CN117659971B - 一种干热岩固井用耐高温水泥浆体系 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种干热岩固井用耐高温水泥浆体系,包括以下重量份原料:硅酸盐水泥25~30份、水35~45份、纳米二氧化硅乳液8~10份、铁矿粉3~6份、硅酸钠2~5份、聚乙烯醇1~4份、磷酸三丁酯1~3份。本发明耐高温水泥浆体系采用的硅酸盐水泥配合纳米二氧化硅乳液、铁矿粉、硅酸钠、聚乙烯醇等原料,通过配合加入基于玻璃纤维调节的晶须剂、片状滑石粉改性剂,采用二者相互协配,共同协效,得到的产品弹性性能、抗压强度性能协调改进,以及产品的耐高温稳定性效果显著。
Description
技术领域
本发明涉及水泥浆的技术领域,具体涉及一种干热岩固井用耐高温水泥浆体系。
背景技术
目前,深井越来越多地遇到深页岩气井、深位移气井等炎热复杂的环境;复杂而敏感的油井不仅温度高,对水泥石性能要求更高。干热岩的内部不存在流体或仅有少量地下流体的高温岩体,对于此类岩体,如果水泥无法保持高温下的密封效果,可能导致进一步加工井产生的底部应力导致水泥石损坏,从而导致水泥石封隔失效。
现有的耐高温水泥浆体系能够实现较好的耐高温性能,但是此类水泥浆体系的弹性性能差,为了改进产品的弹性性能,易导致产品的抗压强度性能降低,很难实现二者协调改进,以及产品的耐高温稳定性差,进一步的限定了产品的使用效率,基于此,本发明对其进一步的改进处理。
发明内容
针对现有技术的缺陷,本发明的目的是提供一种干热岩固井用耐高温水泥浆体系,以解决上述背景技术中提出的问题。
本发明解决技术问题采用如下技术方案:
本发明的第一方面提供了一种干热岩固井用耐高温水泥浆体系,包括以下重量份原料:
硅酸盐水泥25~30份、水35~45份、纳米二氧化硅乳液8~10份、铁矿粉3~6份、硅酸钠2~5份、聚乙烯醇1~4份、磷酸三丁酯1~3份。
作为本发明的进一步限定,所述耐高温水泥浆体系包括以下重量份原料:
硅酸盐水泥27.5份、水40份、纳米二氧化硅乳液9份、铁矿粉4.5份、硅酸钠3.5份、聚乙烯醇2.5份、磷酸三丁酯2份。
作为本发明的进一步限定,所述耐高温水泥浆体系还包括以重量份计的5-9份基于玻璃纤维调节的晶须剂、2-4份片状滑石粉改性剂。
作为本发明的进一步限定,所述基于玻璃纤维调节的晶须剂的制备方法为:
S01:将碳化硅晶须置于碳化硅晶须总重量3-5倍的高锰酸钾溶液中搅拌处理,搅拌转速为550-650r/min,搅拌时间为1-2h,搅拌结束,水洗、干燥;
S02:以重量份计,将2-5份质量分数10%的十二烷基苯磺酸钠溶液加入到4-7份质量分数5%的壳聚糖溶液中,随后再加入1-3份纳米硅溶胶和0.35-0.45份硝酸钇溶液,搅拌充分,得到改性液;
S03:以重量份计,将3-5份玻璃纤维剂加入到6-10份改性液,随后再加入1-3份S01碳化硅晶须剂,搅拌反应处理,搅拌结束,水洗、干燥,得到基于玻璃纤维调节的晶须剂。
作为本发明的进一步限定,所述高锰酸钾溶液的质量分数10-15%,所述硝酸钇溶液的质量分数为4-7%。
作为本发明的进一步限定,所述搅拌反应处理的搅拌温度为48-52℃,搅拌转速为550-650r/min,搅拌时间为1-2h。
作为本发明的进一步限定,所述玻璃纤维剂的制备方法为:
将玻璃纤维先于质子辐照箱内辐照10-15min,辐照功率为350-400W,辐照结束,然后将辐照的玻璃纤维浸入到足量的质量分数5%的氯化镧溶液中一级浸润处理,随后抽滤、干燥,再于2-3重量份的质量分数10%的海藻酸钠溶液、1-3重量份的尿素和1-4重量份的硬脂酸构成的调节剂中二级浸润处理,浸润结束,水洗、干燥,得到玻璃纤维剂;
