[发明专利]铝硅灰石陶瓷微珠制备油井防漏气固井试块的性能测试

说明书

技术领域

本发明涉及铝铝硅灰石陶瓷微珠制备油井防漏气固井试块的性能测试，属于材料技术领。

背景技术

目前，国内外在油井固井中，对于高温高压油井采用超低密度水泥，但采用粉煤灰漂珠，抗压强度低，水泥浆密度变化率大，在水泥浆静止凝固后，出现漏气、漏井，此外，粉煤灰漂珠等减轻剂的比例必须控制在40%以内，否则，减轻剂会影响固井水泥试块的抗压强度，减轻剂在40%以内水泥试块的密度在1.2g/cm³以上，单靠增加减轻剂的比例来降低水泥试块的密度是不可行的。

发明内容

采用改性铝硅灰石陶瓷微珠作为减轻剂，提高了固井试快的抗压、抗折、耐高温、耐腐蚀的性能，在水泥浆中加入发泡剂，形成膨胀的浆液，降低浆液的密度，防止浆液在固井中因失重，导致漏气，抗压能力下降造成漏井。

其技术方案为：

铝硅灰石陶瓷微珠制备油井防漏气固井试块的性能测试，包括以下步骤：

A、闭孔空心铝硅灰石陶瓷微珠的制备：

第一步、基料的配料：取粒径10～30µm硅灰石粉、粒径10～50µm氧化硅粉、粒径5～20µm氧化铝粉、粒径10～45µm氧化镁粉、粒径10～50µm碳酸钡粉按重量百分比为：72～95wt%：3～11wt%：1.5～7.5wt%：0.5～3wt%：0.5～5wt%，得到混合粉，其中以上各组分重量百分比之和为100%；

第二步、基料的改性烧制：将第一步得到混合粉，放入1400～1600℃电炉中烧结，保温烧结的时间为3～5小时，经过置换反应得到改性铝硅灰石陶瓷块体，改性的铝硅灰石化学成分发生改变以及物理性能不同，抗压、抗折、抗侵蚀、抗老化、耐酸碱、耐高温性能提高；

第三步、铝硅灰石实心复合材料陶瓷微珠的制作：将第二步得到铝硅灰石块体在球化机上加工制成粒径5～50µm铝硅灰石圆球状的实心陶瓷微珠，球化加工是风机将物料吹起，物料之间的旋转运动相互摩擦呈圆球状颗粒，壁厚均匀，圆球状的颗粒在每个质点应力分布均匀，抗压强度大；

第四步、铝硅灰石陶瓷浆液制作：铝硅灰石浆液的百分比组成为：粒径5～50µm铝硅灰石实心陶瓷微珠65～70wt%：水30～35wt%；

第五步、加入发泡剂：向第四步制作的铝硅灰石陶瓷浆液中加入尿素，浓度为1～3g/L，用N₂H₄CO作为发泡剂剂，当炉内的温度升高到135℃时，分解产生CO₂和NH₃，使陶瓷微珠体积增大。

第六步、闭孔空心铝硅灰石复合材料陶瓷微珠制备：将第五步混合浆液充分搅拌过滤，采用高压喷射高速离心旋转喷雾法，形成微球，在多区垂直下落分别控制的富氧燃烧炉上经过脱水、膨胀、高温烧结、表面熔融玻化、成球，经过风力清选分级得到壁厚15～50µm、粒径100～350µm闭孔空心铝硅灰石陶瓷微珠，无机矿物质材料制作的漂珠壁厚人为可控，抗压强度在120～250MPa，抗压强度取决于铝硅灰石的含量以及经过高温烧结形成改性陶瓷；

B、改性闭孔空心铝硅灰石陶瓷微珠制备油井防漏气固井试块：