【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及油气井固井，尤其涉及一种地质聚合物固井液体系。
技术介绍
1、
2、传统的硅酸盐油井水泥主要的水化产物为氢氧化钙与水化硅酸钙凝胶，耐二氧化碳腐蚀能力较差，难以满足ccus/ccs井的固井要求。目前行业内认可的耐co2腐蚀的磷铝酸盐水泥，存在稠化时间、失水量等性能无法调控，与硅酸盐掺混易闪凝等问题，在国内外鲜有应用报道。因次，开发出一套适合ccus项目的固井水泥浆体系极为必要。
3、地质聚合物为利用粉煤灰与激活剂碱类混拌制备而成的胶凝材料，因其水化产物为具有三维网状结构的硅铝酸盐聚合物，且其反应过程与地球化学作用类似而得名。地质聚合物的水化产物主要为硅铝酸钠凝胶，其在盐酸、硝酸、碳酸等酸性环境下具有良好的稳定性，因而其具有良好的耐co2腐蚀能力，且其具有良好的低渗透特性，是一种非常优良的ccus/ccs井固井胶凝材料。此外，促进粉煤灰地质聚合物的大规模使用，可减少硅酸盐水泥的使用降低碳排放，且可有效提升粉煤灰等固体废弃物的资源化利用。因而，开展地质聚合物在ccus/ccs井固井中的应用意义重大。
4、虽然地质聚合物的耐co2腐蚀性能较好，但是其稠化时间较难调控，也极大地限制了其在现场的推广应用。近年来，行业内形成了采用反应型激活剂来替代氢氧化钠激活地质聚合物，进而进行稠化时间调控的技术思路。但是采用该技术形成的地质聚合物由于未加激活剂硅酸钠(加入硅酸钠会导致地质聚合物的稠化时间无法调控)，造成地质聚合物中sio2含量不足，导致地质聚合物的强度低。
技术实
1、本专利技术的目的在于提供一种地质聚合物固井液体系，以解决采用碳酸钠与氢氧化钙制备的地质聚合物，抗压强度不足的问题。
2、为了解决上述技术问题，本专利技术提供的技术方案在于：
3、一种地质聚合物固井液体系，各组分及重量比如下：
4、胶凝材料：100份；
5、碳酸钠：11～22份；
6、氢氧化钙：7～14份；
7、多孔sio2：10～18份；
8、多孔al2o3：5～10份；
9、缓凝剂：0.2～5份；
10、水：50～70份。
11、优选的，所述胶凝材料由粉煤灰、超细粉煤灰、矿渣三者混合而成；
12、以重量比计，粉煤灰：超细粉煤灰：矿渣＝20～30：40～60：10～20。
13、优选的，所述粉煤灰，二氧化硅含量大于40％，比表面积大于400m2/kg。
14、优选的，所述超细粉煤灰，二氧化硅含量大于40％，比表面积大于1500m2/kg。
15、优选的，所述多孔sio2，为非晶体材料；
16、所述多孔al2o3，为非晶体材料。
17、优选的，所述多孔sio2，粒径为0.01微米到5微米。
18、优选的，所述多孔sio2，比表面积≥400m2/g。
19、优选的，所述多孔al2o3，粒径为0.01微米到5微米。
20、优选的，所述多孔al2o3，比表面积≥400m2/g。
21、优选的，所述缓凝剂由葡萄糖酸钠、乙二胺四甲叉膦酸钠混合而成；
22、以重量比计，葡萄糖酸钠：乙二胺四甲叉膦酸钠＝30～50：50～70。两者混合使用耐高温能力更好。
23、综合上述技术方案，本专利技术所能实现的技术效果在于：
24、1.在地质聚合物中加入适当的sio2材料，是改善地质聚合物强度的可靠途径。除了引入足够的sio2以外，sio2在地质聚合物中的溶解速率也是影响地质聚合物强度的关键。影响sio2溶解速率的因素主要有状态(晶体或非晶体)、颗粒大小、比表面积等。通常来说，在碱环境下非晶体小颗粒的sio2的溶解速率更快。除此以外，多孔的sio2其比表面积远高于普通的sio2，因而多孔的sio2其溶解速率远高于普通的多孔的sio2。因而通过在地质聚合物中引入多孔的非晶体sio2，来开发高强度的地质聚合物具有重要意义。此外，地质聚合物中铝的含量不足，也会导致由于产物硅铝酸钠凝胶中铝含量不足造成其强度偏低，为此在本专利技术中同样加入了多孔al2o3与多孔sio2协同增强地质聚合物的强度。
25、2.本专利技术中，为了保证形成的地质聚合物具有较高的强度，选用大粒径的粉煤灰、矿渣，中等粒径的超细粉煤灰，小粒径的多孔sio2与多孔al2o3形成颗粒级配，保证胶凝材料足够的致密性，进而提高地质聚合物的强度。在胶凝材料的溶解速率方面，中等粒径的超细粉煤灰以及高含氧化钙的矿渣都有利于胶凝材料的快速溶解，进而提高地质聚合物的强度。在地质聚合物的矿物组成方面，添加多孔sio2与多孔al2o3可保证在地质聚合物的固化早期有足够的硅酸根离子与铝离子参与地质聚合物的形成，进而提高地质聚合物的强度。
26、3.基于颗粒级配技术，和高比表面积的多孔sio2及多孔al2o3材料，通过增加地质聚合物的致密性，和调控地质聚合物的材料组成，来改善地质聚合物的强度，使其70℃-120℃24h抗压强度可以超过25mpa。
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1.一种地质聚合物固井液体系，其特征在于，各组分及重量比如下：胶凝材料：100份；
2.根据权利要求1所述的地质聚合物固井液体系，其特征在于，
3.根据权利要求2所述的地质聚合物固井液体系，其特征在于，
4.根据权利要求2所述的地质聚合物固井液体系，其特征在于，
5.根据权利要求1所述的地质聚合物固井液体系，其特征在于，
6.根据权利要求1所述的地质聚合物固井液体系，其特征在于，
7.根据权利要求1所述的地质聚合物固井液体系，其特征在于，
8.根据权利要求1所述的地质聚合物固井液体系，其特征在于，
9.根据权利要求1所述的地质聚合物固井液体系，其特征在于，
10.根据权利要求1所述的地质聚合物固井液体系，其特征在于，
【技术特征摘要】
1.一种地质聚合物固井液体系，其特征在于，各组分及重量比如下：胶凝材料：100份；
2.根据权利要求1所述的地质聚合物固井液体系，其特征在于，
3.根据权利要求2所述的地质聚合物固井液体系，其特征在于，
4.根据权利要求2所述的地质聚合物固井液体系，其特征在于，
5.根据权利要求1所述的地质聚合物固井液体系，其特征在...
【专利技术属性】
技术研发人员：田宝振，张晔，高飞，郭胜来，梁志平，程海林，陈斌，张萍，张伟，费中明，杨棋翔，陈欣彤，李利军，刘晓文，王佳豪，任孟，贾朝阳，
申请(专利权)人：中国石油集团渤海钻探工程有限公司，
类型：发明
国别省市：
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