其中,一级浸润处理的浸润压力为10-15MPa,浸润时间为20-30min;二级浸润处理的浸润压力为5-10MPa,浸润时间为10-15min。
作为本发明的进一步限定,所述片状滑石粉改性剂的制备方法为:
S11:将片状滑石粉先置于片状滑石粉总重量3-5倍的木质素磺酸钠溶液分散充分,得到片状滑石粉剂;
S12:以重量份计,将3-5份片状滑石粉剂、1-3份硅烷偶联剂KH560、1-3份羧甲基纤维素和0.7-0.8份羟基乙酸,于1000-1500r/min的转速下球磨1-2h,球磨结束,水洗、干燥,得到片状滑石粉改性剂。
作为本发明的进一步限定,所述木质素磺酸钠溶液的质量分数为10-15%。
本发明的第二方面提供了一种上述的干热岩固井用耐高温水泥浆体系的制备方法,该制备方法如下:
将预定重量份的硅酸盐水泥、水、纳米二氧化硅乳液、铁矿粉、硅酸钠、聚乙烯醇、磷酸三丁酯和基于玻璃纤维调节的晶须剂、片状滑石粉改性剂搅拌混合充分,混合转速为800-1200r/min,混合30-50min,混合结束,得到耐高温水泥浆体系。
与现有技术相比,本发明具有如下的有益效果:
本发明的耐高温水泥浆体系采用的硅酸盐水泥配合纳米二氧化硅乳液、铁矿粉、硅酸钠、聚乙烯醇等原料,通过配合加入基于玻璃纤维调节的晶须剂、片状滑石粉改性剂,采用二者相互协配,共同协效,得到的产品弹性性能、抗压强度性能协调改进,以及产品的耐高温稳定性效果显著;
基于玻璃纤维调节的晶须剂采用晶须经过高锰酸钾溶液处理,再通过玻璃纤维剂协配,再配合改性液协助,玻璃纤维剂采用玻璃纤维经过质子辐,优化其表面活性能,再通过氯化镧溶液一级浸入,再配合海藻酸钠溶液、尿素和硬脂酸构成的调节剂中二级浸润处理,通过联合浸润处理,得到的玻璃纤维协配晶须结构,再体系中增强产品的弹性性能和抗压强度,而改性液中的十二烷基苯磺酸钠溶液、壳聚糖溶液、纳米硅溶胶和硝酸钇溶液共同组配,相互协效,从而得到的基于玻璃纤维调节的晶须剂在体系中对产品的性能效果进一步的改进,而片状滑石粉改性剂采用片状滑石粉经过木质素磺酸钠溶液配合,再通过硅烷偶联剂KH560和羧甲基纤维素和羟基乙酸共同组配,共同协效,片状滑石粉穿插体系中,进一步的与基于玻璃纤维调节的晶须剂协效,从而品弹性性能、抗压强度性能进一步的协调改进,以及耐高温稳定性进一步的增强。
具体实施方式
下面结合具体实施例,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明的干热岩固井用耐高温水泥浆体系,包括以下重量份原料:
硅酸盐水泥25~30份、水35~45份、纳米二氧化硅乳液8~10份、铁矿粉3~6份、硅酸钠2~5份、聚乙烯醇1~4份、磷酸三丁酯1~3份、基于玻璃纤维调节的晶须剂5-9份、2-4份片状滑石粉改性剂。
在一些实施例中,上述的基于玻璃纤维调节的晶须剂的制备方法为:
S01:将碳化硅晶须置于碳化硅晶须总重量3-5倍的高锰酸钾溶液中搅拌处理,搅拌转速为550-650r/min,搅拌时间为1-2h,搅拌结束,水洗、干燥;
S02:以重量份计,将2-5份质量分数10%的十二烷基苯磺酸钠溶液加入到4-7份质量分数5%的壳聚糖溶液中,随后再加入1-3份纳米硅溶胶和0.35-0.45份硝酸钇溶液,搅拌充分,得到改性液;
S03:以重量份计,将3-5份玻璃纤维剂加入到6-10份改性液,随后再加入1-3份S01碳化硅晶须剂,搅拌反应处理,搅拌温度为48-52℃,搅拌转速为550-650r/min,搅拌时间为1-2h,搅拌结束,水洗、干燥,得到基于玻璃纤维调节的晶须剂。
其中,高锰酸钾溶液的质量分数10-15%,硝酸钇溶液的质量分数为4-7%。
在一些实施例中,上述的玻璃纤维剂的制备方法为:
