CN103803823B - 一种耐高温热采水泥及其制备方法 - Google Patents

一种耐高温热采水泥及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103803823B
CN103803823B CN201410028033.7A CN201410028033A CN103803823B CN 103803823 B CN103803823 B CN 103803823B CN 201410028033 A CN201410028033 A CN 201410028033A CN 103803823 B CN103803823 B CN 103803823B
Authority
CN
China
Prior art keywords
cement
thermal recovery
weight part
parts
slag
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201410028033.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103803823A (zh
Inventor
程小伟
李早元
郭小阳
李明
刘健
罗洪文
韦庭丛
罗解
龙丹
王凯
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Southwest Petroleum University
Original Assignee
Southwest Petroleum University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Southwest Petroleum University filed Critical Southwest Petroleum University
Priority to CN201410028033.7A priority Critical patent/CN103803823B/zh
Publication of CN103803823A publication Critical patent/CN103803823A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103803823B publication Critical patent/CN103803823B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Abstract

本发明公开了一种耐高温热采水泥及其制备方法，该热采水泥由以下组分组成：55-65重量份铝酸盐水泥熟料，10-30重量份磷矿渣，10-30重量份矿渣，1-3重量份陶瓷纤维，1-3重量份橡胶粉。其制备方法如下：称取铝酸盐水泥熟料、磷矿渣、矿渣进行混合，然后倒入球磨机研磨，待混合粉体研磨到勃氏比表面积250-300m2/kg，加入陶瓷纤维和橡胶粉，混拌10分钟后，即得耐高温热采水泥。该热采水泥工程性能易调、低温下强度高且具有优异的耐高温性能，其形成的水泥石高温后强度不衰退、渗透率不增加且具有一定的韧性，能够满足稠油热采井固井的要求，其制备方法原理可靠，操作简便，生产成本低。

