一种液硅及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种液娃及其制备方法，更具体地说设及一种液娃及其制备方法。
【背景技术】
[0002] API油井水泥当溫度低于110°C时，具有较低的渗透率，并随溫度的升高，抗压强 度提高，当溫度超过110°c，尤其当溫度超过125°C时，随溫度的升高抗压强度大幅度降低， 渗透率大大提高，运种现象称作水泥石强度高溫退化。溫度越高，水泥石强度退化现象更 加严重，致使失去保护井壁，支撑套管和封隔作用，导致油井破坏。能防止水泥石高溫强度 退化，稳定水泥石强度，降低水泥石渗透率的外加剂，称为防止水泥石高溫强度退化的外加 剂。
[0003] 娃粉作为防止水泥石高溫强度退化的外加剂，在水泥和混凝±中应用广泛，尤其 是热力开采稠油和深井注水泥。
[0004] 娃粉主要类型：娃石粉（即石英砂）和微娃粉。
[0005] 娃粉作为一种高溫稳定剂，能够填充水泥颗粒间的孔隙，同时与水化产物生成凝 胶体。在水泥中渗入适量的娃粉，可起到如下作用：1)显著提高水泥石强度和水泥浆的 防渗透性。2)具有保水、防止离析、降低累送阻力的作用。3)显著延长油井的使用寿命， 特别是在氯盐污染侵蚀、硫酸盐侵蚀、高湿度等恶劣环境下。4)高溫时与水泥水化放出的 Ca(OH)2发生反应，降低了液相中巧离子的浓度，生成耐高溫的C-S-H凝胶，提高其高溫强度 和热稳定性。
[0006] 娃粉密度为2. 1~3.Ig/cm3, 一般在2. 3~2. 6g/cm3。半加密产品堆积密度：0. 2~ 0. 45邑/cm3〇
[0007] 石英砂按使用的用途，可分为细石英粉和粗石英粉，其中细石英粉一般小于等于 200目，国内按不同的要求，在高溫下已广泛应用娃石粉作为高溫抗强度退化剂。
[0008] 微娃粉也叫娃灰，是娃铁和工业娃在高溫烙炼的过程中，随废气逸出的粉尘，烟气 中Si〇2的含量约占烟尘总量的85%，颜色为灰白色，颗粒度非常小，平均粒径约为0. 1~ 0. 15μηι，一般来说，细度小于1μηι的约占80%W上，最小粒径约0. 01μηι。其比表面积可 W达到20~28m7g，比粉煤灰大50倍左右，比水泥约大80~100倍。微娃粉形成时的冷 凝过程极为迅速，所WSi化还没有形成晶体，其矿物属于无定型矿物，它是一种表面活性很 高的火山灰物质，是一种优质的水泥外渗料。
[0009] 在固井现场直接使用娃粉，干混不均匀，粉尘大，环境污染大并对劳动防护要求极 高。但是若将娃粉原地预先配成水浆液再使用，需占用额外场地。对于海洋固井和作业场 地有限的场所，要求使用能在一定时间内保持稳定的娃粉水浆液，即将娃粉加水液化处理 成稳定的水浆液，行业内称"液娃"。国外某公司生产液娃中的Si〇2颗粒粒径为0. 15μm，为 水泥平均粒径的几百分之一，比表面积高达21m2/g，具有极强的表面活性。
[0010] 液娃为Si〇2固体微粒在水中的分散液，易存在沉降分层和SiO2凝胶倾向两大问 题。一般胆存2-3月，即沉降分层，表面析水，底部沉积结块，或者凝胶化不能流动。美国 US5176752公开了醇胺作为稳定剂的制备方法，EP1534646公开了汉生胶、CMC、肥C及其混 合物等作为稳定剂的方法，但是运些专利中公开的分散剂和稳定剂及其方法，在实际使用 中效果并不明显，并且引入的有机物还增加了液娃染菌几率，液娃夏季存放发臭，冬季沉降 分层和凝胶倾向严重无法通过揽拌恢复流动性，影响使用。
【发明内容】
[0011] 针对现有技术中存在的娃液存储时易腐臭、液体不均一等问题，本发明提供了一 种液娃，该娃液能够效地抑制娃粉分散液的沉降和凝胶倾向，延长保存时间。
[0012] 本发明的目的通过W下技术方案实现。
[0013] 一种液娃，包括微娃粉，石英砂，除臭剂，抑调节剂，抑返调剂，防腐剂，各组分质 量百分比为：微娃粉15-50% ;石英砂5-60% ;除臭剂0. 01-0. 2% ;抑调节剂0. 01-0. 65% ; 抑返调剂0. 01-0. 65% ;防腐剂0. 05-0. 2 % ;加入工艺水至100%。
[0014] 优选地，所述液娃还包括分散剂、胶体稳定剂、抗冻剂，各组分质量百分比为：分散 剂0-0. 50% ;胶体稳定剂0-0. 50% ;抗冻剂0-25. 0%。
[0015] 本发明液娃是采用在高速分散加外循环条件下，通过返调抑值的工艺的方法而 制备的。通过精选的微娃粉和/或石英砂，在1400-300化pm高速分散加外循环条件下，根据 分散液初始酸、碱性，选用碱、酸将娃粉分散液抑值调至8.0-3. 0，再用酸、碱将抑值返调至 4. 2-7. 2。具体过程为：当微娃粉和石英砂混合物分散液初始为中性或碱性，选用酸作为pH 调节剂，先调整抑值至1. 5-6. 5,再用碱作为抑返调剂，返调抑至4. 2-7. 2 ;当微娃粉和石 英砂混合物分散液初始为酸性，选用碱作为抑调节剂，先调整抑值至7. 0-8. 5,再用酸作为 抑返调剂，返调抑至4. 2-7. 2。控制娃粉分散液最终抑值4. 2-7. 2,粘度在15-400mPa.S。 返调抑值过程中，原位生成的盐，吸附在分散的Si〇2凝粒表面，增加微粒间的相斥力，有效 地抑制娃粉分散液的沉降和凝胶倾向。一般胆存可延长到4-6月，而无明显沉降分层和凝 胶化倾向，浆液较为均匀，流动保持好。
[0016] 本发明精选的微娃粉Si〇2的含量85%W上，优选90%W上，最优选95%W上，颜 色为灰白色，颗粒度非常小，平均粒径约为0. 1~0. 15μm，一般来说，细度小于1μm的约占 80%W上，最小粒径约0. 01μπι。本专利选用的娃粉的指标要求和典型代表，见表1.
