固井作業(yè)是油氣井鉆井工程中重要的環(huán)節(jié)之一，其主要目的是封隔井眼內(nèi)的油層、氣層和水層，保護(hù)油氣井套管、增加油氣井壽命以及提高油氣產(chǎn)量。油井水泥用防氣竄劑產(chǎn)品是一種新型油氣井固井水泥外加劑，它在水泥漿和井下溫度的作用下會(huì)產(chǎn)生氣體，以微小的氣泡均勻分布在水泥漿體系內(nèi)。微小氣泡產(chǎn)生的膨脹壓力補(bǔ)償了水泥漿“失重”時(shí)的壓力損失，并提高套管與井壁的膠結(jié)效果，從而達(dá)到防止環(huán)空氣竄或其它流體竄的目的。油井水泥用防氣竄劑產(chǎn)品為灰黃色干粉，不溶于水，使用時(shí)可按設(shè)計(jì)量與水泥混拌均勻使用。為了適應(yīng)國(guó)內(nèi)外油田的各種復(fù)雜的井況固井需要，我國(guó)相應(yīng)研制了一系列的水泥外加劑，水泥外加劑已初步形成系列。我國(guó)外加劑的研究和應(yīng)用日益增強(qiáng)，外加劑作用機(jī)理研究日益深入，有機(jī)合成技術(shù)迅速提高，通過對(duì)聚合物外加劑的研究，提高了降失水劑的耐溫性和抗鹽性，減少了其在低溫下的緩凝作用，防氣竄劑的應(yīng)用，提高了配制漿體的相容性和沉降穩(wěn)定性，大大提高了高溫高壓、活躍油氣水層、長(zhǎng)封固段等復(fù)雜井況條件下的固井質(zhì)量。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種與常用油井水泥外加劑相容性好，漿體穩(wěn)定性好，防氣竄能力強(qiáng)，可減小水泥環(huán)體積收縮，改善水泥環(huán)與套管、地層間的膠結(jié)情況的水泥石的油井水泥用防氣竄劑制備方法。
本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的：油井水泥用防氣竄劑制備方法，包括以下步驟：
S1、將碳酸鈣、硅錳粉、硅藻土分別用粉碎機(jī)粉碎待用；S2、將高錳酸鉀倒入灑水桶內(nèi)，加入50～60℃的熱水并充分?jǐn)嚢枋垢咤i酸鉀完全溶解；
S3、將超細(xì)鋁粉倒入攪拌混料機(jī)內(nèi)，將灑水桶內(nèi)的高錳酸鉀溶液均勻地倒在超細(xì)鋁粉上，然后持續(xù)攪拌混合10～15分鐘，讓超細(xì)鋁粉表面發(fā)生以下氧化鈍化反應(yīng)：此反應(yīng)的原理是：在50～60℃的溫度時(shí)，高錳酸鉀溶于水，但是并未達(dá)到受熱分解的溫度；在超細(xì)鋁粉倒入攪拌混料機(jī)內(nèi)攪拌過程中加入高錳酸鉀溶液，然后對(duì)混合物繼續(xù)進(jìn)行攪拌，由于摩擦作用，混合物會(huì)發(fā)熱，導(dǎo)致攪拌混料機(jī)內(nèi)溫度升高(溫度高可超過300℃)。此時(shí)，高錳酸鉀受熱分解產(chǎn)生氧氣，氧氣與超細(xì)鋁粉混合促成超細(xì)鋁粉表面發(fā)生氧化鈍化反應(yīng)；
S4、向S3的反應(yīng)混合物中加入粉煤灰并攪拌均勻；如果持續(xù)攪拌反應(yīng)混合物，溫度持續(xù)升高，危險(xiǎn)性比較大，不易操作，并且可能導(dǎo)致超細(xì)鋁粉表面氧化鈍化過度，影響質(zhì)量，因此攪拌10～15分鐘后加入粉煤灰，既能夠分散超細(xì)鋁粉的繼續(xù)反應(yīng)，也可以阻止溫度繼續(xù)升高；加入粉煤灰攪拌后的溫度大概為70～85℃；
S5、將步驟S4得到的混合物過篩，然后裝入烘盤，放入烘房烘干；
