[發明專利]一種可燃冰開采專用特種氣井水泥漿

在審

• 申請號: 202010615670.X
• 申請日: 2020-06-29
• 公開（公告）號: CN111848013A
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發明（設計）人: 白明科;趙健;李海宏;段中虎;白永泰;徐惠惠
• 申請（專利權）人: 堯柏特種水泥技術研發有限公司
• 主分類號: C04B28/02
• 分類號: C04B28/02;C09K8/467
• 代理公司: 北京前審知識產權代理有限公司 11760
• 代理人: 張波濤;尹秀峰

本發明公開了一種可燃冰開采專用特種氣井水泥漿，屬于可燃冰開采專用固、氣井膠凝材料技術領域。所述水泥漿體按重量百分比計包括以下原材料：專用特種氣井水泥50～60％，增強材料15～30％，空心微珠10～30％，外加劑3～6％，其中，所述專用特種氣井水泥為高阿利特水泥，所述高阿利特水泥按重量百分比計，包括硅酸三鈣80?85％，硅酸二鈣8?10％，鋁酸三鈣5?8％，鐵鋁酸四鈣0?3％。本發明的可燃冰開采專用特種氣井水泥漿，具有密度低、強度高，工作性及穩定性好等特性。

技術領域

本發明涉及可燃冰開采固井膠凝材料技術領域，尤其涉及一種可燃冰開采專用特種氣井水泥漿。

背景技術

天然氣水合物俗稱可燃冰，主要蘊藏在深海和陸地凍土帶。許多國家都把目光投向了可燃冰這種鮮為人知的新型能源，并被科技界列為常規油氣資源的可替代性資源。可燃冰能量密度非常高，達到煤的10倍，燃燒后不產生任何殘渣和廢氣，每立方米可釋放出160-180m³的天然氣，僅海底可燃冰的儲量就夠人類使用1000年。因此，對天然氣水合物開采的研究，可為今后現場進行大規模的開采水合物氣藏提供科學的技術支持，具有非常重要的意義。

可燃冰分子結構就像一個一個由若干水分子組成的籠子。形成可燃冰有三個基本條件：溫度、壓力和原材料。首先是低溫，可燃冰在0-10℃時生成，超過20℃便會分解。海底溫度一般保持在2-4℃左右；其次是高壓，可燃冰在0℃時，只需30個大氣壓即可生成，而以海洋的深度，30個大氣壓很容易保證，并且氣壓越大，水合物就越不容易分解。最后是充足的氣源，海底的有機物沉淀，其中豐富的碳經過生物轉化，可產生充足的氣源。海底的地層是多孔介質，在溫度、壓力、氣源三者都具備的條件下，可燃冰晶體就會在介質的空隙間中生成。

天然氣水合物開采就是通過降壓、加熱等手段破壞水合物穩定存在的平衡條件，使其分解為天然氣和水，然后通過井筒采至地面。在進行可燃冰開采時開采工藝和實際粉砂質水合物復雜的柔軟地質層，對可燃冰開采專用特種氣井水泥漿提出了較高的技術要求。

因此，本領域技術人員致力于開發一種可燃冰開采專用特種氣井水泥漿，根據低溫水化機理，設計研發的一種具有水化熱低、早期強度高、工作性好的專用特種氣井水泥漿，滿足材料的密度低、水化熱低、早期強度高的要求。

發明內容

有鑒于現有技術的上述缺陷，本發明所要解決的技術問題是提供具有水化熱低、早期強度高、工作性好的可燃冰開采專用特種氣井水泥漿，使其具有低溫4℃24h抗壓強度≥4Mpa，絕熱溫升≤30℃的特點。

為實現上述目的，本發明提供了一種可燃冰開采專用特種氣井水泥漿，按重量百分比計，所述水泥漿包括：專用特種氣井水泥50～60％，增強材料15～30％，空心微珠10～30％，外加劑3～6％，其中，所述專用特種氣井水泥為高阿利特水泥，所述高阿利特水泥按重量百分比計，包括硅酸三鈣80-85％，硅酸二鈣8-10％，鋁酸三鈣5-8％，鐵鋁酸四鈣0-3％。

本發明與現有技術相比，其優勢在于：

(1)本發明的可燃冰開采專用特種氣井水泥漿具有良好的水泥石早期強度高，施工工期短，適應復雜的柔軟地質層；

(2)本發明的可燃冰開采專用特種氣井水泥漿有效改善水泥漿流變性，有效降低觸變性，工作性能好；

(3)本發明的可燃冰開采專用特種氣井水泥漿水化熱低，滿足可燃冰開采工藝要求。

具體實施方式

本發明公開了一種可燃冰開采專用特種氣井水泥漿，按重量百分比計，所述水泥漿包括：專用特種氣井水泥50～60％，增強材料15～30％，空心微珠10～30％，外加劑3～6％，其中，所述專用特種氣井水泥為高阿利特水泥，所述高阿利特水泥按重量百分比計，包括硅酸三鈣80-85％，硅酸二鈣8-10％，鋁酸三鈣5-8％，鐵鋁酸四鈣0-3％。