[發明專利]一種改性油井水泥及其制備方法和生產線

無效

• 申請號: 201110411027.6
• 申請日: 2011-12-09
• 公開（公告）號: CN102491695A
• 公開（公告）日: 2012-06-13
• 發明（設計）人: 陳東;許毅剛
• 申請（專利權）人: 四川嘉華企業（集團）股份有限公司
• 主分類號: C04B28/00
• 分類號: C04B28/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 李贊堅;曹志霞

技術領域

本發明涉及特種水泥技術領域，特別涉及一種改性油井水泥及其制備方法和生產線。

背景技術

油井水泥(oil?well?cement)，又稱堵塞水泥(blockage?ce-ment)或固井水泥，它屬于特種水泥，由水硬性硅酸鈣為主要成分的硅酸鹽水泥熟料，加入適量石膏和助磨劑磨細制成。

油井水泥具有合適的密度和凝結時間、較低的稠度，用其配制的預拌油井混凝土具有良好的抗沉降性和可泵性。將其注入預定(溫度、壓力)的井段，能迅速凝結硬化并產生一定的機械強度，同時混凝土固化后具有良好的抗滲性、穩定性和耐腐蝕性。

油井水泥的物理性能要求包括：水灰比、水泥比表面積、15min～30min內的初始稠度，在特定溫度和壓力下的稠化時間以及在特定溫度、壓力和養護齡期下的抗壓強度。

不同濃度的油井，應該使用不同組成的水泥。根據GB?10238-1998，我國油井水泥分為九個等級，包括普通(O)、中等抗硫酸鹽型(MSR)和高抗硫酸鹽型(HSR)三類。各級別油井水泥使用范圍如下：

A級：在無特殊性能要求時使用，適用于自地面至1830m井深的注水泥；僅有普通型。

B級：適合于井下條件要求高早期強度時使用，適用于自地面至1830m井深的注水泥；分為中抗硫酸鹽型和高抗硫酸鹽型兩種類型。

C級：適合于井下條件要求高的早期強度時使用，適用于自地面至1830m井深的注水泥；分為普通型、中抗硫酸鹽型和高抗硫酸鹽型三種類型。

D級：適合于中溫中壓的井下條件時使用，分為中抗硫酸鹽和高抗硫酸鹽型兩種類型。

E級：適合于高溫高壓的進行條件時使用；分為中抗硫酸鹽和高抗硫酸鹽型兩種類型。

F級：適合于超高溫高壓的進行條件時使用；分為中抗硫酸鹽和高抗硫酸鹽型。

G級、H級：是一種基本油井水泥；分為中抗硫酸鹽型和高抗硫酸鹽兩種類型。

J級：適用于超高溫高壓條件下的3660～4880m井深的注水泥。

按照GB?10238-2005的規定，A級、B級、C級、D級、E級、F級油井水泥主要由硅酸鹽水泥熟料，石膏共同磨細而成，粉磨過程中允許加入助磨劑。其中，D級、E級、F級允許加入適宜的調凝劑。G級、H級油井水泥也主要由硅酸鹽水泥熟料，石膏共同磨細而成，在最新API規范10A第24版中，在G和H級油井水泥中增加了“在生產時，除了加石膏、水或者有鉻離子(VI)還原要求的化學外加劑中的一種或多種外，不加其他外加劑”的規定，因而基本不能摻入任何外加劑。這樣的規定，對于保證產品質量有一定的作用，但同時也限制了其它可以用作油井水泥的材料的應用和發展，也不利于降低生產材料成本。

對于用戶所要求的超出油井水泥標準以外的一些重要要求，無法有適當的方法來規范性地滿足。例如：用戶定制的不同于油井水泥標準要求的“G級油井水泥”，稠化時間大于120分鐘，從GB?10238-2005的規定上看，不符合規定，但是這有是用戶急需的，需要稱為“油井水泥”的材料。

目前，也有部分廠家在油井水泥中加入礦物外加劑的，例如：使用石英砂、石灰石等制備高溫油井水泥；也有將沸石、明礬石摻入的；或者摻入火山灰質材料生產改變性能的油井水泥的；但總體上，加入的礦物外加劑較為單一，節省材料成本不夠顯著，且產品性能也不令人滿意。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種改性油井水泥及其制備方法和生產線，以便更廣泛地滿足用戶的性能指標要求。

為解決以上技術問題，本發明提供的技術方案是，一種改性油井水泥，含有水泥熟料、石膏及至少兩種礦物外加劑組分，各組分的重量百分比含量如下：

水泥熟料為20％～80％；

石膏為2％～10％；

各類礦物外加劑分別為0.1～40％。

較優地，包括兩類礦物外加劑組分，其中：

第一類礦物外加劑為工業副產物中的一種，含量分別為0.1～40％；第二類礦物外加劑為原生礦物中的一種，含量為0.1～40％。較優地，為改性G級油井水泥，包括兩種礦物外加劑組分，其中：

水泥熟料為75±5％；

石膏為5±1％；

第一類礦物外加劑為粒化高爐礦渣，含量為14±4％；

第二類礦物外加劑為石灰石，含量為6±1％。

較優地，包括兩類礦物外加劑組分，其中：

第一類礦物外加劑為工業副產物中的兩種，含量分別為0.1～40％；

第二類礦物外加劑為原生礦物中的一種，含量為0.1～40％。