S6、將烘干的混合物、碳酸鈣、硅錳粉、硅藻土倒入混料機(jī)內(nèi)，攪拌混合30～40分鐘。進(jìn)一步地，所述水、高錳酸鉀、超細(xì)鋁粉、粉煤灰、碳酸鈣、硅錳粉和硅藻土的重量分?jǐn)?shù)分別為：水7～10、高錳酸鉀0.2～0.4、超細(xì)鋁粉250～300、粉煤灰250～300、碳酸鈣180～200、硅錳粉120～150、硅藻土70～100。粉煤灰、碳酸鈣、硅錳粉、硅藻土都是油井水泥使用的單一的添加劑，混合搭配，能夠均勻分散氧化鈍化鋁粉，增加防氣竄效果。進(jìn)一步地，所述步驟S1具體實(shí)現(xiàn)方法為：將碳酸鈣、硅錳粉、硅藻土分別用粉碎機(jī)粉碎，然后用孔徑0.8～1毫米的篩網(wǎng)篩除大顆粒碎末。進(jìn)一步地，所述超細(xì)鋁粉為粒度300目以上的鋁粉。進(jìn)一步地，所述步驟S5中過篩使用的篩網(wǎng)孔徑為0.8～1毫米。本發(fā)明的有益效果是：油井水泥用防氣竄劑與常用油井水泥外加劑相容性好，漿體穩(wěn)定性好，防氣竄能力強(qiáng)，可減小水泥環(huán)體積收縮，改善水泥環(huán)與套管、地層間的膠結(jié)情況，添加本產(chǎn)品后的水泥石強(qiáng)度和抗?jié)B透率均優(yōu)于未加本產(chǎn)品的水泥石；使用粉煤灰、碳酸鈣、硅錳粉等多種添加劑，混合搭配能夠均勻分散氧化鈍化鋁粉，增加防氣竄效果。
具體實(shí)施方式油井水泥用防氣竄劑產(chǎn)品是油氣井固井工程使用的一種添加劑，由超細(xì)鈍化氧化改性鋁粉、粉煤灰、碳酸鈣、硅錳粉、硅藻土、高錳酸鉀等組成。實(shí)施例1本發(fā)明提供一種油井水泥用防氣竄劑制備方法，包括以下步驟：
S1、將碳酸鈣、硅錳粉、硅藻土分別用粉碎機(jī)粉碎，然后用孔徑0.8毫米的篩網(wǎng)篩除大顆粒碎末；原料的重量分?jǐn)?shù)分別為：碳酸鈣180、硅錳粉120、硅藻土70；
S2、將重量分?jǐn)?shù)為0.2的高錳酸鉀倒入灑水桶內(nèi)，加入50℃的熱水并充分?jǐn)嚢枋垢咤i酸鉀完全溶解，水的重量分?jǐn)?shù)為7；
S3、將重量份數(shù)為250的超細(xì)鋁粉倒入攪拌混料機(jī)內(nèi)，將灑水桶內(nèi)的高錳酸鉀溶液均勻地倒在超細(xì)鋁粉上，并持續(xù)攪拌混合10分鐘，讓超細(xì)鋁粉表面發(fā)生以下氧化鈍化反應(yīng)：
S4、向S3的反應(yīng)混合物中加入重量份數(shù)為250的粉煤灰并攪拌均勻；
S5、將步驟S4得到的混合物使用孔徑為0.8毫米的篩網(wǎng)過篩，然后裝入烘盤，放入烘房烘干；
S6、將烘干的混合物、碳酸鈣、硅錳粉、硅藻土倒入混料機(jī)內(nèi)，攪拌混合30分鐘。進(jìn)一步地，所述超細(xì)鋁粉為粒度300目以上的鋁粉。
實(shí)施例2本發(fā)明提供一種油井水泥用防氣竄劑制備方法，包括以下步驟：
S1、將碳酸鈣、硅錳粉、硅藻土分別用粉碎機(jī)粉碎，然后用孔徑1毫米的篩網(wǎng)篩除大顆粒碎末；原料的重量分?jǐn)?shù)分別為：碳酸鈣200、硅錳粉150、硅藻土100；
S2、將重量分?jǐn)?shù)0.4的高錳酸鉀倒入灑水桶內(nèi)，加入60℃的熱水并充分?jǐn)嚢枋垢咤i酸鉀完全溶解，水的重量分?jǐn)?shù)為10；
S3、將重量份數(shù)為300的超細(xì)鋁粉倒入攪拌混料機(jī)內(nèi)，將灑水桶內(nèi)的高錳酸鉀溶液均勻地倒在超細(xì)鋁粉上，并持續(xù)攪拌混合15分鐘，讓超細(xì)鋁粉表面發(fā)生以下氧化鈍化反應(yīng)：
S4、向S3的反應(yīng)混合物中加入重量份數(shù)為300的粉煤灰并攪拌均勻；
S5、將步驟S4得到的混合物使用孔徑為1毫米的篩網(wǎng)過篩，然后裝入烘盤，放入烘房烘干；
