[發明專利]改性硅鋁陶瓷微珠制備油井防漏氣固井試塊及性能測試

在審

• 申請號: 201711167608.3
• 申請日: 2017-11-21
• 公開（公告）號: CN107860899A
• 公開（公告）日: 2018-03-30
• 發明（設計）人: 王金萍
• 申請（專利權）人: 淄博職業學院
• 主分類號: G01N33/38
• 分類號: G01N33/38;G01N1/38
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及改性硅鋁陶瓷微珠制備油井防漏氣固井試塊及性能測試，屬于材料技術領。

背景技術

目前，國內外在油井固井中，對于高溫高壓油井采用超低密度水泥，但采用粉煤灰漂珠，抗壓強度低，水泥漿密度變化率大，在水泥漿靜止凝固后，出現漏氣、漏井，此外，粉煤灰漂珠等減輕劑的比例必須控制在40%以內，否則，減輕劑會影響固井水泥試塊的抗壓強度，減輕劑在40%以內水泥試塊的密度在1.2g/cm³以上，單靠增加減輕劑的比例來降低水泥試塊的密度是不可行的。

發明內容

采用改性陶瓷材料作為減輕劑，提高了固井試快的抗壓、抗折、耐高溫、耐腐蝕的性能，在水泥漿中加入發泡劑，形成膨脹的漿液，降低漿液的密度，防止漿液在固井中因失重，導致漏氣，抗壓能力下降。

其技術方案為：

改性硅鋁陶瓷微珠制備油井防漏氣固井試塊及性能測試，包括以下步驟：

A、改性閉孔空心硅鋁陶瓷微珠的制備：

第一步、基料的配料：取粒徑10～35μm二氧化硅粉、粒徑5～20μm氧化鋁粉、粒徑10～20μm氧化鐵粉、粒徑10～30μm氧化鎂粉，按重量百分比為：70～85wt%：15～20wt%：1～2wt%：0.5～1.5wt%，得到混合粉，其中以上各組分重量百分比之和為100%；

第二步、基料的改性燒制：取粒徑10～35μm二氧化硅粉、粒徑5～20μm氧化鋁粉、粒徑10～20μm氧化鐵粉、粒徑10～30μm氧化鎂粉，按第一步的重量百分比取樣混合得到混合粉，攪拌均勻，放入1500～1600℃電爐中燒結，保溫燒結的時間為6～8小時，經過置換反應得到改性硅鋁陶瓷塊體，改性的硅鋁化學成分發生改變，氧化鋁耐溫性提高，硅鋁陶瓷微珠的抗壓、抗折、抗侵蝕、抗老化、耐酸堿、耐高溫性能提高；

第三步、改性硅鋁實心陶瓷微珠的制備：將第二步得到硅鋁塊體在球化機上加工制成粒徑5～20μm圓球狀的實心硅鋁陶瓷微珠，球化加工是風機將物料吹起，物料之間的旋轉運動相互摩擦呈圓球狀顆粒，壁厚均勻，圓球狀的顆粒在每個質點應力分布均勻，抗壓強度大；

第四步、改性硅鋁陶瓷漿液制作：硅鋁漿液的百分比組成為：粒徑5～20μm硅鋁實心陶瓷微珠65～70wt%：水30～35wt%，其中以上各組分重量百分比之和為100%；

第五步、加入發泡劑：向第四步制作的硅鋁陶瓷漿液中加入尿素，濃度為1～3g/L，用N₂H₄CO作為發泡劑，當爐內的溫度升高到135℃時，分解產生CO₂和NH₃，使陶瓷微珠體積增大。

第六步、改性閉孔空心硅鋁陶瓷微珠制備：將第五步混合漿液充分攪拌過濾，采用高壓噴射高速離心旋轉噴霧法，形成微球，在多區垂直下落分別控制的富氧燃燒爐上經過脫水、膨脹、高溫燒結、表面熔融?；?、成球，經過風力清選分級得到壁厚50～100μm、粒徑100～350μm的閉孔空心硅鋁陶瓷微珠，無機礦物質材料制作的漂珠壁厚人為可控，抗壓強度在120～200MPa，抗壓強度取決于硅鋁的含量以及經過高溫燒結形成改性陶瓷；

B、改性閉孔空心硅鋁陶瓷微珠制備油井防漏氣固井試塊：