一種高分散高懸浮高滲透水泥漿及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明設及一種高分散高懸浮高滲透水泥漿及其制備方法，屬于油井、礦井中灌 漿材料技術領域。
【背景技術】
[0002] 在采油工程或采礦工程中，經(jīng)常需要對地下水竄通道、巖溶通道進行封堵。較大的 空腔和孔道易于封堵，而對于一些小體積空腔和狹小透水通道難W被充滿，或是由于封堵 材料（例如常規(guī)的水下不分散混凝±)顆粒尺寸較大，漿體難W滲透到細小的孔縫中，該就 需要流動性更大、滲透性更好的漿體來進行填充。目前，國內對狹小透水通道的封堵手段， 多采用有機物封堵材料，容易注入地層深部，但是其價格昂貴，對環(huán)境污染較大，性能不穩(wěn) 定，成膠后強度低，耐高溫性能差，耐久性差，且容易對于地下水環(huán)境造成污染。
【發(fā)明內容】

[0003] 針對上述問題，本發(fā)明提供了一種高分散高懸浮高滲透水泥漿及其制備方法，本 發(fā)明可用于地下細微裂縫、空隙和狹小透水通道等小空腔封堵，本發(fā)明的技術方案如下：
[0004] 一種高分散高懸浮高滲透水泥漿，由膠凝材料、水、懸浮劑、分散劑和調凝劑制成， 其中，膠凝材料占總質量的5% -30%，懸浮劑用量占總質量的3. 0% -10. 0%，分散劑的用 量為膠凝材料質量的0. 3% -2. 0%，調凝劑的用量為膠凝材料質量的0. 3%。-1. 0%，水補足 至 100%。
[0005] 進一步的，所述膠凝材料為強度等級不低于42. 5MPa，比表面積400-800mVKg的娃 酸鹽水泥。
[0006] 進一步的，所述懸浮劑是納米娃溶膠，固體含量為30-40%，顆粒尺寸10-40nm。
[0007] 進一步的，所述分散劑是蒙系、氨基橫酸鹽、聚駿酸系等表面活性劑。
[000引更進一步的，所述的調凝劑選自葡萄糖酸鹽、=聚磯酸鹽、巧樣酸鹽或棚酸鹽中的 任意一種。
[0009] 更進一步的，所述的調凝劑選自葡萄糖酸鋼、=聚磯鋼、巧樣酸鋼或棚酸鋼中的任 意一種。
[0010] 制備上述高分散高懸浮高滲透水泥漿的方法，將膠凝材料、水、分散劑和調凝劑投 入攬拌機中，攬拌成漿體，再將懸浮劑投入攬拌機中，攬拌或超聲分散90秒-300秒；優(yōu)選分 散方式為超聲分散180秒。
[0011] 本發(fā)明實施時，可根據(jù)《水工建筑物水泥灌漿施工技術規(guī)范》值L/T5148-2012)，或 其他行業(yè)的灌漿施工技術規(guī)范，將本發(fā)明的高分散高懸浮水泥漿灌入透水通道和空隙中即 可。
[0012] 高分散高懸浮高滲透水泥漿的作用理念是；第一步，首先，向水下空腔中輸送高分 散高懸浮穩(wěn)定的水泥漿，水泥漿到達要求部位后，由于水泥漿高流動性和高滲透性可自行 流動、滲透到細小巖溶通道中，由于漿體的凝結、固化作用從而使孔道和縫隙被有效封堵。
[0013] 本發(fā)明高分散高懸浮高滲透水泥漿中泌水率表示懸浮時間內泌出的水量與總體 系質量的百分比，本發(fā)明中的娃溶膠不僅可W將細小的水泥顆粒懸浮、分散，另外，其中的 活性二氧化娃還可w與水泥發(fā)生二次水化反應w增強水化產(chǎn)物的強度，膠凝材料可w通過 高的懸浮性與分散性滲透到比較小的砂空隙與孔道中，W達到固化井下砂及孔道的目的。
[0014] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有W下優(yōu)點：
[0015] 1、本發(fā)明具有較高的流動性、高滲透、高懸浮穩(wěn)定性，可在狹小過水通道中，依靠 自身流動性、滲透性布滿通道，并能靠自身的粘聚性依附于通道壁，有效填塞滿整個透水通 道。而且凈漿拌合物的均勻性好、和易性好。在施工時，按照常規(guī)方法灌漿，即可滲透到連 通的狹小透水通道中，并且在透水通道中流動擴散后，達到固結，將井下細砂及巖石孔縫封 堵。
[0016] 2、本發(fā)明可W適用于包括水利水電工程、油田封堵、礦井填充、道路橋梁及工民建 等工程中應用于所出現(xiàn)的狹小透水通道、裂縫或空隙的灌漿，適應面積較廣。
[0017] 3、水泥基封堵材料具有強度高、耐高溫性能好、對于環(huán)境影響小的優(yōu)點。
【附圖說明】