S6、將烘干的混合物、碳酸鈣、硅錳粉、硅藻土倒入混料機(jī)內(nèi)，攪拌混合40分鐘。實(shí)施例3本發(fā)明提供一種油井水泥用防氣竄劑制備方法，
包括以下步驟：
S1、將碳酸鈣、硅錳粉、硅藻土分別用粉碎機(jī)粉碎，然后用孔徑0.9毫米的篩網(wǎng)篩除大顆粒碎末；原料的重量分?jǐn)?shù)分別為：碳酸鈣190、硅錳粉130、硅藻土80；S2、將重量分?jǐn)?shù)0.3的高錳酸鉀倒入灑水桶內(nèi)，加入55℃的熱水并充分?jǐn)嚢枋垢咤i酸鉀完全溶解，水的重量分?jǐn)?shù)為8；
S3、將重量份數(shù)為270的超細(xì)鋁粉倒入攪拌混料機(jī)內(nèi)，將灑水桶內(nèi)的高錳酸鉀溶液均勻地倒在超細(xì)鋁粉上，并持續(xù)攪拌混合12分鐘，讓超細(xì)鋁粉表面發(fā)生以下氧化鈍化反應(yīng)：
S4、向S3的反應(yīng)混合物中加入重量份數(shù)為275的粉煤灰并攪拌均勻；S5、將步驟S4得到的混合物使用孔徑為0.9毫米的篩網(wǎng)過篩，然后裝入烘盤，放入烘房烘干；S6、將烘干的混合物、碳酸鈣、硅錳粉、硅藻土倒入混料機(jī)內(nèi)，攪拌混合35分鐘。實(shí)施例4本發(fā)明提供一種油井水泥用防氣竄劑制備
方法，包括以下步驟：
S1、將碳酸鈣、硅錳粉、硅藻土分別用粉碎機(jī)粉碎，然后用孔徑0.9毫米的篩網(wǎng)篩除大顆粒碎末；原料的重量分?jǐn)?shù)分別為：碳酸鈣195、硅錳粉140、硅藻土90；
S2、將重量分?jǐn)?shù)0.35的高錳酸鉀倒入灑水桶內(nèi)，加入57℃的熱水并充分?jǐn)嚢枋垢咤i酸鉀完全溶解，水的重量分?jǐn)?shù)為9；
S3、將重量份數(shù)為285的超細(xì)鋁粉倒入攪拌混料機(jī)內(nèi)，將灑水桶內(nèi)的高錳酸鉀溶液均勻地倒在超細(xì)鋁粉上，并持續(xù)攪拌混合14分鐘，讓超細(xì)鋁粉表面發(fā)生以下氧化鈍化反應(yīng)：
S4、向S3的反應(yīng)混合物中加入重量份數(shù)為290的粉煤灰并攪拌均勻；
S5、將步驟S4得到的混合物使用孔徑為0.9毫米的篩網(wǎng)過篩，然后裝入烘盤，放入烘房烘干；
S6、將烘干的混合物、碳酸鈣、硅錳粉、硅藻土倒入混料機(jī)內(nèi)，攪拌混合38分鐘。油井水泥用防氣竄劑產(chǎn)品推薦加量：水泥(干)重的0.3～3％。油井水泥用防氣竄劑產(chǎn)品包裝：凈重25kg/袋，外層三合一牛皮紙復(fù)合袋或塑料編織袋，內(nèi)層聚乙烯薄膜袋。油井水泥用防氣竄劑產(chǎn)品質(zhì)量：符合企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)Q/91510108201913228R·5－2017油井水泥用防氣竄劑產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)：項(xiàng)目指標(biāo)發(fā)氣量，ml/g≥250初發(fā)時(shí)間，min≥50篩余物，％≤5水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)，％≤2本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將會(huì)意識(shí)到，這里所述的實(shí)施例是為了幫助讀者理解本發(fā)明的原理，應(yīng)被理解為本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于這樣的特別陳述和實(shí)施例。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以根據(jù)本發(fā)明公開的這些技術(shù)啟示做出各種不脫離本發(fā)明實(shí)質(zhì)的其它各種具體變形和組合，這些變形和組合仍然在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
