所述球磨为搅拌球磨或振动球磨。
球磨后，粉煤灰的颗粒细化，得到大小不同的碎粒，粉碎粗大多孔的玻璃体，解除玻璃体间的颗粒粘结，破坏了阻碍粉煤灰火山灰效应的颗粒表层坚硬密实的玻璃质外壳，表面缺陷增多，增加参与火山灰效应的表面，有利于Ca2+渗透和玻璃体中硅、铝溶解，使颗粒表面无序度增加，从而提高粉煤灰的水化活性。从微观角度讲，粉磨能促使粉煤灰颗粒原生晶格发生畸形、破坏，切断网络中Si-O键和Al-O键，生成活性高的原子基团和带电荷的断面，提高结构不规则和缺陷程度，增大活性。从能量角度讲，粉磨能提高粉煤灰颗粒的化学能，增加其化学不稳定性，使活性增加。经过细磨的粉煤灰颗粒，其表面层的玻璃态薄膜受到磨损破坏，形成表面缺陷，加快了可溶性SiO2和Al2O3的溶出，有利于外部离子的侵入，加快粉煤灰的化学反应速度。
由于粉煤灰能与水泥水化时析出的游离石灰反应生成稳定的低钙硅酸水化产物，提高水泥石的强度和密度，从而避免水泥中游离石灰水或者二氧化碳的侵析形成空隙，进而防止含盐地下水进入水泥与含铝水化物反应，引起水泥的腐蚀和破坏，因此粉煤灰低密度水泥不仅比其他低密度水泥具有较高的强度，而且具有较好的抗渗透性和抗硫酸盐腐蚀能力。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益结果
1，目前水泥浆的制备普遍使用恒速瓦楞搅拌机来搅拌，该粉煤灰低密苏水泥浆使用的搅拌方法是球磨法，球磨1-30分钟后，该水泥浆的浆体均匀，粒度分布区域正态分布；
2，该粉煤灰低密度水泥浆的浆体密度可控制在1.3-1.8g/cm3；
3，该粉煤灰低密度水泥浆在20-200℃之间，都表现出良好的应用性能，早期抗压强度均可在24小时后达到12MPa以上；
4，该粉煤灰低密度水泥浆硬化后形成的水泥石表观无收缩，具有较好的抗渗透性和抗硫酸盐腐蚀能力。
具体实施方式
实例1
100重量份硅酸盐固井水泥，170重量份水，130重量份粉煤灰，6重量份分散剂，15重量份降失水剂，20重量份流变调节剂，2重量份缓凝剂，1重量份消泡剂。按比例混合后，搅拌磨制20分钟后及得浆体，并按照API规范测试各种性能。(测试结果见表1)
实例2
100重量份硅酸盐固井水泥，160重量份水，110重量份粉煤灰，6重量份分散剂，10重量份降失水剂，40重量份流变调节剂，1重量份缓凝剂，0.5重量份消泡剂。按比例混合后，振动磨制15分钟后及得浆体，并按照API规范测试各种性能。(测试结果见表1)
实例3
100重量份硅酸盐固井水泥，147重量份水，100重量份粉煤灰，8量份分散剂，6重量份降失水剂，30重量份流变调节剂，2重量份缓凝剂，0.5重量份消泡剂。按比例混合后，搅拌磨制10分钟后及得浆体，并按照API规范测试各种性能。(测试结果见表1)
实例4
100重量份硅酸盐固井水泥，128重量份水，80重量份粉煤灰，10重量份分散剂，4重量份降失水剂，20重量份流变调节剂，2重量份缓凝剂，1重量份消泡剂。按比例混合后，搅拌磨制2分钟后及得浆体，并按照API规范测试各种性能。(测试结果见表1)
表1 一种粉煤灰低密度水泥浆的性能测试结果
Figure A200810046133D00061

Claims (5)

