CN106278068B - 一种地质勘探用封堵剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种地质勘探用封堵剂，是由以下重量份的原料组成的：硫铝酸盐水泥30‑40份、矿渣粉5‑10份、凝聚态硅灰8‑12份、硫铝酸钙粉5‑10份、硅酸镁铝4‑8份、六偏磷酸钠1‑3份。本发明的地质勘探用封堵剂可以快速凝固，凝固过程中体积膨胀较大，与岩层牢牢胶结在一起，且固结体强度较高，1天强度高达0.5‑1MPa，7天强度可达2‑3 MPa，封堵效果好，使用方便安全，无毒无害无污染。本发明使用了矿渣粉，消纳大量工业副产物，降低生产成本，具有良好的经济和社会效益。
Description
技术领域
本发明属于地质勘探技术领域，具体涉及一种地质勘探用封堵剂及其制备方法。
背景技术
钻孔涌水是指在钻进过程中，某一含水层内承压水通过钻孔而排泄到地面的现象。在地质勘探中，经常会遇到钻孔涌水现象，若不及时采取有效措施，涌水会稀释泥浆，使得岩粉沉积于孔底，造成烧钻、埋钻事故。水泥是一种良好的胶凝材料，不仅在建筑行业广泛使用，而且早在 20 世纪 40年代钻井工程中就已经开始用水泥进行钻孔护壁堵漏了。用水泥进行钻孔护壁堵漏是将水泥浆注入钻孔内，并使其进入所封堵和护壁的孔段漏失层裂隙、孔洞的坍塌部位，利用水泥浆的凝固硬化作用，将其堵塞并与岩层胶结为一整体。
从国内外的地质勘探研究现状可以看出涉及到钻孔涌水方面较少，从21世纪初世界地质勘探技术发展主要集中的几个方面可以看出，地质勘探的钻孔涌水是一个亟待解决的问题。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供了一种封堵效果好、使用方便安全的地质勘探用封堵剂。
本发明还提供了该地质勘探用封堵剂的制备方法。
本发明的目的是通过如下技术方案实现的：
一种地质勘探用封堵剂，是由以下重量份的原料组成的：硫铝酸盐水泥30-40份、矿渣粉5-10份、凝聚态硅灰8-12份、硫铝酸钙粉5-10份、硅酸镁铝4-8份、六偏磷酸钠1-3份。
优选的，一种地质勘探用封堵剂，是由以下重量份的原料组成的：硫铝酸盐水泥35份、矿渣粉8份、凝聚态硅灰10份、硫铝酸钙粉8份、硅酸镁铝6份、六偏磷酸钠2份。
所述矿渣粉比表面积≥400m2/kg，活性指数N≥95%，烧失量≤3%。
所述凝聚态硅灰的比表面积≥190000cm2/g。
所述硅酸镁铝pH值为8.0-9.0，含水量小于8%。
一种地质勘探用封堵剂的制备方法，是由以下步骤制备得到的：
1）按重量份取各原料：硫铝酸盐水泥30-40份、矿渣粉5-10份、凝聚态硅灰8-12份、硫铝酸钙粉5-10份、硅酸镁铝4-8份、六偏磷酸钠1-3份；
2）将硫铝酸盐水泥、矿渣粉、硫铝酸钙粉和硅酸镁铝磨拌5-10min，得原料1；
3）将六偏磷酸钠加至原料1中，磨拌10-20min，得原料2；
4）将凝聚态硅灰加至原料2中，混合均匀，即可制得地质勘探用封堵剂。本发明中，矿渣粉含有大量的C2S、C3S等矿物，遇水后水化活性得到激活，显著增强封堵剂的强度。凝聚态硅灰的粒径远小于水泥和矿渣粉的平均粒径，可以填充于其它材料的孔隙内，紧密堆积，形成具有良好微级配胶凝体系，在水化过程中相互填充，阻塞毛细管渗水通道，显著提高封堵材料的密实性。硫铝酸钙粉与水接触后，可与水泥水化产物反应生成钙矾石，固相体积增大。硅酸镁铝遇水成弱碱性，有助于矿渣中的玻璃体结构离解，增加矿渣粉的活性。硅酸镁铝和六偏磷酸钠与水接触后产生一定粘度，改善各原料与水化产物的界面粘结力，使水化产物紧密结合进一步提高其强度，显著提高封堵剂的稳定性和内摩擦阻力。
本发明的有益效果：
1.本发明的地质勘探用封堵剂可以快速凝固，凝固过程中体积膨胀较大，与岩层牢牢胶结在一起，且固结体强度较高，1天强度高达0.5-1MPa，7天强度可达2-3 MPa，封堵效果好，使用方便安全，无毒无害无污染。
2.本发明使用了矿渣粉，消纳大量工业副产物，降低生产成本，具有良好的经济和社会效益。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
本发明所用原料均为市售常规材料。
实施例1
一种地质勘探用封堵剂，是由以下重量份的原料组成的：硫铝酸盐水泥40份、矿渣粉5份、凝聚态硅灰8份、硫铝酸钙粉5份、硅酸镁铝8份、六偏磷酸钠1份。
所述矿渣粉比表面积≥400m2/kg，活性指数N≥95%，烧失量≤3%。
所述凝聚态硅灰的比表面积≥190000cm2/g。
