專利名稱：：活化粉煤灰及其應用的制作方法
技術領域：
：本發明屬于化工
技術領域：
。目前，在石油鉆井工程中主要用一定粒級范圍內的超細碳酸鈣作為防漏劑和保護油氣層的屏蔽暫堵劑，其機理是粒級尺寸與漏層或油層孔隙尺寸相適應的超細碳酸鈣惰性微粒在鉆井泥漿中高度分散，由壓差作用進入漏層或油氣層，起到橋塞粒子和填充粒子的作用。與其他纖維性堵漏劑和可變形的粒子一起作用形成堵漏封閉漏層；在油氣層形成屏蔽暫堵層將油層與泥漿和有害固體相隔絕開來，起到保護油氣層的作用。但是超細碳酸鈣本身是惰性物質，無活性，不能在泥餅或漏層內形成凝聚膠結固化作用。因此，堵漏效果不十分理想，堵層強度不夠，提高承壓能力有限，不能形成快速的屏蔽暫堵，控制瞬時失水能力有限。隨著油田的深入開發，地層條件(漏層和油氣層)更加復雜，對防漏堵漏材料要求苛刻，超細碳酸鈣難以適應現時要求。本發明的目的就是為了解決現有技術存在的堵層強度不高、承壓能力有限、控制失水能力有限的缺點，而發明一種新的活化粉煤灰。本發明的主要內容將干排粉煤灰、活化劑、晶坯型礦物纖維混合在一起，進行活化反應，制得活化粉煤灰，其組成配比分別為干排粉煤灰50％～70％活化劑2％～10％晶坯型礦物纖維15％～40％進行活化反應，需要添活化劑。本發明所用的活化劑可以是氧化鈣、氫氧化鈣、硫酸鈉等物質。晶坯型礦物纖維可選用溫石棉絨等物質。活化粉煤灰所需的原料干排粉煤灰的含水量＜2％。這種活化粉煤灰主要用作石油鉆井泥漿的防漏堵涮劑和屏蔽暫堵劑，效果良好。活化粉煤灰用在石油鉆井中，具有良好的防漏堵漏效果，然而它是如何制備的呢？主要是將干排粉煤灰、活化劑、晶坯型礦物纖維混合在一起進行活化反應，制成活化粉煤灰產品，具體制備方法包括如下步驟(1)將干排粉煤灰、活化劑、晶坯型礦物纖維三種原料混合均勻，(2)將混合物送入超細粉碎機粉碎，進行初步活化反應，(3)再將粉碎物送入烘房中烘烤，繼續進行活化反應，烘烤溫度控制在150～500℃，反應時間控制在3-10小時，而后(4)再將烘烤過的粉碎物趁熱送入超細粉碎設備中進行再次粉碎，進一步進行活化反應，最終制得一種灰色或淺灰色粉末狀的活化粉煤灰產品。另外在制備活化粉煤灰時，原料也可采用濕排粉煤灰。但要先進行烘干，使含水量＜2％即可。本工藝具有步驟簡單，操作方便的優點。用此工藝生產出的活化粉煤灰加入鉆井泥漿后，當鉆遇漏層時，具有不同粒徑和較高界面反應能力的微細玻璃珠隨泥漿進入漏層，通過水化過程，產生了較多數量的水化硅酸鈉、水化鋁酸鈣、水化硫酸鈣等一系列水化產物，與微細活性纖維部分和泥漿中自身所含的高分子聚合物，CMC纖維素鈉鹽等聚凝在一起形成網結構，經井下溫度壓力的養護作用，逐漸凝固固化，形成堅固的堵漏層，從而將漏層牢固地粘結封堵。活化粉煤灰還通過另一個機理起防漏和屏蔽作用，即加快井壁泥餅的形成，同樣在形成泥餅后，通過水化過程產生一系列水化產物，使泥餅自然膠結凝聚，甚至“硬化”。從而使泥餅滲透性減少，強度增加，達到良好的防漏堵漏作用和屏蔽暫堵作用。對保護油氣層相當有利。同時為防塌穩固井壁創造了良好的條件。因此這種活化粉煤灰也具有鉆井泥漿防塌劑的作用。活化粉煤灰和現有技術相比在下列方面強化了性能(1)強化了防漏堵漏性能，活化粉煤灰不僅具有橋堵性能，而且在漏層具有一定的形成結構強度的能力，在井下高溫高壓作用下，能較快地聚凝，從而提高了在滲透性和微裂層地層的堵漏效果和承壓強度。