[發明專利]抗折型滌綸纖維高嶺石制備油井防滲水固井試塊性能測試

在審

• 申請號: 201711168561.2
• 申請日: 2017-11-21
• 公開（公告）號: CN107991150A
• 公開（公告）日: 2018-05-04
• 發明（設計）人: 馮青
• 申請（專利權）人: 淄博職業學院
• 主分類號: G01N1/28
• 分類號: G01N1/28;G01N11/00;G01N9/36;G01N5/00;G01N15/08
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技術領域

本發明涉及抗折型滌綸纖維高嶺石制備油井防滲水固井試塊性能測試，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水泥漿，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，出現降失水過多、試塊收縮比過大，此外，試塊的韌性差、抗拉、抗折、抗沖擊力差，大量降失水，導致漏井。

發明內容

采用高嶺石材料作為減輕劑，加入硅粉和氧化鋁粉，提高了固井試塊的抗壓、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，降低了井底的壓力，加入滌綸纖維中的漿液，漿液凝固后的試塊韌性、抗折增加，加入石墨微珠和吸水性的膨脹樹脂，增加漿液的流動性，漿液凝固后的試塊抗沖擊增強，膨脹樹脂吸水降低了試塊降失水數量，在水化過程中生成凝膠狀物質，水泥漿的基體結構孔隙變小，形成高氣阻固井試塊，降低了固井試塊的滲透率，提高了固井試塊的孔隙流動阻力。

其技術方案為：

抗折型滌綸纖維高嶺石制備油井防滲水固井試塊性能測試，包括以下步驟：

第一步：高嶺石閉孔空心陶瓷微珠的制備：先將高嶺石由顎式破碎機破碎成1000～1500μm 的小顆粒，再經過雷蒙磨制成20～100μm圓球形實心顆粒，圓球形實心顆粒通過提升機進入布料器，再由布料器進入膨脹燒結爐中，經過800～950℃膨脹、1000～1500℃表面熔融燒制、冷卻，經風力分選得到壁厚50～100μm、粒徑50～200μm的高嶺石閉孔空心陶瓷微珠；

第二步、防滲水固井試塊的配料：將G級油井水泥40～50wt%、超細水泥10～15wt%、粒徑為50～200μm高嶺石閉孔空心陶瓷微珠25～35wt%、燒失量1.1%的粉煤灰5～7wt%、純度99.9%氧化鈣1.5～2wt%、硫酸鈉0.5～1.0wt%、硅粉1～5wt%和1.0～2wt%氧化鋁粉取樣，得到混合料，以上組分的重量百分比之和為100%，活性硅、鋁與G級油井水泥發生反應生成水化硅酸鈣凝膠狀物質和其它凝膠，水泥漿的基體結構孔隙變小，形成高氣阻固井試塊，降低了固井試塊的滲透率，提高了固井試塊的孔隙流動阻力，提高試塊耐溫性能，氧化鈣水化反應釋放大量的熱，提高試塊的溫度，硅粉和氧化鋁粉G級油井水泥發生反應生成水化硅酸鈣凝膠狀物質和其它凝膠，水泥漿的基體結構孔隙變小，形成高氣阻固井試塊，降低了固井試塊的滲透率，提高了固井試塊的孔隙流動阻力，增強試塊抗折力；

第三步、防滲水固井試塊抗折漿液的制備：按第二步的重量百分比取樣混合得到混合料，將混合料攪拌均勻，以0.5～0.7的水灰比調漿，其中灰為混合料，再加入混合料總重量為0.2～0.5%的發泡劑，發泡劑為鋁粉膏、鋁的化合物或者碳酸氫銨中的其中的一種，加入發泡劑水化反應生成氣泡，形成膨脹的漿液，降低漿液的密度，形成高氣阻固井試塊，降低了固井試塊的滲透率，提高了固井試塊的孔隙流動阻力，隨著固井深度的增加，高密度漿液，試塊的底部的壓力增大，易造成油井固井試塊失重塌陷、截面層斷裂，導致油井滲水、塌方，

將制備的漿液中加入混合料總重量為5～8%的滌綸纖維，通過滾筒旋轉拋灑，實現均勻攪拌，加入滌綸纖維的漿液，漿液凝固后的試塊抗拉性好、抗折性增強；

第四步、防滲水固井試塊流動性漿液的制備、將第三步制備的漿液中加入經過球化后粒徑為20～50μm的石墨微珠，加入量為第二步混合料重量的1～3%石墨微珠，然后再加入第二步混合料重量的0.5～1.0%吸水性的膨脹樹脂，攪拌均勻，增加漿液的流動性，漿液凝固后的試塊抗沖擊、韌性增強，膨脹樹脂吸水試塊的收縮率低，降低了試塊降失水數量，漿液的密度在0.8～1.2g/cm³；

第五步、性能指標測試：

a、膨脹漿流動速率的測定：取第四步制備漿液，倒入漿液流動速率計中，觀察并記錄漿液的流動速率，即單位時間內運動的距離；

b、試塊的體密度變化率試驗：將第四步制備漿液，倒入一組三塊長、寬、高分別為53mm*53mm*53mm試模中，在恒溫52℃的水浴養護箱中分別養護24小時、48 小時、96小時，脫模后在涼水中浸泡1小時，將凝固后的試塊放入壓力機上進行試塊的體密度變化率試驗，試塊的體密度變化率小于0.02%，試塊的孔隙率低，通透性差；

c、試塊的析水試驗：將制備好的漿液倒入試模中，試模懸于燒杯之中，燒杯口用密封袋密封，漿液在凝固成試塊后，從燒杯中取出試模，稱量燒杯中析出水分的重量，觀察漿液狀況，是否分層，即均一性，凝固后的試塊縱切面密度分布均勻；