固井时使用的铝酸盐水泥的配制方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201210465034.9

申请日:

2012.11.16

公开号:

CN102992676A

公开日:

2013.03.27

当前法律状态:

驳回

有效性:

无权

法律详情:

发明专利申请公布后的驳回IPC(主分类):C04B 24/04申请公布日:20130327|||实质审查的生效IPC(主分类):C04B 24/04申请日:20121116|||公开

IPC分类号:

C04B24/04; C04B7/32(2006.01)N

主分类号:

C04B24/04

申请人:

中国地质大学(北京)

发明人:

杨浩

地址:

100083 北京市海淀区学院路29号

优先权:

专利代理机构:

北京凯特来知识产权代理有限公司 11260

代理人:

郑立明;赵镇勇

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内容摘要

本发明公开了一种固井时使用的铝酸盐水泥的配制方法,属于固井时使用的铝酸盐水泥配制领域。该方法包括:在固井时使用的铝酸盐水泥中,加入酒石酸作为缓凝剂,所述酒石酸的加入量为所述铝酸盐水泥总重量的0.4~3.0‰。该方法通过向固井时使用的铝酸盐水泥中加入酒石酸作为缓凝剂,并控制加入量占铝酸盐水泥总重量的0.4~3.0‰,从而确保了铝酸盐水泥可以缓凝固,提高早期强度,特别是不会对早期28天强度造成不良影响,确保铝酸盐水泥达到固井中使用的要求。

权利要求书

权利要求书一种固井时使用的铝酸盐水泥的配制方法,其特征在于,包括:
在固井时使用的铝酸盐水泥中,加入酒石酸作为缓凝剂,所述酒石酸的加入量为所述铝酸盐水泥总重量的0.4~3.0‰。
根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在固井时使用的铝酸盐水泥的使用温度为10~40℃时,所述酒石酸的加入量为所述铝酸盐水泥总重量的0.4‰。
根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在固井时使用的铝酸盐水泥的使用温度为50℃时,所述酒石酸的加入量为所述铝酸盐水泥总重量的0.8‰。
根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在固井时使用的铝酸盐水泥的使用温度为60~70℃时,所述酒石酸的加入量为所述铝酸盐水泥总重量的1.5‰。
根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在固井时使用的铝酸盐水泥的使用温度为80℃时,所述酒石酸的加入量为所述铝酸盐水泥总重量的2.0‰。
根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在固井时使用的铝酸盐水泥的使用温度为90℃时,所述酒石酸的加入量为所述铝酸盐水泥总重量的2.5‰。
根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在固井时使用的铝酸盐水泥的使用温度为100℃时,所述酒石酸的加入量为所述铝酸盐水泥总重量的3.0‰。