所述硅酸镁铝pH值为8.0-9.0，含水量小于8%。
一种地质勘探用封堵剂的制备方法，是由以下步骤制备得到的：
1）按重量份取各原料：硫铝酸盐水泥40份、矿渣粉5份、凝聚态硅灰8份、硫铝酸钙粉5份、硅酸镁铝8份、六偏磷酸钠1份；
2）将硫铝酸盐水泥、矿渣粉、硫铝酸钙粉和硅酸镁铝磨拌5min，得原料1；
3）将六偏磷酸钠加至原料1中，磨拌20min，得原料2；
4）将凝聚态硅灰加至原料2中，混合均匀，即可制得地质勘探用封堵剂。
施工时，按实际用量，将本实施例的地质勘探用封堵材料与水按照1：1-1.5搅拌成浆料即可使用。
实施例2
一种地质勘探用封堵剂，是由以下重量份的原料组成的：硫铝酸盐水泥38份、矿渣粉6份、凝聚态硅灰9份、硫铝酸钙粉7份、硅酸镁铝7份、六偏磷酸钠2份。
一种地质勘探用封堵剂的制备方法，是由以下步骤制备得到的：
1）按重量份取各原料：硫铝酸盐水泥38份、矿渣粉6份、凝聚态硅灰9份、硫铝酸钙粉7份、硅酸镁铝7份、六偏磷酸钠2份；
2）将硫铝酸盐水泥、矿渣粉、硫铝酸钙粉和硅酸镁铝磨拌8min，得原料1；
3）将六偏磷酸钠加至原料1中，磨拌15min，得原料2；
4）将凝聚态硅灰加至原料2中，混合均匀，即可制得地质勘探用封堵剂。
其余同实施例1。
实施例3
一种地质勘探用封堵剂，是由以下重量份的原料组成的：硫铝酸盐水泥35份、矿渣粉8份、凝聚态硅灰10份、硫铝酸钙粉8份、硅酸镁铝6份、六偏磷酸钠2份。
一种地质勘探用封堵剂的制备方法，是由以下步骤制备得到的：
1）按重量份取各原料：硫铝酸盐水泥35份、矿渣粉8份、凝聚态硅灰10份、硫铝酸钙粉8份、硅酸镁铝6份、六偏磷酸钠2份；
2）将硫铝酸盐水泥、矿渣粉、硫铝酸钙粉和硅酸镁铝磨拌8min，得原料1；
3）将六偏磷酸钠加至原料1中，磨拌15min，得原料2；
4）将凝聚态硅灰加至原料2中，混合均匀，即可制得地质勘探用封堵剂。
其余同实施例1。
实施例4
一种地质勘探用封堵剂，是由以下重量份的原料组成的：硫铝酸盐水泥33份、矿渣粉9份、凝聚态硅灰11份、硫铝酸钙粉9份、硅酸镁铝5份、六偏磷酸钠2份。
一种地质勘探用封堵剂的制备方法，是由以下步骤制备得到的：
1）按重量份取各原料：硫铝酸盐水泥33份、矿渣粉9份、凝聚态硅灰11份、硫铝酸钙粉9份、硅酸镁铝5份、六偏磷酸钠2份；
2）将硫铝酸盐水泥、矿渣粉、硫铝酸钙粉和硅酸镁铝磨拌8min，得原料1；
3）将六偏磷酸钠加至原料1中，磨拌15min，得原料2；
4）将凝聚态硅灰加至原料2中，混合均匀，即可制得地质勘探用封堵剂。
其余同实施例1。
实施例5
一种地质勘探用封堵剂，是由以下重量份的原料组成的：硫铝酸盐水泥30份、矿渣粉10份、凝聚态硅灰12份、硫铝酸钙粉10份、硅酸镁铝4份、六偏磷酸钠3份。
一种地质勘探用封堵剂的制备方法，是由以下步骤制备得到的：
1）按重量份取各原料：硫铝酸盐水泥30份、矿渣粉10份、凝聚态硅灰12份、硫铝酸钙粉10份、硅酸镁铝4份、六偏磷酸钠3份；
2）将硫铝酸盐水泥、矿渣粉、硫铝酸钙粉和硅酸镁铝磨拌10min，得原料1；
3）将六偏磷酸钠加至原料1中，磨拌10min，得原料2；
4）将凝聚态硅灰加至原料2中，混合均匀，即可制得地质勘探用封堵剂。
其余同实施例1。
Claims (3)
1.一种地质勘探用封堵剂，其特征在于，是由以下重量份的原料组成的：硫铝酸盐水泥30-40份、矿渣粉5-10份、凝聚态硅灰8-12份、硫铝酸钙粉5-10份、硅酸镁铝4-8份、六偏磷酸钠1-3份；
所述矿渣粉比表面积≥400m2/kg，活性指数N≥95%，烧失量≤3%；
所述凝聚态硅灰的比表面积≥190000cm2/g；
所述硅酸镁铝pH值为8.0-9.0，含水量小于8%。
2.根据权利要求1所述的地质勘探用封堵剂，其特征在于，是由以下重量份的原料组成的：硫铝酸盐水泥35份、矿渣粉8份、凝聚态硅灰10份、硫铝酸钙粉8份、硅酸镁铝6份、六偏磷酸钠2份。
3.一种权利要求1或2所述的地质勘探用封堵剂的制备方法，其特征在于，是由以下步骤制备得到的：
1）按重量份取各原料：硫铝酸盐水泥30-40份、矿渣粉5-10份、凝聚态硅灰8-12份、硫铝酸钙粉5-10份、硅酸镁铝4-8份、六偏磷酸钠1-3份；
2）将硫铝酸盐水泥、矿渣粉、硫铝酸钙粉和硅酸镁铝磨拌5-10min，得原料1；
3）将六偏磷酸钠加至原料1中，磨拌10-20min，得原料2；
4）将凝聚态硅灰加至原料2中，混合均匀，即可制得地质勘探用封堵剂。
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