Description

一种耐高温热采水泥及其制备方法
技术领域
本发明涉及石油天然气勘探开发中用于稠油热采井固井的一种热采水泥及其制备方法。
背景技术
稠油资源占全球剩余石油资源的70%以上，其储量已远远超过常规原油。稠油开采以热力采油方式为主，热力采油时蒸汽温度通常高达300℃～350℃，火烧油层时温度将超过400℃。在如此高的温度下，井筒周围的油井水泥环抗压强度衰退，渗透率增加，稳定性和均质性遭到破坏，耐高温性能急剧衰退。目前用的稠油热采井固井水泥体系多是在水泥中添加外掺料来解决水泥本身的不耐高温缺陷，但是在热采过程中的高温条件下水泥体系仍出现高温强度急剧衰退、渗透率增大的现象，严重影响稠油热采井的生产寿命，所以提高水泥本身的耐高温性将具有重要意义。
磷矿渣和粒化高炉矿渣是一种水淬类工业废渣，主要组成为微晶玻璃体，含钙量较低的熔体在水淬过程中会形成一种畸变的硅酸盐网络结构，其中含有的磷和氟对环境有一定的污染。磷矿渣可改善水泥的力学性能，高炉矿渣也是一种废渣，它是冶炼生铁时从高炉中排出的，其主要成分是氧化钙，可改善水泥的强度。废旧橡胶是固体废弃物的一种，但是将废弃橡胶粉碎为小颗粒与水泥其他原料一起研磨可增加水泥的韧性。陶瓷纤维具有低导热率、优良的热稳定性、化学稳定性、无腐蚀性。因此在水泥的生产制备过程中，上述几种材料不仅可以提高铝酸盐水泥石的力学性能，同时还能降低热采用铝酸盐水泥的成本。
发明内容
本发明的目的在于提供一种耐高温热采水泥，该热采水泥工程性能易调、低温下强度高且具有优异的耐高温性能，其形成的水泥石高温后强度不衰退、渗透率不增加且具有一定的韧性，能够满足稠油热采井固井的要求。
本发明的另一目的还在于提供上述耐高温热采水泥的制备方法，该方法原理可靠，操作简便，生产成本低，不仅充分利用了磷矿渣、高炉矿渣、陶瓷纤维及橡胶粉几种废渣废料，而且赋予了热采水泥优异的耐高温性能。
为达到以上技术目的，本发明提供以下技术方案。
一种耐高温热采水泥，由以下组分组成：55-65重量份铝酸盐水泥熟料，10-30重量份磷矿渣，10-30重量份矿渣，1-3重量份陶瓷纤维，1-3重量份橡胶粉。
所述铝酸盐水泥熟料为CA50铝酸盐水泥的熟料，符合国家标准GB201-2000《铝酸盐水泥》要求。
所述磷矿渣为电炉磷渣，符合国家标准GB6645-2008《用于水泥中的粒化电炉磷渣》。
所述矿渣为粒化高炉矿渣，符合国家标准GB203-2008/T《用于水泥中的粒化高炉矿渣》。
所述陶瓷纤维平均长度1.0mm-3.5mm，平均直径为2.0μm-4.0μm。
所述橡胶粉为废旧轮胎橡胶粉，粒径为100目。
该耐高温热采水泥的制备方法如下：
称取55-65重量份铝酸盐水泥熟料，10-30重量份磷矿渣，10-30重量份矿渣，进行混合，然后倒入球磨机研磨，待混合粉体研磨到勃氏比表面积250-300m2/kg，加入1-3重量份陶瓷纤维和1-3重量份橡胶粉，混拌10分钟后，即得耐高温热采水泥。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：该热采水泥物化性能稳定，工程性能易调配，其制备方法工艺简单、操作方便、成本低廉，生产可控性强，产品一致性好；该热采水泥低温强度高、高温后强度不衰退，耐高温性能好；磷矿渣和矿渣的加入，克服了铝酸盐水泥水化后期的抗压强度下降的缺点，同时保证了300多摄氏度后的水泥石抗压强度。陶瓷纤维和橡胶粉的加入使得脆性的铝酸盐水泥石韧性增加，更能满足井下工况的需求。
具体实施方式
下面通过实施例进一步说明本发明。
一、耐高温热采水泥的制备
实施例1：
称取55重量份铝酸盐水泥熟料，10重量份磷矿渣，30重量份矿渣，进行混合，然后倒入球磨机研磨，待混合粉体研磨到勃氏比表面积250m2/kg，加入1重量份陶瓷纤维和2重量份橡胶粉，混拌10分钟后，热采水泥即制成。
实施例2：
称取65重量份铝酸盐水泥熟料，30重量份磷矿渣，10重量份矿渣，进行混合，然后倒入球磨机研磨，待混合粉体研磨到勃氏比表面积260m2/kg，加入3重量份陶瓷纤维和3重量份橡胶粉，混拌10分钟后，热采水泥即制成。
实施例3：
称取65重量份铝酸盐水泥熟料，30重量份磷矿渣，20重量份矿渣，进行混合，然后倒入球磨机研磨，待混合粉体研磨到勃氏比表面积270m2/kg，加入2重量份陶瓷纤维和2重量份橡胶粉，混拌10分钟后，热采水泥即制成。
实施例4：
称取60重量份铝酸盐水泥熟料，20重量份磷矿渣，20重量份矿渣，进行混合，然后倒入球磨机研磨，待混合粉体研磨到勃氏比表面积280m2/kg，加入1.5重量份陶瓷纤维和1.5重量份橡胶粉，混拌10分钟后，热采水泥即制成。
实施例5：
称取55重量份铝酸盐水泥熟料，30重量份磷矿渣，30重量份矿渣，进行混合，然后倒入球磨机研磨，待混合粉体研磨到勃氏比表面积300m2/kg，加入3重量份陶瓷纤维和3重量份橡胶粉，混拌10分钟后，热采水泥即制成。
二、耐高温热采水泥的性能测试
热采水泥主要热稳定性能测试结果如表1。
表1热采水泥性能测试结果
表1中使用的水泥浆制备如下：称取300重量份热采水泥，2.5重量份羟乙基纤维素干混为干粉，量取132份水，0.1重量份二甲基硅油溶于水中。然后，将水溶液放在混合容器中，搅拌器以低速（4000±200r/min）转动，并在15秒内加完称取混合的干粉，盖上搅拌器的盖子，并在高速（12000±500r/min）下继续搅拌35秒。
按照API规范配制好固井水泥浆后，将其置于低温40℃×0.1MPa×168h后，置于高温315℃×21MPa×168h，测高低温前后的抗压强度和渗透率。

Claims (2)

1.一种耐高温热采水泥，由以下组分组成：55-65重量份铝酸盐水泥熟料，10-30重量份磷矿渣，10-30重量份矿渣，1-3重量份陶瓷纤维，1-3重量份橡胶粉；所述磷矿渣为电炉磷渣，所述矿渣为粒化高炉矿渣，所述陶瓷纤维平均长度1.0mm-3.5mm，平均直径为2.0μm-4.0μm，所述橡胶粉粒径为100目。
2.如权利要求1所述的耐高温热采水泥的制备方法，如下：称取55-65重量份铝酸盐水泥熟料，10-30重量份磷矿渣，10-30重量份矿渣，进行混合，然后倒入球磨机研磨，待混合粉体研磨到勃氏比表面积250-300m2/kg，加入1-3重量份陶瓷纤维和1-3重量份橡胶粉，混拌10分钟后，即得耐高温热采水泥。
CN201410028033.7A 2014-01-21 2014-01-21 一种耐高温热采水泥及其制备方法 Active CN103803823B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410028033.7A CN103803823B (zh) 2014-01-21 2014-01-21 一种耐高温热采水泥及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410028033.7A CN103803823B (zh) 2014-01-21 2014-01-21 一种耐高温热采水泥及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103803823A CN103803823A (zh) 2014-05-21
CN103803823B true CN103803823B (zh) 2015-07-15

