[发明专利]油井水泥用改性纳米二氧化硅早强促凝剂、制备方法及其应用

权利要求书

1.油井水泥用改性纳米二氧化硅早强促凝剂，其特征在于，由如下组分组成 ：无水偏硅酸钠、四水合硝酸钙、质量分数为40%的氢氧化钠溶液、质量分数为36%-37%的甲醛水溶液、韦兰胶、纳米二氧化钛和软化水；

各组分的重量配比如下：无水偏硅酸钠为100-120重量份、四水合硝酸钙为100-120重量份、质量分数为40%的氢氧化钠溶液为7-11.4重量份、质量分数为36%-37%的甲醛水溶液为8-9重量份、韦兰胶为0.5-1.0重量份、纳米二氧化钛为0.1-0.2重量份、软化水为780重量份；纳米二氧化钛为R型纳米二氧化钛；

制备方法包括如下步骤：

（1）称取无水偏硅酸钠溶解于70℃的软化水中，降温至30±5℃备用；

（2）称取韦兰胶、质量分数为36%-37%的甲醛水溶液和二氧化钛备用；

（3）称取剩余的软化水投入三口玻璃烧瓶中，开启搅拌；

（4）将四水合硝酸钙投入三口玻璃烧瓶中并继续搅拌；

（5）使用质量分数40%氢氧化钠溶液调节物料pH值为9-10；

（6）保持搅拌状态下，开始向三口烧瓶中滴加步骤（1）中制备的无水偏硅酸钠溶液；

（7）降低搅拌速度，加入韦兰胶、质量分数为36%-37%的甲醛水溶液和纳米二氧化钛，然后提高搅拌速度进行反应，反应结束后，得到乳白色均匀流体即为油井水泥用改性纳米二氧化硅早强促凝剂；

在步骤（6）中，期间观察物料变化防止物料结团，无水偏硅酸钠溶液的滴加时间为2-2.5h；

在步骤（7）中，降低搅拌速度为600r/min，加入韦兰胶、甲醛和二氧化钛，然后提高搅拌速度为1200r/min，开始计时，反应10h后，反应结束，停止搅拌，得到乳白色均匀流体即为油井水泥用改性纳米二氧化硅早强促凝剂。

2.权利要求1所述的油井水泥用改性纳米二氧化硅早强促凝剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）称取无水偏硅酸钠溶解于70℃的软化水中，降温至30±5℃备用；

（2）称取韦兰胶、质量分数为36%-37%的甲醛水溶液和二氧化钛备用；

（3）称取剩余的软化水投入三口玻璃烧瓶中，开启搅拌；

（4）将四水合硝酸钙投入三口玻璃烧瓶中并继续搅拌；

（5）使用质量分数40%氢氧化钠溶液调节物料pH值为9-10；

（6）保持搅拌状态下，开始向三口烧瓶中滴加步骤（1）中制备的无水偏硅酸钠溶液；

（7）降低搅拌速度，加入韦兰胶、质量分数为36%-37%的甲醛水溶液和纳米二氧化钛，然后提高搅拌速度进行反应，反应结束后，得到乳白色均匀流体即为油井水泥用改性纳米二氧化硅早强促凝剂；

在步骤（6）中，期间观察物料变化防止物料结团，无水偏硅酸钠溶液的滴加时间为2-2.5h；

在步骤（7）中，降低搅拌速度为600r/min，加入韦兰胶、甲醛和二氧化钛，然后提高搅拌速度为1200r/min，开始计时，反应10h后，反应结束，停止搅拌，得到乳白色均匀流体即为油井水泥用改性纳米二氧化硅早强促凝剂。

3.根据权利要求2所述的油井水泥用改性纳米二氧化硅早强促凝剂的制备方法，其特征在于，在步骤（1）中，利用200重量份的软化水溶解无水偏硅酸钠，得到偏硅酸钠溶液。

4.根据权利要求2所述的油井水泥用改性纳米二氧化硅早强促凝剂的制备方法，其特征在于，在步骤（3）中，开启搅拌的搅拌速度为1000r/min；在步骤（4）中，投入四水合硝酸钙后继续搅拌20min。

5.权利要求1所述的油井水泥用改性纳米二氧化硅早强促凝剂的应用，其特征在于，改性纳米二氧化硅早强促凝剂的加入量为油井水泥质量的3%-5%。