CN104031624B - 一种低密度水泥浆早强剂的制备方法 - Google Patents

一种低密度水泥浆早强剂的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104031624B
CN104031624B CN201410280374.3A CN201410280374A CN104031624B CN 104031624 B CN104031624 B CN 104031624B CN 201410280374 A CN201410280374 A CN 201410280374A CN 104031624 B CN104031624 B CN 104031624B
Authority
CN
China
Prior art keywords
early strength
strength agent
low
cement mortar
density cement
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
CN201410280374.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104031624A (zh
Inventor
程小伟
李宁
滕学清
王升正
李早元
艾正青
郭小阳
周波
刘健
韦庭丛
林銮
龙丹
董广超
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 CN201410280374.3A priority Critical patent/CN104031624B/zh
Publication of CN104031624A publication Critical patent/CN104031624A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104031624B publication Critical patent/CN104031624B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K8/00—Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
    • C09K8/42—Compositions for cementing, e.g. for cementing casings into boreholes; Compositions for plugging, e.g. for killing wells
    • C09K8/46—Compositions for cementing, e.g. for cementing casings into boreholes; Compositions for plugging, e.g. for killing wells containing inorganic binders, e.g. Portland cement
    • C09K8/467—Compositions for cementing, e.g. for cementing casings into boreholes; Compositions for plugging, e.g. for killing wells containing inorganic binders, e.g. Portland cement containing additives for specific purposes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B40/00—Processes, in general, for influencing or modifying the properties of mortars, concrete or artificial stone compositions, e.g. their setting or hardening ability
    • C04B40/0028—Aspects relating to the mixing step of the mortar preparation
    • C04B40/0039—Premixtures of ingredients

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
  • Crushing And Grinding (AREA)

Abstract

本发明公开了一种低密度水泥浆早强剂的制备方法，包括：(1)配制早强剂原料，由以下组分按重量份组成：CaO35～55份，Al2O331～58份，SiO25～10份，Fe2O34～7份；(2)将原料经过球磨机粉磨，使其粒径在0.01mm以下，即得材料A；(3)将材料A压制成直径为2cm，高2cm的圆柱体，在1250‑1400℃下煅烧，然后快速冷却至50℃，即得材料B；(4)在100重量份材料B中加入0.1～0.5份Li2CO3球磨，球磨至粉体比表面积为250‑300m2/Kg，即得低密度水泥浆早强剂。本发明原理可靠，操作简便，制备的早强剂应用温度范围广，配伍性好，可很好地适用于低密度水泥浆。