说明书

说明书固井时使用的铝酸盐水泥的配制方法
技术领域
本发明涉及固井时使用的铝酸盐水泥配制领域,特别涉及一种固井时使用的铝酸盐水泥的配制方法。
背景技术
铝酸盐水泥作为固井材料不仅可以应用在稠油注热井,注入的蒸汽温度高达350℃;还可以应用在深井、超深井,如超万米深井井底温度可以达到350℃;另外地热井固井,尤其是油页岩原位加热开采,加热器温度高达760℃,近井地带水泥环温度达到300℃以上,都需要耐高温的铝酸盐水泥。
由于铝酸盐水泥凝结较快,影响使用,需加以调整。从调整铝酸盐水泥组成的角度,来对该水泥的凝结进行调整的研究时,目前多采用在工程施工时加入缓凝剂的方法,来调整铝酸盐水泥的凝结。
化学外加剂能调节水泥水化过程,影响水泥的凝结和硬化时间。掺不同的外加剂可以使水泥混凝土的凝结时间控制在几分钟到几十小时。因此,通过掺不同的外加剂能调节水泥的凝结和硬化过程,以满足不同的工程应用要求。
但如何配制铝酸盐水泥与化学外加剂,来解决铝酸盐水泥在固井时使用可以凝固快,早期强度不好,是个需要解决的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种固井时使用的铝酸盐水泥的配制方法,以使铝酸盐水泥在固井时使用可以缓凝,从而铝酸盐水泥凝固快,早期强度不好的问题。
通过以下技术方案解决上述的技术问题:
本发明实施方式提供一种固井时使用的铝酸盐水泥的配制方法,包括:
在固井时使用的铝酸盐水泥中,加入酒石酸作为缓凝剂,所述酒石酸的加入量为所述铝酸盐水泥总重量的0.4~3.0‰。
本发明实施方式的技术方案中,通过向固井时使用的铝酸盐水泥中加入酒石酸作为缓凝剂,并控制加入量占铝酸盐水泥总重量的0.4~3.0‰,从而确保了铝酸盐水泥可以缓凝固,提高早期强度,特别是不会对早期28天强度造成不良影响,确保铝酸盐水泥达到固井中使用的要求。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明的保护范围。
下面对本发明实施例作进一步地详细描述。
本发明实施例提供一种固井时使用的铝酸盐水泥的配制方法,该方法包括:
在固井时使用的铝酸盐水泥中,加入酒石酸作为缓凝剂,所述酒石酸的加入量为所述铝酸盐水泥总重量的0.4~3.0‰。
进一步的,上述方法中,在固井时使用的铝酸盐水泥的使用温度为10~40℃时,所述酒石酸的加入量为所述铝酸盐水泥总重量的0.4‰。
进一步的,上述方法中,在固井时使用的铝酸盐水泥的使用温度为50℃时,所述酒石酸的加入量为所述铝酸盐水泥总重量的0.8‰。
进一步的,上述方法中,在固井时使用的铝酸盐水泥的使用温度为60~70℃时,所述酒石酸的加入量为所述铝酸盐水泥总重量的1.5‰。
进一步的,上述方法中,在固井时使用的铝酸盐水泥的使用温度为80℃时,所述酒石酸的加入量为所述铝酸盐水泥总重量的2.0‰。
进一步的,上述方法中,在固井时使用的铝酸盐水泥的使用温度为90℃时,所述酒石酸的加入量为所述铝酸盐水泥总重量的2.5‰。
进一步的,上述方法中,在固井时使用的铝酸盐水泥的使用温度为100℃时,所述酒石酸的加入量为所述铝酸盐水泥总重量的3.0‰。
上述配制方法中使用的酒石酸(tartaricacid),即为2,3‑二羟基丁二酸,是一种羧酸﹐存在于多种植物中﹐如葡萄和罗望子﹐也是葡萄酒中主要的有机酸之一。作为食品中添加的抗氧化剂﹐可以使食物具有酸味。
铝酸盐水泥的主要矿物成为铝酸一钙(CaO·Al2O3,简写CA)及其他的铝酸盐,以及少量的硅酸二钙(2CaO·SiO2)等。微观下呈菜叶状。水灰比0.44‑0.50,水泥为超细粉末,粒径D50可细至1μm以下,达到次纳米级,最大粒径Dmax不超过18μm,80%以上颗粒尺寸在5μm以下。铝酸盐水泥的主要矿物成为铝酸一钙(CaO·Al2O3,简写CA)及其他的铝酸盐,以及少量的硅酸二钙(2CaO·SiO2)等。铝酸盐水泥凝固时发生反应如下式一和式二所示:
3(CaO·Al2O3)+12H2O=3CaO·Al2O3·6H2O+2(Al2O3·3H2O)    (式一)
2CaO·SiO2+nH2O=xCaO·SiO2·yH2O+(2‑x)Ca(OH)2         (式二)
本发明的配制方法中,酒石酸作为缓凝剂,可根据铝酸盐水泥的使用温度条件,按下述比例(占铝酸盐水泥的总重量)向铝酸盐水泥中加入:

本发明实施例配制后的铝酸盐水泥,使用时,根据正常固井要求,固井水泥在井下凝固时间要求为施工注入时间加上安全时间(一般为2个小时),所以固井施工一般要求在3小时以上,同时要求完全凝固时间必须控制在48小时内。因为如果凝固时间太长,无法进行下步工序‑‑凝固好后一般进行测井,评价凝固效果。
现场施工工艺:缓凝剂按照配比,在地面加入铝酸盐水泥中,与其混合,搅拌均匀,通过泵注入井下,关井候凝48小时,而后进行测井,确定评价凝固效果。
综上所述,本发明的配制方法中,通过加入常用于食品中调节口味的酒石酸作为缓凝剂,通过酒石酸与铝酸盐水泥反应后,阴离子吸附在固相和水化产物表面形成包裹层,因而减慢了水、钙离子、进人无水铝酸钙的速度,减缓了钙矾石晶体的形成及生长速度,从而起到延缓水泥凝结的作用。但当加人量较少时,包裹层厚度较薄,不足以有效阻止上述离子的迁移,只有当达到一定掺量时,包裹层厚度才足以有效延缓离子的迁移,进而起到延缓水泥水化的作用。从而通过加入酒石酸解决了铝酸盐水泥因凝固快,在固井时使用影响早期强度的问题。从而以较简单方式,达到了预想不到的效果,使配制后的铝酸盐水泥完全满足了固井使用的要求。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