Family

ID=50701270

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410028033.7A Active CN103803823B (zh) 2014-01-21 2014-01-21 一种耐高温热采水泥及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103803823B (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105271853B (zh) * 2015-10-26 2017-07-18 嘉华特种水泥股份有限公司 一种火驱稠油热采井固井水泥
CN106477924A (zh) * 2016-09-13 2017-03-08 广西大学 一种耐高温复合水泥及其制备方法
CN109030140B (zh) * 2018-06-30 2020-12-11 西南石油大学 一种热采井水泥石高温水湿养护模拟试验装置及方法
CN109320120B (zh) * 2018-10-31 2021-04-02 嘉华特种水泥股份有限公司 一种用于高温固井的油井水泥外掺料
CN115368037B (zh) * 2022-08-08 2023-10-20 嘉华特种水泥股份有限公司 一种耐热混凝土胶凝材料及其制备方法、应用

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1395808A1 (ru) * 1986-08-12 1988-05-15 Московский Институт Нефти И Газа Им.И.М.Губкина Пеноцементный тампонажный состав
CN101033126A (zh) * 2007-02-09 2007-09-12 上海大学 耐高温耐骤冷水泥复合胶凝材料的制备方法
CN102491695A (zh) * 2011-12-09 2012-06-13 四川嘉华企业（集团）股份有限公司 一种改性油井水泥及其制备方法和生产线

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6904971B2 (en) * 2003-04-24 2005-06-14 Halliburton Energy Services, Inc. Cement compositions with improved corrosion resistance and methods of cementing in subterranean formations

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1395808A1 (ru) * 1986-08-12 1988-05-15 Московский Институт Нефти И Газа Им.И.М.Губкина Пеноцементный тампонажный состав
CN101033126A (zh) * 2007-02-09 2007-09-12 上海大学 耐高温耐骤冷水泥复合胶凝材料的制备方法
CN102491695A (zh) * 2011-12-09 2012-06-13 四川嘉华企业（集团）股份有限公司 一种改性油井水泥及其制备方法和生产线

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
稠油热采条件下矿渣对磷铝酸盐水泥石耐高温性能影响研究;程小伟等;《硅酸盐通报》;20131130;第32卷(第11期);第2302-2305页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN103803823A (zh) 2014-05-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103803823B (zh) 一种耐高温热采水泥及其制备方法
CN103880372B (zh) 用于加固修补的水泥基注浆材料、其制备方法及其应用
CN103224358A (zh) 一种绿色环保磨细河砂粉末混凝土
CN103588449A (zh) 一种多种矿物原料制得的蒸压砖的制备方法
CN106348770A (zh) 一种用于高炉炉底找平层的溶胶结合高导热碳化硅质灌注料
CN105622023B (zh) 一种利用炉渣的淤泥固化剂
CN104230354A (zh) 一种耐用型碱性喷补料及应用
CN105331354A (zh) 一种用钢渣生产的压裂陶粒支撑剂及制备方法
CN105925257A (zh) 一种低密度陶粒支撑剂及其制备方法
CN105601189B (zh) 碱激发混凝土及其制备方法
CN104193357B (zh) 一种回收刚玉自流浇注料及其施工方法
CN105503206A (zh) 无碳精炼钢包包底座砖的热态修补料及其制备方法
CN104609817A (zh) 一种耐高温高韧性加气砖及其制备方法
CN104371703A (zh) 一种以高铝粉煤灰为原料制备石油压裂支撑剂的方法
CN103755379B (zh) 一种以铁尾矿为主料制备发泡空心砖的方法
CN103571444A (zh) 抗高温油井水泥外加剂及制备和应用方法
CN110386781A (zh) 一种碱激发矿渣-钢渣净浆试块的制备方法
CN103896606B (zh) 一种高炉陶瓷杯用耐火材料
CN102627465A (zh) 镁尖晶石砖及生产方法和用该砖制备rh炉环流管的方法
CN104030703A (zh) 一种中频炉用胶泥的制备方法
CN106396704B (zh) 一种富镁不定形耐火材料及其制备方法
CN105000893A (zh) 一种耐高温复合坩埚及其制备方法
CN101891490A (zh) 一种炼铁高炉炉体灌缝压浆料及其制备方法
CN107500734A (zh) 一种以工业无机危险废物和低品位铝硅质矿物为原料的陶瓷透水砖及其制备方法
CN104193359B (zh) 一种不锈钢钢包专用刚玉自流浇注料及其施工方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant