一種高強低密度水泥漿的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于油井鉆井工程領(lǐng)域，尤其涉及一種油井固井用高強低密度水泥漿。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著我國石油勘探開發(fā)技術(shù)的不斷發(fā)展，有關(guān)固井用的低密度水泥漿體系的研宄 也越來越多。目前，我國固井用水泥漿大多以油井水泥為膠凝材料，漂珠或中空玻璃微珠作 為減輕劑，微硅為填料，再加降失水劑等外加劑制成。漂珠壁薄、強度低，密度相對較高，作 為減輕劑不如中空玻璃微珠效果好，且產(chǎn)量越來越少，而目前國內(nèi)生產(chǎn)中空玻璃微珠廠家 雜亂繁多，市場不穩(wěn)定，生產(chǎn)出的中空玻璃微珠質(zhì)量不穩(wěn)定，導致制成的低密度水泥漿性能 也不穩(wěn)定，真正做到低密度高強度的不多，而通過進口國外生產(chǎn)的中空玻璃微珠無疑增加 了固井成本。因而設(shè)計出性能穩(wěn)定、高強低密度、低成本的固井水泥漿以降低對原料的依賴 具有重要意義。
[0003] 同時，在各國的城市垃圾中及玻璃工廠每天都有大量的各種廢玻璃與工業(yè)玻璃廢 料產(chǎn)生，特別是城市垃圾中混雜著不少廢玻璃。將大量的廢玻璃棄之不用，既占地，又污染 環(huán)境，還造成大量的資源和能源的浪費。因此，將廢玻璃作為一種資源，用以生產(chǎn)出人們需 要的產(chǎn)品，正在引起人們的關(guān)注。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明旨在提供一種性能穩(wěn)定、成本低廉的高強低密度的水泥漿。
[0005] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：
[0006] 一種高強低密度水泥漿，按重量份計，其組分包括：油井水泥100份，微細水泥 20-50份，中空玻璃微珠20-30份，廢玻璃粉5-15份，微硅10-15份，復合外加劑1-5份，水 100-138 份；
[0007] 優(yōu)選的，一種高強低密度水泥漿，按重量份計，其組分包括：油井水泥100份，微細 水泥40份，中空玻璃微珠22份，廢玻璃粉6份，微硅12份，復合外加劑3. 5份，水110份；
[0008] 所述的廢玻璃粉由碎玻璃經(jīng)粉碎磨細制得，其最大粒徑< 100 μ m，90 %以上粒徑 < 63ym，50% 以上粒徑 < 38ym，10% 以上粒徑 < ΙΟμL?;
[0009] 所述的中空玻璃微珠由廢玻璃經(jīng)熔融、高溫?；?、粉磨制得；
[0010] 所述的復合外加劑為增強劑，降失水劑，分散劑中的兩種以上；
[0011] 所述的油井水泥為G級油井硅酸鹽水泥，所述的微細水泥比表面積大于或等于 800kg/m3〇
[0012] 所述的高強低密度水泥漿的密度小于1.30g/cm3;流動度大于200mm;強度 (75°C /21MPa/24h)大于 HMPa ;強度（75°C /21MPa/48h)大于 18MPa。
[0013] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點和有益效果：
[0014] (1)用油井水泥和微細水泥復配作為水泥漿膠凝材料，漿體水化速度快，流變性 好，填充能力強，漿體性能穩(wěn)定；
[0015] (2)摻入適當摻量的適當粒徑廢玻璃粉，不但有效利用了廢玻璃，降低了成本，還 意外的提高了水泥漿的強度和工作性能等綜合性能；還可以以廢玻璃為原料制備中空玻璃 微珠，進一步變廢為寶、降低成本；
[0016] (3)減輕劑中空玻璃微珠，復配水泥，玻璃粉和微硅形成緊密堆積，配合完美的級 配，使水泥漿體凝結(jié)后形成致密的輕質(zhì)體，固化后的水泥漿強度高，密度低；
[0017] (4)通過大量的試驗得到最佳的配比范圍，整體配比合適，再加上復合外加劑的摻 入，水泥漿綜合性能好，穩(wěn)定性高，強度大。
【具體實施方式】
[0018] 為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合實例進一步闡明本發(fā)明的內(nèi)容，但本發(fā)明不僅 僅局限于下面的實施例。
[0019] 本發(fā)明的高強低密度水泥漿由按配比稱取的各組分混合均勻后加水充分攪拌制 得。
[0020] 實施例1 :
[0021] 將G級油井硅酸鹽水泥100份，微細水泥20份，中空玻璃微珠30份，廢玻璃粉15 份，微硅15份，增強劑1份，降失水劑3份，水138份混合攪拌均勻至呈漿體狀，檢測各項性 能指標；
