[發明專利]鉆井或固井用高密度球形顆粒復合加重劑及其制備方法

在審

• 申請號: 202010511769.5
• 申請日: 2020-06-08
• 公開（公告）號: CN111648732A
• 公開（公告）日: 2020-09-11
• 發明（設計）人: 劉朝輝;劉碩瓊;靳建洲;于永金;劉志成;楊宏波;齊奉忠;劉慧婷;劉子帥;張弛;張華;徐明;夏修建
• 申請（專利權）人: 重慶鉅涇化工科技有限公司;中國石油集團工程技術研究院有限公司
• 主分類號: E21B21/00
• 分類號: E21B21/00;E21B33/13;C09K8/03;C09K8/50
• 代理公司: 重慶蘊博君晟知識產權代理事務所(普通合伙) 50223
• 代理人: 王玉芝

1.一種鉆井或固井用高密度球形顆粒復合加重劑，其特征在于，所述加重劑密度為7.5～8.0g/cm³，粒徑為80～425目。

2.根據權利要求1所述一種鉆井或固井用高密度球形顆粒復合加重劑，其特征在于，按質量份數計，所述加重劑組成元素包括：95～100份Fe，0～5份Zn，和0～5份Cu。

3.根據權利要求1所述一種鉆井或固井用高密度球形顆粒復合加重劑，其特征在于，所述加重劑酸溶率大于90％，剩磁Br接近于零。

4.根據權利要求1所述一種鉆井或固井用高密度球形顆粒復合加重劑，其特征在于，所述加重劑適用于作為鉆井深度在5000米以上的石油和天然氣鉆井、固井水用加重劑。

5.一種鉆井或固井用高密度球形顆粒復合加重劑的制備方法，其特征在于，包括如下工藝步驟：

1)選取原材料：以金屬或合金為原材料，并對原材料成分進行分析確定，以獲得Fe、Zn以及Cu的含量；

2)原材料精選除雜：采用磁選法和沉降靜置法除去塵泥沙雜質；

3)一次還原除雜：在700～900℃下進行還原除去各種有害雜質；

4)粗化研磨：將經步驟3)所得材料進行第一次粗化研磨，形成粒徑為40～80目內的粗顆粒；

5)二次還原除雜：在400～700℃下進行還原除凈各種有害雜質；

6)球磨化粉碎：將粗顆粒在一定磨料級配的作用下進行細磨，磨料選用超硬度球形級配磨料，粗顆粒研磨成粒徑為80～425目以下的無尖角的顆粒粉末料；

7)利用等離子高壓霧化球形工藝技術，在液氮或液氨的作用下進行球形顆粒結晶化處理，通過調控氣噴霧化速度，制備得到不同球形粒徑的復合加重劑。

6.根據權利要求5所述一種鉆井或固井用高密度球形顆粒復合加重劑的制備方法，其特征在于，步驟1)所述原材料為金屬合金加工邊角料、廢舊設備上的金屬或合金材料的一種或幾種。

7.根據權利要求5所述一種鉆井或固井用高密度球形顆粒復合加重劑的制備方法，其特征在于，步驟7)工藝參數設置為：氣壓：0.5～0.9MPa，功率：46～65kW，霧化冷卻距離：70～150mm，送粉量：70～5000g/min，氣氛控制：360度噴射冷卻經晶。

8.根據權利要求5所述一種石油、天然氣鉆井或固井用高密度球形顆粒復合加重劑的制備方法，其特征在于，步驟1)～步驟5)原材料除雜處理后成分組成元素質量比例為：Fe：Zn：Cu為95～100:0～5:0～5。