[0017] 表1.本专利选用的娃粉指标要求和典型代表
[0018]
阳020] 精选的石英粉Si〇2的含量95%W上。微娃粉占液娃浆体的15-50% (wt% )，石 英粉占液娃浆体的5-60% (wt%)。液娃分散液中固含量为40-80% (wt%)，一般控制在 约 50 %(wt% )。
[0021] 本发明视所选用娃粉原料的酸碱性，选用中和酸或碱。若娃粉为中性和碱性巧％ 水溶液抑值> 7. 0)，选用酸中和并调整抑值至1. 5-6. 5;若娃粉为酸性巧％水溶液抑值 < 7.0)，选用碱中和并调整抑值至7. 0-8.5 ;可选用的酸包括：硫酸、盐酸、憐酸、硝酸等无 机酸，和甲酸、醋酸、巧樣酸等有机酸。酸性调节剂用量一般在0-0. 65%;可选用的碱包括： 碱金属和碱±金属氨氧化物，碱金属碳酸盐，和碱±金属氧化物，和醇胺类有机碱等，碱性 调节剂用量一般在0-0. 65%。所选用得酸或碱，在使用时可预先配置成10-50%的水溶液， W便使用和控制用量。
[0022] 本发明返调碱或酸调节剂可选用上述碱或酸，即先前用碱中和并调整抑值调至 7. 0-8. 5,该步用酸返调节抑值返调至4. 2-7. 2;先前用酸中和并调整抑值调至1. 5-6. 5 的，该步用碱返调节pH值至4. 2-7. 2。返调碱或酸调节剂用量一般在0-0. 65%。控制娃粉 分散液终抑值调4. 2-7. 2,粘度在15-400mPa.S。返调抑值过程中，原位生成的盐，吸附在 分散的Si化凝粒表面，有效地抑制娃粉分散液的沉降和凝胶倾向。一般胆存可延长到5-6 月，而无明显沉降分层和凝胶化倾向，浆液较为均匀，流动保持好。
[0023] 本发明除臭剂用于去除由于原料微娃带入的含S成份，在遇水发臭问题。常见的 过氧化物、次面酸盐、高铁酸钟、硝酸钢等都可作为除臭剂使用，本专利优选过碳酸钢、漂白 粉。除臭剂用量为浆体的0.01-0. 2%，优选0.02-0. 1%。
[0024] 液娃胆存期间，尤其夏季，会出现发臭现象，选用硝酸钢、苯甲酸钢等防腐剂可有 效抑制隧硫酸盐菌的产生，避免发臭现象。一般用量占浆体的0. 01-0. 02%。
[00巧]本专利可选用六偏憐酸钢、焦硫酸钢、Ξ聚憐酸钢等憐酸盐，和丙締酸均聚物和共 聚物等做分散剂，分散剂一般用量占浆体的0-0. 5%，优选分散剂为BASF公司的FS20;本专 利也可选用黄原胶、纤维素类的增稠剂，和膨润±、凹凸棒±、海泡石等无机增稠剂作为胶 体稳定剂，一般用量占浆体的0-0. 5%。为了能在冬季0°CW下使用，本专利配方可选加入 抗冻剂，抗冻剂一般为多元醇类，抗冻剂预先加入到计量的水中制成抗冻液再使用。优选抗 冻剂为乙二醇，用量占浆体的0-25%，优选10-20. 0%，可-20°CW上方便使用。
[0026] 本专利工艺水可W是去离子水和自来水，优选去离子水，至100%。
[0027] 本发明的另一目的是提供该液娃制备方法。
[0028] 液娃配方中无抗冻剂、分散剂、胶体稳定剂时，制备方法包括W下步骤：
[0029] 1)将计量的60-70 %工艺水放到揽拌调整罐T-1内，另一部分计量的工艺水放到 高速分散罐T-2内，开启分散罐T-2高速分散器，1400-3000巧m下，室溫分散5-30min;
[0030] 2)开启调整罐T-1底部放料阀Π，同时开启分散罐T-2中的液下累，将分散罐T-2 中的物料通过40目过滤器累入调整罐T-1中，通过调节调