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资源描述

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1、(10)申请公布号 CN 102992676 A (43)申请公布日 2013.03.27 C N 1 0 2 9 9 2 6 7 6 A *CN102992676A* (21)申请号 201210465034.9 (22)申请日 2012.11.16 C04B 24/04(2006.01) C04B 7/32(2006.01) (71)申请人中国地质大学(北京) 地址 100083 北京市海淀区学院路29号 (72)发明人杨浩 (74)专利代理机构北京凯特来知识产权代理有 限公司 11260 代理人郑立明 赵镇勇 (54) 发明名称 固井时使用的铝酸盐水泥的配制方法 (57) 摘要 本发明公。

2、开了一种固井时使用的铝酸盐水泥 的配制方法,属于固井时使用的铝酸盐水泥配制 领域。该方法包括:在固井时使用的铝酸盐水泥 中,加入酒石酸作为缓凝剂,所述酒石酸的加入量 为所述铝酸盐水泥总重量的0.43.0。该方 法通过向固井时使用的铝酸盐水泥中加入酒石酸 作为缓凝剂,并控制加入量占铝酸盐水泥总重量 的0.43.0,从而确保了铝酸盐水泥可以缓凝 固,提高早期强度,特别是不会对早期28天强度 造成不良影响,确保铝酸盐水泥达到固井中使用 的要求。 (51)Int.Cl. 权利要求书1页 说明书3页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 3 页 1/1页。

3、 2 1.一种固井时使用的铝酸盐水泥的配制方法,其特征在于,包括: 在固井时使用的铝酸盐水泥中,加入酒石酸作为缓凝剂,所述酒石酸的加入量为所述 铝酸盐水泥总重量的0.43.0。 2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在固井时使用的铝酸盐水泥的使用温度 为1040时,所述酒石酸的加入量为所述铝酸盐水泥总重量的0.4。 3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在固井时使用的铝酸盐水泥的使用温度 为50时,所述酒石酸的加入量为所述铝酸盐水泥总重量的0.8。 4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在固井时使用的铝酸盐水泥的使用温度 为6070时,所述酒石酸的加入量为所述铝酸盐水泥总重量的1.。

4、5。 5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在固井时使用的铝酸盐水泥的使用温度 为80时,所述酒石酸的加入量为所述铝酸盐水泥总重量的2.0。 6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在固井时使用的铝酸盐水泥的使用温度 为90时,所述酒石酸的加入量为所述铝酸盐水泥总重量的2.5。 7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在固井时使用的铝酸盐水泥的使用温度 为100时,所述酒石酸的加入量为所述铝酸盐水泥总重量的3.0。 权 利 要 求 书CN 102992676 A 1/3页 3 固井时使用的铝酸盐水泥的配制方法 技术领域 0001 本发明涉及固井时使用的铝酸盐水泥配制领域,特别涉及一种固。

5、井时使用的铝酸 盐水泥的配制方法。 背景技术 0002 铝酸盐水泥作为固井材料不仅可以应用在稠油注热井,注入的蒸汽温度高达 350;还可以应用在深井、超深井,如超万米深井井底温度可以达到350;另外地热井固 井,尤其是油页岩原位加热开采,加热器温度高达760,近井地带水泥环温度达到300 以上,都需要耐高温的铝酸盐水泥。 0003 由于铝酸盐水泥凝结较快,影响使用,需加以调整。从调整铝酸盐水泥组成的角 度,来对该水泥的凝结进行调整的研究时,目前多采用在工程施工时加入缓凝剂的方法,来 调整铝酸盐水泥的凝结。 0004 化学外加剂能调节水泥水化过程,影响水泥的凝结和硬化时间。掺不同的外加剂 可以使。

6、水泥混凝土的凝结时间控制在几分钟到几十小时。因此,通过掺不同的外加剂能调 节水泥的凝结和硬化过程,以满足不同的工程应用要求。 0005 但如何配制铝酸盐水泥与化学外加剂,来解决铝酸盐水泥在固井时使用可以凝固 快,早期强度不好,是个需要解决的问题。 发明内容 0006 本发明要解决的技术问题是提供一种固井时使用的铝酸盐水泥的配制方法,以使 铝酸盐水泥在固井时使用可以缓凝,从而铝酸盐水泥凝固快,早期强度不好的问题。 0007 通过以下技术方案解决上述的技术问题: 0008 本发明实施方式提供一种固井时使用的铝酸盐水泥的配制方法,包括: 0009 在固井时使用的铝酸盐水泥中,加入酒石酸作为缓凝剂,所。

7、述酒石酸的加入量为 所述铝酸盐水泥总重量的0.43.0。 0010 本发明实施方式的技术方案中,通过向固井时使用的铝酸盐水泥中加入酒石酸作 为缓凝剂,并控制加入量占铝酸盐水泥总重量的0.43.0,从而确保了铝酸盐水泥可以 缓凝固,提高早期强度,特别是不会对早期28天强度造成不良影响,确保铝酸盐水泥达到 固井中使用的要求。 具体实施方式 0011 下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例 仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明的实施例,本领域普通技术 人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明的保护范围。 0012 下面对。