1
Figure A200810046133C00021
一种粉煤灰低密度水泥浆的制备方法，其特征在于100重量份硅酸盐固井水泥，50-200重量份水，50-150重量份粉煤灰，1-20重量份分散剂，1-20重量份降失水剂，5-50重量份流变调节剂，1-10重量份缓凝剂，0-5重量份消泡剂。按不同比例混合后，球磨1-30分钟后及得不同密度的水泥浆体
Figure A200810046133C00022
2如权利要求1所述的一种粉煤灰低密度水泥浆的制备方法，其特征在于粉煤灰为GB1596-2005规定的C级和F级粉煤灰
Figure A200810046133C00024
3
Figure A200810046133C00025
如权利要求1所述的一种粉煤灰低密度水泥浆的制备方法，其特征在于球磨为搅拌球磨或振动
4
Figure A200810046133C00027
如权利要求1所述的一种粉煤灰低密度水泥浆的制备方法，其特征在于流变调节剂为微硅粉
5
Figure A200810046133C00029
如权利要求1所述的一种粉煤灰低密度水泥浆的制备方法，其特征在于不同密度的水泥浆体范围为1.3-1.8g/cm3。
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Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102329601A (zh) * 2011-10-28 2012-01-25 西南石油大学 深水固井用低温早强耐腐蚀水泥浆体系
CN102516965A (zh) * 2011-12-06 2012-06-27 中国石油集团渤海钻探工程有限公司 高温高密度韧性固井水泥浆
CN102531481A (zh) * 2011-12-30 2012-07-04 中国石油集团川庆钻探工程有限公司 采用降失水剂的高强低密度水泥浆
CN103450863A (zh) * 2013-08-15 2013-12-18 中国海洋石油总公司 一种低摩阻储层保护水泥浆
CN103877883A (zh) * 2014-04-14 2014-06-25 天津卡尔贝松石油装备制造有限公司 一种搅拌机的消泡处理方法
CZ305356B6 (cs) * 2014-06-24 2015-08-12 Vysoká škola chemicko-technologická v Praze Způsob přípravy plynosilikátů bez použití autoklávu z energetických produktů
CZ305487B6 (cs) * 2013-02-28 2015-10-29 Vysoká škola chemicko-technologická v Praze Způsob zpracování energetických produktů
CN106630806A (zh) * 2017-01-06 2017-05-10 中国海洋石油总公司 一种水泥混合组分及其应用
CN108046653A (zh) * 2017-12-21 2018-05-18 上海三瑞高分子材料股份有限公司 一种盾构单液同步注浆用外掺剂
CN108395882A (zh) * 2017-05-31 2018-08-14 宁夏亿昀特种工程材料有限公司 固井用低密度水泥
CN114988771A (zh) * 2022-06-02 2022-09-02 西安石油大学 一种改性钙基膨润土低密度固井水泥浆及其制备方法

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102329601B (zh) * 2011-10-28 2012-10-31 西南石油大学 深水固井用低温早强耐腐蚀水泥浆体系
CN102329601A (zh) * 2011-10-28 2012-01-25 西南石油大学 深水固井用低温早强耐腐蚀水泥浆体系
CN102516965A (zh) * 2011-12-06 2012-06-27 中国石油集团渤海钻探工程有限公司 高温高密度韧性固井水泥浆
CN102531481A (zh) * 2011-12-30 2012-07-04 中国石油集团川庆钻探工程有限公司 采用降失水剂的高强低密度水泥浆
CN102531481B (zh) * 2011-12-30 2014-03-26 中国石油集团川庆钻探工程有限公司 采用降失水剂的高强低密度水泥浆
CZ305487B6 (cs) * 2013-02-28 2015-10-29 Vysoká škola chemicko-technologická v Praze Způsob zpracování energetických produktů
CN103450863B (zh) * 2013-08-15 2016-08-10 中国海洋石油总公司 一种低摩阻储层保护水泥浆
CN103450863A (zh) * 2013-08-15 2013-12-18 中国海洋石油总公司 一种低摩阻储层保护水泥浆
CN103877883A (zh) * 2014-04-14 2014-06-25 天津卡尔贝松石油装备制造有限公司 一种搅拌机的消泡处理方法
CZ305356B6 (cs) * 2014-06-24 2015-08-12 Vysoká škola chemicko-technologická v Praze Způsob přípravy plynosilikátů bez použití autoklávu z energetických produktů
CN106630806A (zh) * 2017-01-06 2017-05-10 中国海洋石油总公司 一种水泥混合组分及其应用
CN106630806B (zh) * 2017-01-06 2019-04-26 中国海洋石油集团有限公司 一种水泥混合组分及其应用
CN108395882A (zh) * 2017-05-31 2018-08-14 宁夏亿昀特种工程材料有限公司 固井用低密度水泥
CN108046653A (zh) * 2017-12-21 2018-05-18 上海三瑞高分子材料股份有限公司 一种盾构单液同步注浆用外掺剂
CN114988771A (zh) * 2022-06-02 2022-09-02 西安石油大学 一种改性钙基膨润土低密度固井水泥浆及其制备方法

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