将玻璃纤维先于质子辐照箱内辐照10-15min,辐照功率为350-400W,辐照结束,然后将辐照的玻璃纤维浸入到足量的质量分数5%的氯化镧溶液中一级浸润处理,随后抽滤、干燥,再于2-3重量份质量分数10%的海藻酸钠溶液、1-3份尿素和1-4份硬脂酸构成的调节剂中二级浸润处理,浸润结束,水洗、干燥,得到玻璃纤维剂;
一级浸润处理的浸润压力为10-15MPa,浸润时间为20-30min;二级浸润处理的浸润压力为5-10MPa,浸润时间为10-15min。
在一些实施例中,上述的片状滑石粉改性剂的制备方法为:
S11:将片状滑石粉先置于片状滑石粉总重量3-5倍的木质素磺酸钠溶液分散充分,得到片状滑石粉剂;
S12:以重量份计,将3-5份片状滑石粉剂、1-3份硅烷偶联剂KH560和1-3份羧甲基纤维素和0.7-0.8份羟基乙酸,于1000-1500r/min的转速下球磨1-2h,球磨结束,水洗、干燥,得到片状滑石粉改性剂。
其中,木质素磺酸钠溶液的质量分数为10-15%。
本发明上述的干热岩固井用耐高温水泥浆体系的制备方法如下:
将上述重量份的硅酸盐水泥、水、纳米二氧化硅乳液、铁矿粉、硅酸钠、聚乙烯醇、磷酸三丁酯和基于玻璃纤维调节的晶须剂、片状滑石粉改性剂搅拌混合充分,混合转速为800-1200r/min,混合30-50min,混合结束,得到耐高温水泥浆。
实施例1
本实施例的干热岩固井用耐高温水泥浆体系,包括以下重量份原料:
硅酸盐水泥25份、水35份、纳米二氧化硅乳液8份、铁矿粉3份、硅酸钠2份、聚乙烯醇1份、磷酸三丁酯1份、基于玻璃纤维调节的晶须剂5份、2份片状滑石粉改性剂。
本实施例的基于玻璃纤维调节的晶须剂的制备方法为:
S01:将碳化硅晶须置于碳化硅晶须总重量3倍的质量分数10%的高锰酸钾溶液中搅拌处理,搅拌转速为550r/min,搅拌时间为1h,搅拌结束,水洗、干燥;
S02:以重量份计,将2份质量分数10%的十二烷基苯磺酸钠溶液加入到4份质量分数5%的壳聚糖溶液中,随后再加入1份纳米硅溶胶和0.35份的质量分数为4%的硝酸钇溶液,搅拌充分,得到改性液;
S03:以重量份计,将3份玻璃纤维剂加入到6份改性液,随后再加入1份S01碳化硅晶须剂,进行搅拌反应处理,搅拌温度为48℃,搅拌转速为550r/min,搅拌时间为1h,搅拌结束,水洗、干燥,得到基于玻璃纤维调节的晶须剂。
本实施例的玻璃纤维剂的制备方法为:
将玻璃纤维先于质子辐照箱内辐照10min,辐照功率为350W,辐照结束,然后将辐照的玻璃纤维浸入到足量的质量分数5%的氯化镧溶液中一级浸润处理,随后抽滤、干燥,再于2重量份质量分数10%的海藻酸钠溶液、1份尿素和1份硬脂酸构成的调节剂中二级浸润处理,浸润结束,水洗、干燥,得到玻璃纤维剂;
其中,一级浸润处理的浸润压力为10MPa,浸润时间为20min;二级浸润处理的浸润压力为5MPa,浸润时间为10min。
本实施例的片状滑石粉改性剂的制备方法为:
S11:将片状滑石粉先置于片状滑石粉总重量3倍的质量分数为10%的木质素磺酸钠溶液分散充分,得到片状滑石粉剂;
S12:以重量份计,将3份片状滑石粉剂、1份硅烷偶联剂KH560、1份羧甲基纤维素和0.7份羟基乙酸,于1000r/min的转速下球磨1h,球磨结束,水洗、干燥,得到片状滑石粉改性剂。
本实施例的干热岩固井用耐高温水泥浆体系的制备方法如下:
按照上述的配比,将硅酸盐水泥、水、纳米二氧化硅乳液、铁矿粉、硅酸钠、聚乙烯醇、磷酸三丁酯和基于玻璃纤维调节的晶须剂、片状滑石粉改性剂搅拌混合充分,混合转速为800r/min,混合30min,混合结束,得到耐高温水泥浆。
实施例2
本实施例的干热岩固井用耐高温水泥浆体系,包括以下重量份原料:
硅酸盐水泥30份、水45份、纳米二氧化硅乳液10份、铁矿粉6份、硅酸钠5份、聚乙烯醇4份、磷酸三丁酯3份、基于玻璃纤维调节的晶须剂9份、4份片状滑石粉改性剂。
本实施例的基于玻璃纤维调节的晶须剂的制备方法为:
