[發(fā)明專利]用于防竄固井水泥漿的加重劑、水泥漿及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610105859.8
• 申請日: 2016-02-26
• 公開（公告）號: CN107129198B
• 公開（公告）日: 2020-02-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周仕明;楊紅歧;魏浩光;方春飛;譚春勤;劉飛
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司石油工程技術(shù)研究院
• 主分類號: C04B28/00
• 分類號: C04B28/00;C04B24/42;C09K8/48
• 代理公司: 北京聿宏知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11372
• 代理人: 劉烽;桑勝梅

1.一種用于防竄固井水泥漿的干混加重劑，所述干混加重劑為納米四氧化三錳球形加重劑，所述納米四氧化三錳球形加重劑的粒徑分布在50nm至300nm的范圍內(nèi)，平均粒徑在180nm至220nm的范圍內(nèi)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的干混加重劑，其特征在于，所述納米四氧化三錳球形加重劑的純度大于95wt％，密度為4.8-5.0g/cm³。

3.一種高密度防竄固井水泥漿，包括：

35-45質(zhì)量份的油井水泥，

5-40質(zhì)量份的加重劑，

2.5-7質(zhì)量份的防竄劑，

10-13質(zhì)量份的硅粉，

1.3-1.8質(zhì)量份的降失水劑，

0.12-0.25質(zhì)量份的緩凝劑，

0.2-0.35質(zhì)量份的分散劑，

0.2-0.35質(zhì)量份的消泡劑，以及

10-22質(zhì)量份的水；

其中，加重劑為權(quán)利要求1或2中任一項所述的干混加重劑，所述防竄劑為納米二氧化硅防竄乳液，所述納米二氧化硅防竄乳液中的納米二氧化硅顆粒的粒徑分布在9nm與310nm的范圍內(nèi)，平均粒徑在80nm至120nm的范圍內(nèi)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的水泥漿，其特征在于，所述納米二氧化硅防竄乳液的有效固含量為40-50重量％。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的水泥漿，其特征在于，所述納米二氧化硅防竄乳液的有效固含量為44-46重量％。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的水泥漿，其特征在于，所述納米二氧化硅顆粒為球形。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的水泥漿，其特征在于，所述納米二氧化硅顆粒表面具有可參與水泥的水化反應(yīng)的活性。

8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的水泥漿，其特征在于，所述油井水泥為G級油井水泥，所述防竄劑為納米二氧化硅防竄乳液。

9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的水泥漿，其特征在于，

所述降失水劑為AMPS類的共聚物，

所述分散劑為酮醛縮合物，

所述緩凝劑為有機酸類，

所述消泡劑為有機硅油類，并且

所述硅粉中96質(zhì)量份％以上的成分為二氧化硅，并且所述硅粉的粒度范圍為80目至200目。

10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的水泥漿，其特征在于，所述水泥漿的密度在1.95-2.60g/cm³的范圍內(nèi)，所述水泥漿具有小于50mL的API失水，水泥漿的靜膠凝強度過渡時間小于15min，防竄因子SPN值小于2。

11.一種制備根據(jù)權(quán)利要求3所述的水泥漿的方法，包括如下步驟：

1)將10-22質(zhì)量份的水、2.5-7質(zhì)量份的納米二氧化硅防竄乳液、1.3-1.8質(zhì)量份的油井水泥漿降失水劑、0.12-0.25質(zhì)量份的油井水泥緩凝劑、0.2-0.35質(zhì)量份的油井水泥分散劑和0.2-0.35質(zhì)量份的消泡劑分別投入儲罐中泵循環(huán)至少兩個小時制得料液備用；

2)將35-45質(zhì)量份的油井水泥、10-13質(zhì)量份的硅粉與5-40質(zhì)量份的納米四氧化三錳球形加重劑用干混設(shè)備干混制得混合灰備用；

3)將步驟1)制得的料液與步驟2)制得的混合灰按照(0.19-0.45)：1的質(zhì)量比用固井設(shè)備配制成水泥漿即可。

12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述油井水泥為G級油井水泥。