(2)在油氣層的屏蔽暫堵方面，能更快地形成屏蔽暫堵層，顯著減少泥漿和有害固相浸入，提高屏蔽暫堵效果，更好地保護油氣層。(3)活化粉煤灰還有獨特的功能，其形成的泥餅在井下溫度壓力下經一定時間的養護反應后，能凝結變硬，具有理想的防塌強固井壁的能力，對復雜漏失層能達到理想的防漏效果。(4)活化粉煤灰對泥漿流變性能影響不大，失水略有降低，摩阻不增加。(5)活化粉煤灰的價格低于超細碳酸鈣。活化粉煤灰使用方法與超細碳酸鈣基本一致，加量為2％～3％。全井加入活化粉煤灰對泥漿性能的影響見表1。活化粉煤灰與超細碳酸鈣的防漏堵漏效果見表2。表1活化粉煤灰對泥漿性能的影響</tables>表2活化粉煤灰與超細碳酸鈣防漏堵漏性能對比表</tables>實施例選干排粉煤灰(含水＜2％)660kg，所占比例為66％，活化劑選優質氫氧化鈣，重量為40kg，所占比為4％，晶坯型礦物纖維選用溫石棉絨(細度＞20目，含水＜2％)重量為300kg，所占比例為30％，將上述原料混合均勻后，送入超細粉碎設備中粉碎(最高粉碎目數為2000目)，進行初步的活化反應，然后，將粉碎物在150℃溫度下烘烤6小時，最后將粉粹物趁熱再次送入超細粉碎設備中進行粉碎，進一步進行活化反應，最終制得1000kg外觀為灰色的粉末狀活化粉煤灰產品。權利要求1.一種活化粉煤灰，其特征是該活化粉煤灰是由干排粉煤灰、活化劑、晶坯型礦物纖維組成的，其組成配比分別為干排粉煤灰50％～70％活化劑2％～10％晶坯型礦物纖維15％～40％2.根據權利要求1所述的活化粉煤灰，其特征是活化劑可以是氧化鈣、氫氧化鈣、碳酸鈉等物質。3.根據權利要求1所述的活化粉煤灰，其特征是晶坯型礦物纖維為溫石棉絨等物質。4.根據權利要求1所述的活化粉煤灰，其特征是干排粉煤灰的含水小于2％。5.根據權利要求1所述的活化粉煤灰，其特征是該活化粉煤灰主要用作石油鉆井泥漿的防漏堵漏劑和屏蔽暫堵劑。6.一種制備如權利要求1所述的活化粉煤灰的方法，其特征是將干排粉煤灰、活化劑、晶坯型礦物纖維混合在一起，進行活化反應，制成活化粉煤灰，該方法包括如下步驟(1)將干排粉煤灰、活化劑、晶坯型礦物纖維三種原料混合均勻，然后(2)將混合物送入超細粉碎設備中粉碎，進行初步的活化反應，而后(3)將粉碎物在150～500℃溫度下烘烤，繼續進行活化反應，反應時間控制在3-10小時，再(4)將烘烤過的粉碎物送入超細粉碎設備中進行再次粉碎；進一步進行活化反應，最終制得活化粉煤灰。7.根據權利要求6所述的活化粉煤灰的制備工藝，其特征是所需原料之一的干排粉煤灰，也可以是濕排粉煤灰。全文摘要本發明屬于化工
技術領域：
。本發明的主要內容是將干排粉灰、活化劑、晶坯型礦物纖維混合在一起，進行活化反應制得活化粉煤灰。它解決了現有技術存在的防漏堵漏效果不理想，承壓能力有限的缺點。本產品加入鉆井泥漿后，通過橋堵、聚凝和固化作用，產生優良的防漏堵漏和防塌作用，加快了油氣層屏蔽堵層的形成，有利于油氣層保護。文檔編號E21B33/12GK1152663SQ96116018公開日1997年6月25日申請日期1996年10月25日優先權日1996年10月25日發明者楊振杰申請人:楊振杰