[發明專利]松脂巖制備低密度油井固井水泥試塊的制備方法

有效

• 申請號: 201310390056.8
• 申請日: 2013-09-02
• 公開（公告）號: CN103467023A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發明（設計）人: 郭志東
• 申請（專利權）人: 山東理工大學
• 主分類號: C04B28/00
• 分類號: C04B28/00;C04B38/00;C04B14/22
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技術領域

本發明涉及松脂巖制備低密度油井固井水泥試塊的制備方法，屬于材料技術領域。

技術背景

目前國內固井減輕劑采用粉煤灰中的漂珠和有機合成鈉硼硅酸鹽制作玻璃微珠，粉煤灰中包括沉珠和漂珠，沉珠密度在1.1?～2.8g/cm³，之間，含量占粉煤灰30～70%，漂珠是粉煤灰中小于水密度的玻璃微珠，漂珠主要包含鋁硅玻璃微珠和多孔炭粒，出去炭粒后的漂珠主要包括薄壁鋁硅玻璃微珠，內外表面光滑，體積大，是一種呈圓形、質輕、閉孔空心、耐磨、耐高溫、導熱系數小、強度高，漂珠量占粉煤灰總量的0.5～1%，鋁硅玻璃微珠是中空圓球體。

其中粉煤灰中的漂珠它是煤粉在熱電廠鍋爐內經過1100～1500°C燃燒時，粘土質物質熔融成微液滴，在爐內湍流的熱空氣作用下高速自旋，形成渾圓的硅鋁球體，燃燒和裂解反應產生的氮氣、氫氣和二氧化碳等氣體，在熔融的高溫鋁硅球體內迅速膨脹，在表面張力的作用下，形成中空的玻璃泡，然后進入煙道迅速冷卻，硬化后，成為高真空的玻璃態空心微珠，即粉煤灰漂珠。

將粉煤灰放入水中攪拌，靜置一段時間，由于漂珠密度小于水密度，將漂浮在水面上撈出晾干，即為漂珠。

粉煤灰中的漂珠為灰白色，主要成分為SiO₂占70%和AI₂O₃占13%，燒失量為0.40%?～0.574%，密度0.475?～0.574g/cm³，壁厚1.44～5.41μm，粒徑范圍主要分布在147～84μm。

????近幾年，由于霧霾天氣的影響，我國的大中型火力發電采用環保的脫硫技術，粉煤灰中的不含漂珠，造成了供應緊張。

有機合成鈉硼硅酸鹽的水溶液制作玻璃微珠，經過高壓、高速離心旋轉噴射形成微球，再經高溫成球脫水、高溫燒結、表面熔融，最后形成空心或實心的閉孔玻璃微珠，微珠的粒徑在40～180微米之間，密度在0.15～0.6?g/cm^3，之間，抗壓強度在3～60MPa之間，每天產量2～4噸，進口設備造價高，每條生產線設備價值在4000萬元以上，電機耐高溫必須大于1500度以上，轉速24000轉/分鐘，使用環境條件差，影響電機和其他工作部件的壽命，生產效率低，采用化學元素合成方法制成的玻璃微珠，用作其他工業產品的中間材料，由于離子之間相互作用，影響產品的性能，如作為油井固井減輕劑，鈉離子影響油井水泥的降失水，致使產品適應范圍窄，成本高。

采用松脂巖制作微珠，主要成分含量SiO₂：73.05%和AI₂O₃：12.34%，燒失量為：6.63%，CaO：?1.3%,MgO：?0.23%,Fe₂O₃：?0.92%?其他：5.53%.?松脂巖制作微珠SiO₂含量高于粉煤灰中的漂珠含量，SiO₂含量高低決定著微珠的抗壓強度。

根據固井深度不同，通常把2000米以下的油井叫低溫井，低溫油井固井用高密度的水泥漿（油井內的溫度在70～90度之間，即水泥漿密度在1.8?g/cm³～1.9?g/cm³）；2000～4000米之間的叫中溫井，中溫油井固井用中密度的水泥漿（油井內的溫度在90～150度之間，即水泥漿密度在1.6?g/cm³～1.7?g/cm³）；4000米以下的為高溫井，高溫油井固井用低密度的水泥漿（油井內的溫度在150～240度之間，即水泥漿密度在1.0?g/cm³～1.5?g/cm³）。

發明內容。

本發明的目的在于克服現有技術存在的缺陷，提供一種成本低，性能優良，可以代替粉煤灰中的飄珠，通過無機礦物質微珠的加工制作，進而配置低密度為1.0?g/cm³～1.5g/cm³油井固井水泥試塊的制備方法。

其技術方案為。