S01:将碳化硅晶须置于碳化硅晶须总重量5倍的质量分数15%的高锰酸钾溶液中搅拌处理,搅拌转速为650r/min,搅拌时间为2h,搅拌结束,水洗、干燥;
S02:以重量份计,将5份质量分数10%的十二烷基苯磺酸钠溶液加入到7份质量分数5%的壳聚糖溶液中,随后再加入3份纳米硅溶胶和0.45份的质量分数为7%的硝酸钇溶液,搅拌充分,得到改性液;
S03:以重量份计,将5份玻璃纤维剂加入到10份改性液,随后再加入3份S01碳化硅晶须剂,搅拌反应处理,搅拌温度为52℃,搅拌转速为650r/min,搅拌时间为2h,搅拌结束,水洗、干燥,得到基于玻璃纤维调节的晶须剂。
本实施例的玻璃纤维剂的制备方法为:
将玻璃纤维先于质子辐照箱内辐照15min,辐照功率为400W,辐照结束,然后将辐照的玻璃纤维浸入到足量的质量分数5%的氯化镧溶液中一级浸润处理,随后抽滤、干燥,再于3重量份质量分数10%的海藻酸钠溶液、3份尿素和4份硬脂酸构成的调节剂中二级浸润处理,浸润结束,水洗、干燥,得到玻璃纤维剂;
其中,一级浸润处理的浸润压力为15MPa,浸润时间为30min;二级浸润处理的浸润压力为10MPa,浸润时间为15min。
本实施例的片状滑石粉改性剂的制备方法为:
S11:将片状滑石粉先置于片状滑石粉总重量5倍的质量分数为15%的木质素磺酸钠溶液分散充分,得到片状滑石粉剂;
S12:以重量份计,将5份片状滑石粉剂、3份硅烷偶联剂KH560和3份羧甲基纤维素和0.8份羟基乙酸,于1500r/min的转速下球磨2h,球磨结束,水洗、干燥,得到片状滑石粉改性剂。
上述的干热岩固井用耐高温水泥浆体系的制备方法如下:
按照上述的配比,将硅酸盐水泥、水、纳米二氧化硅乳液、铁矿粉、硅酸钠、聚乙烯醇、磷酸三丁酯和基于玻璃纤维调节的晶须剂、片状滑石粉改性剂搅拌混合充分,混合转速为1200r/min,混合50min,混合结束,得到耐高温水泥浆。
实施例3
本实施例的干热岩固井用耐高温水泥浆体系,包括以下重量份原料:
硅酸盐水泥27.5份、水40份、纳米二氧化硅乳液9份、铁矿粉4.5份、硅酸钠3.5份、聚乙烯醇2.5份、磷酸三丁酯2份、基于玻璃纤维调节的晶须剂7份、3份片状滑石粉改性剂。
本实施例的基于玻璃纤维调节的晶须剂的制备方法为:
S01:将碳化硅晶须置于碳化硅晶须总重量4倍的质量分数12.5%的高锰酸钾溶液中搅拌处理,搅拌转速为600r/min,搅拌时间为1.5h,搅拌结束,水洗、干燥;
S02:以重量份计,将3.5份质量分数10%的十二烷基苯磺酸钠溶液加入到5.5份质量分数5%的壳聚糖溶液中,随后再加入2份纳米硅溶胶和0.40份的质量分数为5.5%的硝酸钇溶液,搅拌充分,得到改性液;
S03:以重量份计,将4份玻璃纤维剂加入到8份改性液,随后再加入2份S01碳化硅晶须剂,搅拌反应处理,搅拌温度为50℃,搅拌转速为600r/min,搅拌时间为1.5h,搅拌结束,水洗、干燥,得到基于玻璃纤维调节的晶须剂。
本实施例的玻璃纤维剂的制备方法为:
将玻璃纤维先于质子辐照箱内辐照12.5min,辐照功率为370W,辐照结束,然后将辐照的玻璃纤维浸入到足量的质量分数5%的氯化镧溶液中一级浸润处理,随后抽滤、干燥,再于2.5重量份的质量分数10%的海藻酸钠溶液、2份尿素和2.5份硬脂酸构成的调节剂中二级浸润处理,浸润结束,水洗、干燥,得到玻璃纤维剂;
其中,一级浸润处理的浸润压力为12MPa,浸润时间为25min;二级浸润处理的浸润压力为7.5MPa,浸润时间为12.5min。
本实施例的片状滑石粉改性剂的制备方法为:
S11:将片状滑石粉先置于片状滑石粉总重量4倍的质量分数为12.5%的木质素磺酸钠溶液分散充分,得到片状滑石粉剂;