[001引圖1為懸浮劑滲量為5%時，機械分散3min，膠凝材料量變化對不同時間泌水率的 影響；
[0019] 圖2為懸浮劑滲量為8%時，機械分散3min，膠凝材料量變化對不同時間泌水率的 影響；
[0020] 圖3為懸浮劑滲量為10%時，機械分散3min，膠凝材料量變化對不同時間泌水率 的影響；
[0021] 圖4為懸浮劑用量為8%時，超聲分散5min對懸浮體系泌水率的影響；
[0022] 圖5表示懸浮劑滲量8%時，超聲分散時間對膠凝材料不同用量體系的穩(wěn)定性影 響。
【具體實施方式】
[0023] 下面結合具體實施例來進一步描述本發(fā)明，本發(fā)明的優(yōu)點和特點將會隨著描述而 更為清楚。但實施例僅是范例性的，并不對本發(fā)明的范圍構成任何限制。本領域技術人員 應該理解的是，在不偏離本發(fā)明的精神和范圍下可W對本發(fā)明技術方案的細節(jié)和形式進行 修改或替換，但該些修改和替換均落入本發(fā)明的保護范圍內。
[0024] 實施例
[0025] 材料；膠凝材料是由強度等級不低于42. 5MPa，比表面積大于500目的娃酸鹽水泥 組成；懸浮劑是納米娃溶膠（所述納米娃溶膠的理化學性能如表1所示），分散劑為蒙橫酸 甲醒縮聚物（FDA);所述的調凝劑為S聚磯酸鋼，各組分的質量分數(shù)如表2所示，其中，膠凝 材料和懸浮劑的含量為占總量的質量百分數(shù)，分散劑和調凝劑的含量為占膠凝材料的質量 百分數(shù)：
[0026] 表1娃溶膠的物理化學性能
[0027]
【主權項】
1. 一種高分散高懸浮高滲透水泥漿，其特征在于，所述水泥漿由膠凝材料、水、懸浮 劑、分散劑和調凝劑制成，其中，膠凝材料占總質量的5% -30%，懸浮劑用量占總質量的 3. 0% -10. 0%，分散劑的用量為膠凝材料質量的0. 3% -2. 0%，調凝劑的用量為膠凝材料 質量的〇. 3%。-1. 0%，水補足至100%。
2. 根據(jù)權利要求1所述的高分散高懸浮高滲透水泥漿，其特征在于，所述膠凝材料為 強度等級不低于42. 5MPa，比表面積400-800m2/Kg的硅酸鹽水泥。
3. 根據(jù)權利要求1所述的高分散高懸浮高滲透水泥漿，其特征在于，所述懸浮劑是納 米硅溶膠，固體含量為30-40%，顆粒尺寸10-4011111。
4. 根據(jù)權利要求1所述的高分散高懸浮高滲透水泥漿，其特征在于，所述分散劑選自 萘系、氨基磺酸鹽或聚羧酸系表面活性劑。
5. 根據(jù)權利要求1所述的高分散高懸浮高滲透水泥漿，其特征在于，所述的調凝劑選 自葡萄糖酸鹽、三聚磷酸鹽、檸檬酸鹽或硼酸鹽中的任意一種。
6. 根據(jù)權利要求5所述的高分散高懸浮高滲透水泥漿，其特征在于，所述的調凝劑為 葡萄糖酸鈉、三聚磷鈉、檸檬酸鈉或硼酸鈉中的任意一種。
7. 制備如權利要求1-6任一項所述的高分散高懸浮高滲透水泥漿的方法，其特征在 于，步驟如下： 將膠凝材料、水、分散劑和調凝劑投入攪拌機中，攪拌成漿體，再將懸浮劑投入攪拌機 中，機械攪拌或超聲分散90秒-300秒。
8. 根據(jù)權利要求7所述的方法，其特征在于，將懸浮劑投入攪拌機中，超聲分散180秒。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種高分散高懸浮高滲透水泥漿及其制備方法，所述水泥漿由膠凝材料、水、懸浮劑、分散劑和調凝劑制成，其中，膠凝材料占總質量的5％-30％，懸浮劑占總質量的3.0％-10.0％，分散劑為膠凝材料質量的0.3％-2.0％，調凝劑為膠凝材料質量的0.3‰-1.0％，水補足至100％。制備方法為將膠凝材料、水、分散劑和調凝劑投入到攪拌機中，攪拌成漿體，再將懸浮劑投入攪拌機中，機械攪拌或超聲分散90秒-300秒。本發(fā)明具有較高的流動性、高懸浮性、高分散性，可在狹小過水通道中，依靠自身流動性布滿通道，并能靠自身的粘聚性依附于通道壁，漿體可滲透到更細小的孔隙中，有效填塞整個透水通道以及砂間的孔隙。
【IPC分類】C04B28-04, C04B28-00
【公開號】CN104724993
【申請?zhí)枴緾N201510121428
【發(fā)明人】張秀芝, 徐鵬, 辛愛淵, 王濤, 靳彥欣, 侯鵬坤, 周宗輝
【申請人】濟南大學
【公開日】2015年6月24日
【申請日】2015年3月19日