一种g级油井水泥及其加工工艺的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及油井水泥生产领域，具体涉及一种利用煤矸石作为硅质材料生产优质 G级油井水泥的方法。
【背景技术】
[0002] 硅质原材料为油井水泥生产主要原材料，其硅含量和碱含量要求高。水泥厂一般 采用优质硅砂作为油井水泥硅质原材料。其成本相对于煤矸石较高。而且由于硅砂的硅含 量过高，铝含量偏低，往往会导致油井水泥熟料C3A偏低，窑堆雪人严重，影响优质油井水泥 的生产。
[0003] 煤矸石是采煤过程排放的固体废物，其主要成分为SiOJP Al 203。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是针对以上问题，提供一种利用煤矸石作为硅质材料生产优质G级 油井水泥的方法。降低油井水泥生产成本，提高生料磨台时产量，降低烧成煤耗，稳定窑况， 提尚油井水泥性能。
[0005] 本发明提供了一种G级油井水泥，该水泥的比表面积为300-310m2/kg，MgO含量为 L 5±0· 5% ;S03含量为2. 0±0· 2% ;游离液含量为4. 8±0· 5% ;稠化时间为100-120min ; 38°C、8h 水泥强度为 4. 5-5. IMPa ;60°C、8h 水泥强度为 11. 4-14. 6MPa。
[0006] 该水泥的原料配方包括如下重量份的原料组成：石灰石80-85份，粉煤灰0-2份， 煤矸石10-13份，铁矿采矿废石3-5份，煤灰3-5份，天然二水石膏2-4份进一步优选为石 灰石83. 8份，粉煤灰0. 6份，煤矸石11. 2份，铁矿采矿废石4. 4份，煤灰3. 39份，天然二水 石膏3份。
[0007] 所述的煤矸石中的主要成分及质量分数为！SiO2 75-80%，Al2O3 6-7%，Fe2O32-3%，R2O 0· 65-0. 80%。
[0008] 本发明提供了一种利用煤矸石作为硅质材料生产G级油井水泥的方法。具体是利 用煤矸石作为硅质原材料，参与配料，经粉磨得到生料，再经过预热分解，经过高温煅烧冷 却得到油井熟料，在与石膏一起粉磨得到优质油井水泥。步骤如下：1)将石灰石，粉煤灰， 煤矸石，铁矿采矿废石按重量比混合后粉磨，控制粉磨成品过80微米筛的筛余物< 18%， 得到生料；
[0009] 2)将步骤1)中的生料经混合均化，将均化好的生料通过5级预分解窑系统进 行预热分解，控制生料的分解率为93±2%，然后将分解后的生料放入水泥回转炉中在 1350-1400°C下煅烧，煅烧20-22min，煅烧采用煤作为燃料，煤煅烧后落入煤灰参与物理、化 学反应，得到部分熔融物料，将该部分熔融物料以50~70°C /min的冷却速度冷却至60~ 100°C，得到油井水泥熟料；
[0010] 3)将油井水泥熟料经过3-4天堆放冷却，冷却后与石膏混合后，粉磨，即可得到G 级油井水泥。
[0011] 利用所述发五级旋风预分解系统在预热分解过程中，控制分解炉出口 860±5°C ; C5出口 855±5°C ;物料入窑温度850±5°C ;烟室温度1030±20°C、压力_250±50Pa ;三次 风温 880±30°C、压力 _550±100Pa ;二次风温 1050±30°C、窑头罩压力-30±10Pa。
[0012] 本发明具有以下有益效果：
[0013] 1)煤矸石相对硅砂易磨性好，生料磨产量明显提高。
[0014] 2)煤矸石成分稳定，硅铝比例合适能有效的改善窑况，提高熟料质量，大大减少窑 堆雪人、飞沙等不良现象；
[0015] 3)煤矸石本身具有一定的发热量，能减少煤用量，降低熟料热耗；水泥磨和回转 窑产量大幅提高，大大节省了能源，减少了 CO2的排放，节能减排；
[0016] 4)由于采用煤矸石作为硅质材料，不仅消耗了大量煤矸石，而且保护了矿山资源， 减少了废渣的堆放，有利于保护生态环境；节约了成本，每吨油井水泥相对于使用硅砂做硅 质原材料节约成本约5-6元。
【附图说明】
[0017] 以下各图为实施例1中的G级油井水泥在各大油田应用效果图
[0018] 其中，Λ -稠度（BC)，□-压力（MPa)，?-温度（°C )。
[0019] 图1为本发明实施例1中的G级油井水泥在四川油田西南固井中的应用效果图。
[0020] 图2本发明实施例1中的G级油井水泥在江汉油田中的应用效果图。
[0021] 图3本发明实施例1中的G级油井水泥在长庆油田中的应用效果图。
【具体实施方式】
[0022] 实施例1
[0023] 下面结合实施例来进一步说明本发明，但发明要求的保护范围并不局限于实施例 表述的范围。
[0024] 利用煤矸石作为硅质材料生产优质油井水泥具体操作如下：
[0025] 1)进厂原燃材料尽可能稳定，主要原材料尽可能使用单一矿点，主要原料为石灰 石，硅质材料采用选矿废石，铁质材料采用铁矿采矿废石，铝质材料使用电厂湿粉煤灰，煤 采用榆神煤与碳质页岩按1:1进行搭配。将石灰石，粉煤灰，煤矸石，铁矿采矿废石按重量 比混合后粉磨，控制粉磨成品过80微米筛的筛余物< 18%，得到生料，所述的粉磨过程在 立磨中进行；
[0026] 其中实施中原料的化学成分见表1 :
[0027] 表1实施中原料的化学成分
[0028]
[0029] 一2)将步骤1)中的生料后混合均化，将均化好的生料通过5级预分解窑系统进 行预热分解，控制生料的分解率为93±2%，然后将分解后的生料放入水泥回转炉中在 1350-1400°C下煅烧，煅烧20-22min，煅烧采用煤作为燃料，煤煅烧后落入煤灰参与物理、化 学反应，得到部分熔融物料，将该部分熔融物料以50~70°C /min的冷却速度冷却至60~ 100°C，得到油井水泥熟料；
[0030] 其中实施中配料方案见表2 :
[0031] 表2实施方案的配料
[0032]
[0034] 熟料控制范围为：
[0035] 熟料中二氧化硅被氧化钙饱和成硅酸三钙的程度：KH :0. 91 ±0. 02 ;
[0036] 水泥熟料硅酸盐矿物与溶剂矿物的比例：SM :2. 60 ±0. 1 ;
[0037] 水泥熟料中铝酸三钙含量：C3A :2. 0±0· 5f-cao〈l. 0立升重>1250g/l。
[0038] 实施前后，利用煤矸石配料前后熟料化学分析结果对比表3 :
[0039] 表3利用煤矸石配料前后熟料化学分析结果对比<