Description

一种低密度水泥浆早强剂的制备方法
技术领域
本发明涉及一种低密度油井水泥浆早强剂的制备方法，主要用于提高低密度固井水泥的早期强度。
背景技术
固井是钻完井环节中十分重要的部分，固井质量直接影响油气井的安全高效生产和使用寿命。性能良好的固井水泥浆体系对于固井质量具有重要意义。
随着我国石油工业科学技术的发展，石油天然气勘探开发程度的不断加剧，各种非常规油气井的开发步伐加快。深井、超深井、长封固段井、易漏失井、深水低温井等复杂井数量在增多。井下地层变得越来越复杂，尤其是地层的压力系数变化较大。通常用于常规井的固井水泥浆体系由于密度过大，易压漏地层，已经不能满足此类井的固井要求。因此目前长封固、易漏失井主要采用低密度水泥浆体系固井。低密度水泥浆体系在一定程度上解决了漏失问题，但是由于一般的低密度水泥浆有一些缺点，如水泥石前期强度发展较慢，浆体不稳定，失水量难以控制，候凝时间延长，环空水泥石无法在较短时间达到足够的强度来支撑套管重量，这些缺点会带来经济损失，还会导致油气井发生气窜等事故发生。
为解决上述问题，通常的做法是在低密度水泥浆中加入早强剂。常用的早强剂有无机盐类和有机化合物类，主要有碳酸盐、硅酸盐、草酸、三乙醇胺等。但是现有的早强剂用在低密度水泥浆体系中存在很多问题，如出现“闪凝”现象，对稠度影响较大，低温环境下水泥石强度发展较慢。
由于现有的低密度水泥浆早强剂不能很好满足低密度水泥浆强度发展的要求，有必要研发一种适用于低密度水泥浆的早强剂。目前尚未发现有对早强效果好且不影响水泥浆其他性能的主要成分为Li2CO3的低密度早强剂的报道，此类新型早强剂的开发具有重要意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种低密度水泥浆早强剂的制备方法，该方法原理可靠，操作简便，制备的早强剂应用温度范围广，对水泥浆其他性能无影响，且配伍性好，可很好地适用于低密度水泥浆，克服了现有油井水泥浆早强剂的不足和缺陷。
为达到以上技术目的，本发明提供以下技术方案。
一种低密度水泥浆早强剂的制备方法，依次包括以下步骤：
(1)配制低密度水泥浆早强剂原料，所述早强剂原料由以下组分按重量份组成：
(2)将上述原料经过球磨机粉磨，使原料粒径在0.01mm以下，即得材料A；
(3)将材料A压制成直径为2cm，高2cm的圆柱体，在1250-1400℃下煅烧，然后快速冷却至50℃，即得材料B；
(4)在100重量份材料B中加入0.1～0.5份Li2CO3球磨，球磨至粉体比表面积为250-300m2/Kg，即得低密度水泥浆早强剂。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：该早强剂的加入可以加快水泥的水化速率，特别是Li2CO3与水化产物Ca(OH)2作用为水泥水化提供了高碱度的环境，同时还可以加速水泥石中具有早强效果的AFt的形成；该早强剂还会导致在诱导期水化产物膜的破裂，让水化加速期提前，加速水泥浆凝结。具体来说，本发明具有以下优点：
1、原材料来源广泛，成本低；
2、加工简单，使用方便；
3、使用温度范围广，低温下在不影响稠化时间的前提下水泥石早强作用明显；
4、配伍性好，水泥浆调配便捷。
具体实施方式
下面根据实施例具体说明本发明。
一、制备低密度油井水泥浆早强剂
实施例1：
(1)配制低密度水泥浆早强剂原料，所述早强剂原料由以下组分按重量份组成：CaO35份，Al2O355份，SiO25份，Fe2O35份；
(2)低密度水泥浆早强剂原料经过球磨机粉磨，原料粒径在0.01mm以下，即得材料A；