技術(shù)特征：
1.油井水泥用防氣竄劑制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
S1、將碳酸鈣、硅錳粉、硅藻土分別用粉碎機(jī)粉碎待用；
S2、將高錳酸鉀倒入灑水桶內(nèi)，加入50～60℃的熱水并充分?jǐn)嚢枋垢咤i酸鉀完全溶解；
S3、將超細(xì)鋁粉倒入攪拌混料機(jī)內(nèi)，將灑水桶內(nèi)的高錳酸鉀溶液均勻地倒在超細(xì)鋁粉上，并持續(xù)攪拌混合10～15分鐘，讓超細(xì)鋁粉表面發(fā)生以下氧化鈍化反應(yīng)：
S4、向S3的反應(yīng)混合物中加入粉煤灰并攪拌均勻；
S5、將步驟S4得到的混合物過篩，然后裝入烘盤，放入烘房烘干；
S6、將烘干的混合物、碳酸鈣、硅錳粉、硅藻土倒入混料機(jī)內(nèi)，攪拌混合30～40分鐘。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油井水泥用防氣竄劑制備方法，其特征在于，所述水、高錳酸鉀、超細(xì)鋁粉、粉煤灰、碳酸鈣、硅錳粉和硅藻土的重量分?jǐn)?shù)分別為：水7～10、高錳酸鉀0.2～0.4、超細(xì)鋁粉250～300、粉煤灰250～300、碳酸鈣180～200、硅錳粉120～150、硅藻土70～100。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油井水泥用防氣竄劑制備方法，其特征在于，所述步驟S1具體實(shí)現(xiàn)方法為：將碳酸鈣、硅錳粉、硅藻土分別用粉碎機(jī)粉碎，然后用孔徑0.8～1毫米的篩網(wǎng)篩除大顆粒碎末。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油井水泥用防氣竄劑制備方法，其特征在于，所述超細(xì)鋁粉為粒度300目以上的鋁粉。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油井水泥用防氣竄劑制備方法，其特征在于，所述步驟S5中過篩使用的篩網(wǎng)孔徑為0.8～1毫米。
技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種油井水泥用防氣竄劑制備方法，包括以下步驟：S1、將碳酸鈣、硅錳粉、硅藻土分別用粉碎機(jī)粉碎待用；S2、將高錳酸鉀倒入灑水桶內(nèi)，加入50～60℃的熱水并充分?jǐn)嚢枋垢咤i酸鉀完全溶解；S3、將超細(xì)鋁粉倒入攪拌混料機(jī)內(nèi)，將灑水桶內(nèi)的高錳酸鉀溶液均勻地倒在超細(xì)鋁粉上，并持續(xù)攪拌混合10～15分鐘，讓超細(xì)鋁粉表面發(fā)生以下氧化鈍化反應(yīng)：S4、向反應(yīng)混合物中加入粉煤灰并攪拌均勻；S5、將步驟S4得到的混合物過篩，然后裝入烘盤，放入烘房烘干；S6、將烘干的混合物、碳酸鈣、硅錳粉、硅藻土倒入混料機(jī)內(nèi)，攪拌混合30～40分鐘。本發(fā)明的防氣竄劑與常用油井水泥外加劑相容性好，漿體穩(wěn)定性好，防氣竄能力強(qiáng)，可減小水泥環(huán)體積收縮。
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