CN103146367B - 油气藏固井用磷石膏基胶凝浆体的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种油气藏固井用磷石膏基胶凝浆体的制备方法，第一步、取磷石膏，经烘干、粉磨、筛分后，取粒径0-0.1mm之间的磷石膏粉；第二步、将所述磷石膏粉与复合增强料、水泥混匀得预混料；第三步、向所述预混料中加入水、减阻剂、降滤失剂，搅拌均匀后加消泡剂即得胶凝浆体。将前述胶凝浆体装入模具中，置50℃或80℃恒温水浴养护成型，即得胶凝材料。本发明方法可充分利用磷石膏，工艺简单，生产成本低，重复性好；制得胶凝浆体具有零析水，流动度适宜，稠化性能正常的特点；制得凝胶材料在50℃或80℃恒温水浴下具有低渗透、高膨胀的性能，可用作油气藏固井材料。
Description
技术领域
本发明涉及一种油气藏固井用磷石膏基胶凝浆体的制备方法，属于磷石膏综合利用技术领域。
背景技术
磷石膏是生产磷肥的副产物，主要成分为硫酸钙，国内每年产生磷石膏近5000万吨，其中仅20％左右被利用。大量未处理的磷石膏堆积或直接排放，污染土地和水资源。充分利用磷石膏不仅可以保护环境、实现资源再利用，还能促进经济发展。
通常，磷石膏一般经水洗、煅烧等处理后实现再利用，但是利用率很低，而且在处理过程中还浪费了其他资源，易造成二次污染。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术存在的问题，提供一种油气藏固井用磷石膏基胶凝浆体的制备方法，制得凝胶浆体具有低渗透高膨胀性能，适用于固井工程；同时可有效实现磷石膏的再利用。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
一种油气藏固井用磷石膏基胶凝浆体的制备方法，其特征是，包括以下步骤：
第一步、取磷石膏，经烘干、粉磨、筛分后，取粒径0-0.1mm之间的磷石膏粉；
第二步、将所述磷石膏粉与复合增强料、水泥混匀得预混料；所述复合增强料由以下组分按重量比组成：
MgO5.53-7.18％；其中，R为碱金属；
第三步、向所述预混料中加入水、减阻剂、降滤失剂，搅拌均匀后加消泡剂即得胶凝浆体。
本发明方法进一步完善的技术方案如下：
优选地，第一步中，烘干温度为45℃±3℃。
优选地，第二步中，所述磷石膏粉、复合增强料、水泥的重量比为5：3：2。
优选地，第二步中，R为锂、钠、或钾。
优选地，第三步中，所述预混料、水、减阻剂、降滤失剂的重量比为1：0.44：0.001-0.006：0.01；搅拌速度为至少10000rpm，搅拌时间为至少3分钟。
优选地，第三步中，所述减阻剂为USZ，所述降滤失剂为BXF-200L。
本发明还提供一种油气藏固井用磷石膏基胶凝材料的制备方法，其特征是，包括以下步骤：将前述胶凝浆体装入模具中，置50℃或80℃恒温水浴养护成型，即得胶凝材料。
本发明方法可充分利用磷石膏，工艺简单，生产成本低，重复性好；制得胶凝浆体具有零析水，流动度适宜，稠化性能正常的特点；制得凝胶材料在50℃或80℃恒温水浴下具有低渗透、高膨胀的性能，可用作油气藏固井材料。
附图说明
图1为本发明制得胶凝浆体在50℃恒温水浴中养护1天的SEM图（即电子扫描显微镜图）。
图2为本发明制得胶凝浆体在50℃恒温水浴中养护28天的SEM图。
图3为本发明制得胶凝浆体在50℃恒温水浴中养护120天的SEM图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细描述。但是本发明不限于所给出的例子。
实施例1
本实施例油气藏固井用磷石膏基胶凝浆体的制备方法，包括以下步骤：
第一步、取磷石膏，经烘干（烘干温度为45℃±3℃）、粉磨、筛分后，取粒径0-0.1mm之间的磷石膏粉；
第二步、将磷石膏粉与复合增强料、水泥按重量比5：3：2混匀得预混料；复合增强料由以下组分按重量比组成：
| CaO | SiO2 | Al2O3 | P2O5 | R2O | TiO2 | MgO |
| 26.67% | 39.95% | 16.85% | 0.03% | 8.38% | 0.94% | 7.18% |
其中，R为碱金属（优选锂、钠、或钾）。
第三步、向预混料中加入水、减阻剂（优选USZ）和降滤失剂（优选BXF-200L），预混料、水、减阻剂、降滤失剂的重量比为1：0.44：0.001：0.01，搅拌均匀后加消泡剂（采用任意市售品即可）即得胶凝浆体；搅拌速度为至少10000rpm，搅拌时间为至少3分钟。