(3)将材料A压制成直径为2cm，高2cm的圆柱体，在1250℃-1400℃下煅烧，然后快速冷却至50℃，即得材料B；
(4)在100重量份材料B中加入0.1份Li2CO3球磨，球磨至粉体比表面积为250-300m2/Kg，即得低密度水泥浆早强剂Z1。
实施例2：
(1)配制低密度水泥浆早强剂原料，所述早强剂原料由以下组分按重量份组成：CaO40份，Al2O345份，SiO210份，Fe2O35份；
(2)低密度水泥浆早强剂原料经过球磨机粉磨，原料粒径在0.01mm以下，即得材料A；
(3)将材料A压制成直径为2cm，高2cm的圆柱体，在1250℃-1400℃下煅烧，然后快速冷却至50℃，即得材料B；
(4)在100重量份材料B中加入0.2份Li2CO3球磨，球磨至粉体比表面积为250-300m2/Kg，即得低密度水泥浆早强剂Z2。
实施例3：
(1)配制低密度水泥浆早强剂原料，所述早强剂原料由以下组分按重量份组成：CaO45份，Al2O341份，SiO27份，Fe2O37份；
(2)低密度水泥浆早强剂原料经过球磨机粉磨，原料粒径在0.01mm以下，即得材料A；
(3)将材料A压制成直径为2cm，高2cm的圆柱体，在1250℃-1400℃下煅烧，然后快速冷却至50℃，即得材料B；
(4)在100重量份材料B中加入0.3份Li2CO3球磨，球磨至粉体比表面积为250-300m2/Kg，即得低密度水泥浆早强剂Z3。
实施例4：
(1)配制低密度水泥浆早强剂原料，所述早强剂原料由以下组分按重量份组成：CaO50份，Al2O335份，SiO210份，Fe2O35份；
(2)低密度水泥浆早强剂原料经过球磨机粉磨，原料粒径在0.01mm以下，即得材料A；
(3)将材料A压制成直径为2cm，高2cm的圆柱体，在1250℃-1400℃下煅烧，然后快速冷却至50℃，即得材料B；
(4)在100重量份材料B中加入0.4份Li2CO3球磨，球磨至粉体比表面积为250-300m2/Kg，即得低密度水泥浆早强剂Z4。
实施例5：
(1)配制低密度水泥浆早强剂原料，所述早强剂原料由以下组分按重量份组成：CaO55份，Al2O331份，SiO210份，Fe2O34份；
(2)低密度水泥浆早强剂原料经过球磨机粉磨，原料粒径在0.01mm以下，即得材料A；
(3)将材料A压制成直径为2cm，高2cm的圆柱体，在1250℃-1400℃下煅烧，然后快速冷却至50℃，即得材料B；
(4)在100重量份材料B中加入0.5份Li2CO3球磨，球磨至粉体比表面积为250-300m2/Kg，即得低密度水泥浆早强剂Z5。
二、制备含早强剂的油井低密度水泥浆
所述低密度水泥浆由以下各组分按重量份配比组成：100份G级油井水泥，10份低密度水泥浆早强剂，55份空心玻璃微珠，30份微硅，92份水，1份木质素磺酸钙，2.5份磺化聚乙烯甲苯，3份木质素磺酸钠，0.5份磷酸三丁酯。
该低密度水泥浆的制备方法如下：称取100重量份水泥，55重量份空心玻璃微珠，30重量份微硅，量取92重量份水，称量1重量份木质素磺酸钙，2.5重量份磺化聚乙烯甲苯，3重量份木质素磺酸钠，0.5重量份磷酸三丁酯溶于水中。然后，将水溶液放在混合容器中，搅拌器以低速(4000±200转/分)转动，并在15秒内加完称取混合的干粉，盖上搅拌器的盖子，并继续搅拌35秒，即制得低密度水泥浆。
三、含早强剂的低密度水泥浆的性能测试
按照API规范配制好低密度水泥浆后，养护条件为：常压90℃×48h，测试其工程性能，结果如表1所示。
表1 含早强剂的低密度水泥浆的性能测试结果(密度1.4g/cm3)
可以看出，不同参数低密度水泥浆早强剂制备的低密度水泥石稳定性均较好，早期抗压强度较大，有利于固井质量和施工安全。