S12:以重量份计,将4份片状滑石粉剂、2份硅烷偶联剂KH560和2份羧甲基纤维素和0.75份羟基乙酸,于1250r/min的转速下球磨1.5h,球磨结束,水洗、干燥,得到片状滑石粉改性剂。
本实施例的干热岩固井用耐高温水泥浆体系的制备方法如下:
按照上述的配比,将硅酸盐水泥、水、纳米二氧化硅乳液、铁矿粉、硅酸钠、聚乙烯醇、磷酸三丁酯和基于玻璃纤维调节的晶须剂、片状滑石粉改性剂搅拌混合充分,混合转速为1000r/min,混合40min,混合结束,得到耐高温水泥浆。
对比例1
与实施例3不同是未添加基于玻璃纤维调节的晶须剂。
对比例2
与实施例3不同是基于玻璃纤维调节的晶须剂制备中未加入玻璃纤维剂。
对比例3
与实施例3不同是玻璃纤维剂制备中未采用1-3重量份质量分数10%的海藻酸钠溶液、1-3份尿素和1-4份硬脂酸构成的调节剂二级浸润处理。
对比例4
与实施例3不同是玻璃纤维剂制备中未采用足量的质量分数5%的氯化镧溶液中一级浸润处理。
对比例5
与实施例3不同是改性液中未加入纳米硅溶胶和硝酸钇溶液。
对比例6
与实施例3不同是未添加片状滑石粉改性剂。
对比例7
与实施例3不同是片状滑石粉改性剂制备未采用S11步骤处理。
对比例8
与实施例3不同是片状滑石粉改性剂制备未采用S11步骤处理。
将实施例1-3及对比例1-8产品性能测试,同时将产品置于65℃下放置12h,测试产品的耐高温性能,结果如表1所示。
表1 实施例1-3及对比例1-8产品的性能测试结果
从对比例1-8、实施例1-3可看出:
本发明未添加基于玻璃纤维调节的晶须剂、未添加片状滑石粉改性剂,产品的14d抗压强度和弹性模量在高温条件下性能显著降低,采用二者协配,产品的性能效果最为显著;
基于玻璃纤维调节的晶须剂制备中未加入玻璃纤维剂、玻璃纤维剂制备中未采用1-3重量份质量分数10%的海藻酸钠溶液、1-3份尿素和1-4份硬脂酸构成的调节剂二级浸润处理、玻璃纤维剂制备中未采用足量的质量分数5%的氯化镧溶液中一级浸润处理、改性液中未加入纳米硅溶胶和硝酸钇溶液;采用本发明的方法制备的玻璃纤维剂,产品的性能效果最为明显。
片状滑石粉改性剂制备未采用S11步骤处理、片状滑石粉改性剂制备未采用S11步骤处理,产品的性能均有变差趋势,采用本发明的方法制备的基于玻璃纤维调节的晶须剂配合本发明的片状滑石粉改性剂,产品的性能效果最为显著,采用其他方法代替均不如本发明的效果显著。
对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外,应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施例中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (3)
1.一种干热岩固井用耐高温水泥浆体系,其特征在于,包括以下重量份原料:
硅酸盐水泥25~30份、水35~45份、纳米二氧化硅乳液8~10份、铁矿粉3~6份、硅酸钠2~5份、聚乙烯醇1~4份、磷酸三丁酯1~3份;
还包括以重量份计的5-9份基于玻璃纤维调节的晶须剂、2-4份片状滑石粉改性剂;
其中,所述基于玻璃纤维调节的晶须剂的制备方法为:
S01:将碳化硅晶须置于碳化硅晶须总重量3-5倍的高锰酸钾溶液中搅拌处理,搅拌转速为550-650r/min,搅拌时间为1-2h,搅拌结束,水洗、干燥;
S02:以重量份计,将2-5份质量分数10%的十二烷基苯磺酸钠溶液加入到4-7份质量分数5%的壳聚糖溶液中,随后再加入1-3份纳米硅溶胶和0.35-0.45份硝酸钇溶液,搅拌充分,得到改性液;
S03:以重量份计,将3-5份玻璃纤维剂加入到6-10份改性液,随后再加入1-3份S01碳化硅晶须剂,搅拌反应处理,搅拌结束,水洗、干燥,得到基于玻璃纤维调节的晶须剂;