8、本发明实施例作进一步地详细描述。 0013 本发明实施例提供一种固井时使用的铝酸盐水泥的配制方法,该方法包括: 说 明 书CN 102992676 A 2/3页 4 0014 在固井时使用的铝酸盐水泥中,加入酒石酸作为缓凝剂,所述酒石酸的加入量为 所述铝酸盐水泥总重量的0.43.0。 0015 进一步的,上述方法中,在固井时使用的铝酸盐水泥的使用温度为1040时, 所述酒石酸的加入量为所述铝酸盐水泥总重量的0.4。 0016 进一步的,上述方法中,在固井时使用的铝酸盐水泥的使用温度为50时,所述酒 石酸的加入量为所述铝酸盐水泥总重量的0.8。 0017 进一步的,上述方法中,在固井时使用的铝酸。

9、盐水泥的使用温度为6070时, 所述酒石酸的加入量为所述铝酸盐水泥总重量的1.5。 0018 进一步的,上述方法中,在固井时使用的铝酸盐水泥的使用温度为80时,所述酒 石酸的加入量为所述铝酸盐水泥总重量的2.0。 0019 进一步的,上述方法中,在固井时使用的铝酸盐水泥的使用温度为90时,所述酒 石酸的加入量为所述铝酸盐水泥总重量的2.5。 0020 进一步的,上述方法中,在固井时使用的铝酸盐水泥的使用温度为100时,所述 酒石酸的加入量为所述铝酸盐水泥总重量的3.0。 0021 上述配制方法中使用的酒石酸(tartaricacid),即为2,3-二羟基丁二酸,是一种 羧酸存在于多种植物中如葡。

10、萄和罗望子也是葡萄酒中主要的有机酸之一。作为食品 中添加的抗氧化剂可以使食物具有酸味。 0022 铝酸盐水泥的主要矿物成为铝酸一钙(CaO Al 2 O 3 ,简写CA)及其他的铝酸盐,以及 少量的硅酸二钙(2CaO SiO 2 )等。微观下呈菜叶状。水灰比0.44-0.50,水泥为超细粉末, 粒径D50可细至1m以下,达到次纳米级,最大粒径D max 不超过18m,80以上颗粒尺寸 在5m以下。铝酸盐水泥的主要矿物成为铝酸一钙(CaOAl 2 O 3 ,简写CA)及其他的铝酸 盐,以及少量的硅酸二钙(2CaOSiO 2 )等。铝酸盐水泥凝固时发生反应如下式一和式二所 示: 0023 3(Ca。

11、OAl 2 O 3 )+12H 2 O=3CaOAl 2 O 3 6H 2 O+2(Al 2 O 3 3H 2 O) (式一) 0024 2CaOSiO 2 +nH 2 O=xCaOSiO2yH2O+(2-x)Ca(OH) 2 (式二) 0025 本发明的配制方法中,酒石酸作为缓凝剂,可根据铝酸盐水泥的使用温度条件,按 下述比例(占铝酸盐水泥的总重量)向铝酸盐水泥中加入: 0026 0027 本发明实施例配制后的铝酸盐水泥,使用时,根据正常固井要求,固井水泥在井下 凝固时间要求为施工注入时间加上安全时间(一般为2个小时),所以固井施工一般要求在 说 明 书CN 102992676 A 3/3页。

12、 5 3小时以上,同时要求完全凝固时间必须控制在48小时内。因为如果凝固时间太长,无法进 行下步工序-凝固好后一般进行测井,评价凝固效果。 0028 现场施工工艺:缓凝剂按照配比,在地面加入铝酸盐水泥中,与其混合,搅拌均匀, 通过泵注入井下,关井候凝48小时,而后进行测井,确定评价凝固效果。 0029 综上所述,本发明的配制方法中,通过加入常用于食品中调节口味的酒石酸作为 缓凝剂,通过酒石酸与铝酸盐水泥反应后,阴离子吸附在固相和水化产物表面形成包裹层, 因而减慢了水、钙离子、进人无水铝酸钙的速度,减缓了钙矾石晶体的形成及生长速度,从 而起到延缓水泥凝结的作用。但当加人量较少时,包裹层厚度较薄,不足以有效阻止上述离 子的迁移,只有当达到一定掺量时,包裹层厚度才足以有效延缓离子的迁移,进而起到延缓 水泥水化的作用。从而通过加入酒石酸解决了铝酸盐水泥因凝固快,在固井时使用影响早 期强度的问题。从而以较简单方式,达到了预想不到的效果,使配制后的铝酸盐水泥完全满 足了固井使用的要求。 0030 以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此, 任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换, 都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范 围为准。 说 明 书CN 102992676 A 。

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