Claims (1)

1.一种低密度水泥浆早强剂的制备方法，依次包括以下步骤：
(1)配制低密度水泥浆早强剂原料，所述早强剂原料由以下组分按重量份组成：
(2)将上述原料经过球磨机粉磨，使原料粒径在0.01mm以下，即得材料A；
(3)将材料A压制成直径为2cm，高2cm的圆柱体，在1250-1400℃下煅烧，然后快速冷却至50℃，即得材料B；
(4)在100重量份材料B中加入0.1～0.5份Li2CO3球磨，球磨至粉体比表面积为250-300m2/Kg，即得低密度水泥浆早强剂。
CN201410280374.3A 2014-06-20 2014-06-20 一种低密度水泥浆早强剂的制备方法 Active CN104031624B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410280374.3A CN104031624B (zh) 2014-06-20 2014-06-20 一种低密度水泥浆早强剂的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410280374.3A CN104031624B (zh) 2014-06-20 2014-06-20 一种低密度水泥浆早强剂的制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104031624A CN104031624A (zh) 2014-09-10
CN104031624B true CN104031624B (zh) 2016-08-24

Family

ID=51462628

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410280374.3A Active CN104031624B (zh) 2014-06-20 2014-06-20 一种低密度水泥浆早强剂的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104031624B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106316182B (zh) * 2016-08-19 2018-09-28 桂林华越环保科技有限公司 混凝土早强剂及其制备方法
CN106365491B (zh) * 2016-08-19 2018-11-23 桂林华越环保科技有限公司 用于混凝土的早强剂及其制备方法
CN106365490B (zh) * 2016-08-19 2018-10-16 桂林华越环保科技有限公司 混凝土早强剂的制备方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1160694A (zh) * 1996-03-27 1997-10-01 中国矿业大学 速凝早强剂
US6244343B1 (en) * 2000-03-09 2001-06-12 Halliburton Energy Services, Inc. Cementing in deep water offshore wells
CN101864285A (zh) * 2010-06-13 2010-10-20 西南石油大学 深水固井低温早强剂
CN102126840A (zh) * 2011-03-02 2011-07-20 陈子川 低温混凝土早强剂
CN102775086A (zh) * 2012-08-13 2012-11-14 曲阜中联水泥有限公司 锂渣作为促凝剂在低碱硫铝酸盐水泥中的应用
CN102796500A (zh) * 2012-09-03 2012-11-28 天津中油渤星工程科技有限公司 一种固井用低水化热早强水泥

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1160694A (zh) * 1996-03-27 1997-10-01 中国矿业大学 速凝早强剂
US6244343B1 (en) * 2000-03-09 2001-06-12 Halliburton Energy Services, Inc. Cementing in deep water offshore wells
CN101864285A (zh) * 2010-06-13 2010-10-20 西南石油大学 深水固井低温早强剂
CN102126840A (zh) * 2011-03-02 2011-07-20 陈子川 低温混凝土早强剂
CN102775086A (zh) * 2012-08-13 2012-11-14 曲阜中联水泥有限公司 锂渣作为促凝剂在低碱硫铝酸盐水泥中的应用
CN102796500A (zh) * 2012-09-03 2012-11-28 天津中油渤星工程科技有限公司 一种固井用低水化热早强水泥

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
提高粉煤灰低密度水泥体系早期强度的研究;杨振科 等;《西南石油大学学报（自然科学版）》;20080630;第30卷(第3期);第116-118页 *
粉煤灰硅酸盐水泥早强剂的研究;董超颖 等;《中国陶瓷》;20121130;第48卷(第11期);第56页右栏第1段，第57页左栏第2.2节，表3 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN104031624A (zh) 2014-09-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103045214A (zh) 一种油气井堵漏触变水泥浆及其制备方法
CN101134892B (zh) 深水固井水泥浆体系
CA2954611C (en) Combined set-delayed cement compositions
NO20161155A1 (en) Passivated cement accelerator
CN104263331A (zh) 一种新型高温低密度水泥浆体系
CN104031624B (zh) 一种低密度水泥浆早强剂的制备方法
CN102504775A (zh) 深井长封固段固井用大温差水泥浆及其制备方法
CN102329601B (zh) 深水固井用低温早强耐腐蚀水泥浆体系
CN105016675B (zh) 一种具有良好体积稳定性的高掺量废弃玻璃粉自密实砂浆的制备方法
CN106945181A (zh) 一种尾矿、碱渣、矿渣胶凝材料搅拌装置及制备工艺
CN105255465A (zh) 一种无漂珠低密度油井水泥浆
CN103589409B (zh) 油井水泥减轻剂及其制备和应用方法
CN106753294B (zh) 一种堵漏水泥浆
CN103571444A (zh) 抗高温油井水泥外加剂及制备和应用方法
CN108516713B (zh) 一种磷石膏的预处理及应用方法
CN107540260B (zh) 一种固井用低温水泥早强剂及包含它的水泥
CN103553456B (zh) 用于高铁建设的自密实高性能混凝土
Ogbonna et al. The secondary effects of lignosulfonate cement retarder on cement slurry properties
CN109880604B (zh) 一种油井水泥用弱促凝型早强剂
CN106431038B (zh) 一种掺绿泥的碱激发水泥及其制备方法
CN103396775B (zh) 一种耐高温增韧缓凝剂
WO1992019568A1 (en) Method of cementing a well
CN108793865B (zh) 一种底水油藏油井堵水剂
RU2507380C1 (ru) Тампонажный раствор низкой плотности
CN104974725B (zh) 一种适合页岩气固井用降失水剂及其制备方法

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