所述高锰酸钾溶液的质量分数10-15%,所述硝酸钇溶液的质量分数为4-7%;所述搅拌反应处理的搅拌温度为48-52℃,搅拌转速为550-650r/min,搅拌时间为1-2h;
其中,所述片状滑石粉改性剂的制备方法为:
S11:将片状滑石粉先置于片状滑石粉总重量3-5倍的木质素磺酸钠溶液分散充分,得到片状滑石粉剂;
S12:以重量份计,将3-5份片状滑石粉剂、1-3份硅烷偶联剂KH560、1-3份羧甲基纤维素和0.7-0.8份羟基乙酸,于1000-1500r/min的转速下球磨1-2h,球磨结束,水洗、干燥,得到片状滑石粉改性剂;
所述木质素磺酸钠溶液的质量分数为10-15%。
2.根据权利要求1所述的干热岩固井用耐高温水泥浆体系,其特征在于,所述玻璃纤维剂的制备方法为:
将玻璃纤维先于质子辐照箱内辐照10-15min,辐照功率为350-400W,辐照结束,然后将辐照的玻璃纤维浸入到足量的质量分数5%的氯化镧溶液中一级浸润处理,随后抽滤、干燥,再于2-3重量份的质量分数10%的海藻酸钠溶液、1-3重量份的尿素和1-4重量份的硬脂酸构成的调节剂中二级浸润处理,浸润结束,水洗、干燥,得到玻璃纤维剂;
其中,一级浸润处理的浸润压力为10-15MPa,浸润时间为20-30min;二级浸润处理的浸润压力为5-10MPa,浸润时间为10-15min。
3.根据权利要求1所述的干热岩固井用耐高温水泥浆体系,其特征在于,所述干热岩固井用耐高温水泥浆体系的制备方法如下:
将预定重量份的硅酸盐水泥、水、纳米二氧化硅乳液、铁矿粉、硅酸钠、聚乙烯醇、磷酸三丁酯和基于玻璃纤维调节的晶须剂、片状滑石粉改性剂搅拌混合充分,混合转速为800-1200r/min,混合30-50min,混合结束,得到耐高温水泥浆体系。
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Citations (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104403647A (zh) * | 2014-09-27 | 2015-03-11 | 西南石油大学 | 改性蛭石增韧剂、其制备方法及在油井水泥浆体系的应用 |
CN104926238A (zh) * | 2015-06-18 | 2015-09-23 | 张家港市山牧新材料技术开发有限公司 | 一种纳米水泥浆 |
CN106007545A (zh) * | 2016-06-06 | 2016-10-12 | 中国石油集团长城钻探工程有限公司固井公司 | 长期水泥环完整型稠油热采井固井水泥浆及其制备方法 |
CN106675537A (zh) * | 2016-12-01 | 2017-05-17 | 中国石油天然气集团公司 | 一种固井水泥浆用纤维增韧剂及其制备方法 |
CN107216071A (zh) * | 2017-05-16 | 2017-09-29 | 西安浩沃新能源有限公司 | 一种深层地热井低温段固井保温水泥浆及其制备方法 |
CN108298902A (zh) * | 2018-02-02 | 2018-07-20 | 中国石油天然气集团有限公司 | 一种耐高温硅酸盐水泥浆及其制备方法 |
CN108706927A (zh) * | 2018-05-17 | 2018-10-26 | 中国石油集团工程技术研究院有限公司 | 一种高温水泥浆用悬浮稳定剂及其制备的抗高温水泥浆 |
CN109250972A (zh) * | 2018-11-26 | 2019-01-22 | 中国海洋石油集团有限公司 | 一种稠油热采井耐高温弹性固井水泥浆体系及其制备方法 |
CN109679600A (zh) * | 2019-01-23 | 2019-04-26 | 中国石油大学(华东) | 纳米材料混合改性超高温高性能固井水泥浆体系及其制备方法 |