[0022] 實施例2 :
[0023] 將G級油井硅酸鹽水泥100份，微細水泥30份，中空玻璃微珠25份，廢玻璃粉10 份，微硅15份，降失水劑3份，分散劑0. 5份，水120份混合攪拌均勻至呈漿體狀，檢測各項 性能指標；
[0024] 實施例3 :
[0025] 將G級油井硅酸鹽水泥100份，微細水泥40份，中空玻璃微珠22份，廢玻璃粉6 份，微硅12份，增強劑1份，降失水劑2份，分散劑0. 5份，水110份混合攪拌均勻至呈漿體 狀，檢測各項性能指標；
[0026] 實施例4 :
[0027] 將G級油井硅酸鹽水泥100份，微細水泥40份，中空玻璃微珠20份，廢玻璃粉5 份，微硅15份，增強劑1份，降失水劑2份，分散劑0. 5份，水105份混合攪拌均勻至呈漿體 狀，檢測各項性能指標；
[0028] 實施例5 :
[0029] 將G級油井硅酸鹽水泥100份，微細水泥50份，中空玻璃微珠20份，廢玻璃粉5 份，微硅5份，增強劑1份，降失水劑1份，分散劑0. 5份，水100份混合攪拌均勻至呈漿體 狀，檢測各項性能指標；
[0030] 其中，實施例1-5中的廢玻璃粉經(jīng)粉磨后最大粒徑< 100 μ m，但未經(jīng)篩分調(diào)整級 配；中空玻璃微珠為普通市售微珠。
[0031] 實施例6:
[0032] 將G級油井硅酸鹽水泥100份，微細水泥40份，中空玻璃微珠22份，廢玻璃粉6 份，微硅12份，增強劑1份，降失水劑2份，分散劑0. 5份，水110份混合攪拌均勻至呈漿體 狀，檢測各項性能指標；
[0033] 實施例6中，廢玻璃粉由碎玻璃經(jīng)粉碎磨細制得，其最大粒徑< 100 μπι，90%以上 粒徑彡63 μ m，50%以上粒徑彡38 μ m，10%以上粒徑彡10 μ m ;中空玻璃微珠由廢玻璃經(jīng)熔 融、高溫?；⒎勰ブ频?；
[0034] 表1實施例1-6制得的高強低密度水泥漿的性能測試結(jié)果
[0035]
[0036] 由表1的性能測試結(jié)果可知，本發(fā)明得到的高強低密度水泥漿密度小于I. 3g/cm3， 強度大于18MPa，且性能穩(wěn)定，施工性能良好。由廢玻璃制得的中空玻璃微珠制成的水泥漿 與市售的中空玻璃微珠制成的水泥漿性能相當，且由于廢玻璃的級配調(diào)整，強度甚至略高。
【主權(quán)項】
1. 一種高強低密度水泥衆(zhòng)，其特征在于，按重量份計，其組分包括：油井水泥100份，微 細水泥20-50份，中空玻璃微珠20-30份，廢玻璃粉5-15份，微硅10-15份，復合外加劑1-5 份，水100-138份。2. 如權(quán)利要求1所述的一種高強低密度水泥漿，其特征在于，按重量份計，其組分包 括：油井水泥100份，微細水泥40份，中空玻璃微珠22份，廢玻璃粉6份，微硅12份，復合 外加劑3. 5份，水110份。3. 如權(quán)利要求1或2所述的一種高強低密度水泥漿，其特征在于，所述的廢玻璃粉 由碎玻璃經(jīng)粉碎磨細制得，其最大粒徑< 100Um，90%以上粒徑< 63ym，50%以上粒徑 彡38ym，10%以上粒徑彡IOym。4. 如權(quán)利要求1或2所述的一種高強低密度水泥漿，其特征在于，所述的中空玻璃微珠 由廢玻璃經(jīng)熔融、高溫玻化、粉磨制得。5. 如權(quán)利要求1或2所述的一種高強低密度水泥漿，其特征在于，所述的復合外加劑為 增強劑、降失水劑、分散劑中的兩種以上。6. 如權(quán)利要求1或2所述的一種高強低密度水泥漿，其特征在于，所述的油井水泥為G 級油井硅酸鹽水泥，所述的微細水泥比表面積大于或等于800kg/m3。
【專利摘要】本發(fā)明屬于油井鉆井工程領(lǐng)域，具體涉及一種高強低密度水泥漿，按重量份計，其組分包括：油井水泥100份，微細水泥20-50份，中空玻璃微珠20-30份，廢玻璃粉5-15份，微硅10-15份，復合外加劑1-5份，水100-138份；所述的廢玻璃粉由碎玻璃經(jīng)粉碎磨細制得，其最大粒徑≤100μm，90％以上粒徑≤63μm，50％以上粒徑≤38μm，10％以上粒徑≤10μm；本發(fā)明利用復配和緊密堆積原理，配合完美的級配，制得的水泥漿強度高，密度低，性能穩(wěn)定，且有效利用了廢玻璃，不但節(jié)約資源，降低了成本，還提高了水泥漿的強度和綜合性能。
【IPC分類】C09K8/473
【公開號】CN104893694
【申請?zhí)枴緾N201510296713
【發(fā)明人】鐘舜, 陸澤鵬
【申請人】中科華星新材料有限公司
【公開日】2015年9月9日
【申請日】2015年6月2日