本实施例制得胶凝浆体的各项性能如以下各表所示：
（1）基本性能：
（2）稠化性能
本实施例胶凝浆体零析水，流动度适宜，稠化性能正常。
制备凝胶材料时，将前述胶凝浆体装入模具中，置50℃或80℃恒温水浴养护成型，即得胶凝材料，可用于油气藏固井工程。该胶凝材料的各项性能如以下各表所示：
（1）抗压强度和渗透率
（2）膨胀性能
本实施例胶凝材料在50℃或80℃恒温水浴下具有低渗透、高膨胀的性能，可用作油气藏固井材料。此外，胶凝浆体在50℃恒温水浴中养护1天、28天、120天的SEM图如图1至图3所示（图1至图3的缩放倍数相同）。
实施例2
本实施例油气藏固井用磷石膏基胶凝浆体的制备方法，基本步骤与实施例1相同，不同之处仅在于：
（1）第二步中，复合增强料由以下组分按重量比组成：
| CaO | SiO2 | Al2O3 | P2O5 | R2O | TiO2 | MgO |
| 25.57% | 45.50% | 14.60% | 0.06% | 7% | 0.93% | 6.34% |
其中，R为碱金属（优选锂、钠、钾）。
（2）第三步中，预混料、水、减阻剂、降滤失剂的重量比为1：0.44：0.004：0.01。
本实施例制得胶凝浆体的各项性能如以下各表所示：
（1）基本性能：
（2）稠化性能
本实施例胶凝浆体零析水，流动度适宜，稠化性能正常。
制备凝胶材料时，将前述胶凝浆体装入模具中，置50℃或80℃恒温水浴养护成型，即得胶凝材料，可用于油气藏固井工程。该胶凝材料的各项性能如以下各表所示：
（1）抗压强度和渗透率
（2）膨胀性能
本实施例胶凝材料在50℃或80℃恒温水浴下具有低渗透、高膨胀的性能，可用作油气藏固井材料。
实施例3
本实施例油气藏固井用磷石膏基胶凝浆体的制备方法，基本步骤与实施例1相同，不同之处仅在于：
（1）第二步中，复合增强料由以下组分按重量比组成：
| CaO | SiO2 | Al2O3 | P2O5 | R2O | TiO2 | MgO |
| 20.55% | 51.40% | 13.37% | 0.08% | 8.35% | 0.72% | 5.53% |
其中，R为碱金属（优选锂、钠、钾）。
（2）第三步中，预混料、水、减阻剂、降滤失剂的重量比为1：0.44：0.006：0.01。
本实施例制得胶凝浆体的各项性能如以下各表所示：
（1）基本性能：
（2）稠化性能
本实施例胶凝浆体零析水，流动度适宜，稠化性能正常。
制备凝胶材料时，将前述胶凝浆体装入模具中，置50℃或80℃恒温水浴养护成型，即得胶凝材料，可用于油气藏固井工程。该胶凝材料的各项性能如以下各表所示：
（1）抗压强度和渗透率
（2）膨胀性能
本实施例胶凝材料在50℃或80℃恒温水浴下具有低渗透、高膨胀的性能，可用作油气藏固井材料。
Claims (4)
1.一种油气藏固井用磷石膏基胶凝浆体的制备方法，其特征是，包括以下步骤：
第一步、取磷石膏，经烘干、粉磨、筛分后，取粒径0－0.1mm之间的磷石膏粉；
第二步、将所述磷石膏粉与复合增强料、水泥混匀得预混料；所述复合增强料由以下组分按重量比组成：
CaO 20.55－26.67％
SiO2 39.95－51.40％
Al2O3 13.37－16.85％
P2O5 0.03－0.08％
R2O 7－8.38％
TiO2 0.72－0.94％
MgO 5.53－7.18％；
其中，R为碱金属；
第三步、向所述预混料中加入水、减阻剂、降滤失剂，搅拌均匀后加消泡剂即得胶凝浆体；
第一步中，烘干温度为45℃±3℃；第二步中，所述磷石膏粉、复合增强料、水泥的重量比为5：3：2；第二步中，R为锂、钠、或钾。
2.根据权利要求1所述油气藏固井用磷石膏基胶凝浆体的制备方法，其特征是，第三步中，所述预混料、水、减阻剂、降滤失剂的重量比为1：0.44：0.001－0.006：0.01；搅拌速度为至少10000rpm，搅拌时间为至少3分钟。
3.根据权利要求2所述油气藏固井用磷石膏基胶凝浆体的制备方法，其特征是，第三步中，所述减阻剂为USZ，所述降滤失剂为BXF－200L。
4.一种油气藏固井用磷石膏基胶凝材料的制备方法，其特征是，包括以下步骤：将权利要求1或2或3所述制备方法制得胶凝浆体装入模具中，置50℃或80℃恒温水浴养护成型，即得胶凝材料。
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