CN113511850A (zh) * | 2021-08-19 | 2021-10-19 | 中国石油大学(华东) | 低温协同水化增效的低热早强水泥浆体系组成与应用 |
CN114620977A (zh) * | 2020-12-10 | 2022-06-14 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种超高温固井水泥浆及其制备方法和应用 |
CN115043621A (zh) * | 2022-03-29 | 2022-09-13 | 中海石油(中国)有限公司深圳分公司 | 一种耐高温抗二氧化碳腐蚀高密度水泥浆及其制备方法和应用 |
-
2024
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Patent Citations (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104403647A (zh) * | 2014-09-27 | 2015-03-11 | 西南石油大学 | 改性蛭石增韧剂、其制备方法及在油井水泥浆体系的应用 |
CN104926238A (zh) * | 2015-06-18 | 2015-09-23 | 张家港市山牧新材料技术开发有限公司 | 一种纳米水泥浆 |
CN106007545A (zh) * | 2016-06-06 | 2016-10-12 | 中国石油集团长城钻探工程有限公司固井公司 | 长期水泥环完整型稠油热采井固井水泥浆及其制备方法 |
CN106675537A (zh) * | 2016-12-01 | 2017-05-17 | 中国石油天然气集团公司 | 一种固井水泥浆用纤维增韧剂及其制备方法 |
CN107216071A (zh) * | 2017-05-16 | 2017-09-29 | 西安浩沃新能源有限公司 | 一种深层地热井低温段固井保温水泥浆及其制备方法 |
CN108298902A (zh) * | 2018-02-02 | 2018-07-20 | 中国石油天然气集团有限公司 | 一种耐高温硅酸盐水泥浆及其制备方法 |
CN108706927A (zh) * | 2018-05-17 | 2018-10-26 | 中国石油集团工程技术研究院有限公司 | 一种高温水泥浆用悬浮稳定剂及其制备的抗高温水泥浆 |
CN109250972A (zh) * | 2018-11-26 | 2019-01-22 | 中国海洋石油集团有限公司 | 一种稠油热采井耐高温弹性固井水泥浆体系及其制备方法 |
CN109679600A (zh) * | 2019-01-23 | 2019-04-26 | 中国石油大学(华东) | 纳米材料混合改性超高温高性能固井水泥浆体系及其制备方法 |
CN114620977A (zh) * | 2020-12-10 | 2022-06-14 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种超高温固井水泥浆及其制备方法和应用 |
CN113511850A (zh) * | 2021-08-19 | 2021-10-19 | 中国石油大学(华东) | 低温协同水化增效的低热早强水泥浆体系组成与应用 |
CN115043621A (zh) * | 2022-03-29 | 2022-09-13 | 中海石油(中国)有限公司深圳分公司 | 一种耐高温抗二氧化碳腐蚀高密度水泥浆及其制备方法和应用 |
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