[发明专利]一种工业废渣油井水泥及其制备方法

说明书

本发明公开了一种工业废渣油井水泥及其制备方法，包括生料：电石渣干粉72％～80％、钢渣6.6％～14.8％、黄矸石4.5％～9.7％、硅石3.5％～8.9％；外掺料：石膏；由生料经煅烧为熟料后，按照熟料与外掺料比例为(96～98.5)：(1.5～4)掺和。本发明工业废渣油井水泥经电石渣烘干、生料制备、熟料煅烧和水泥制备工艺步骤制得。该方法制备的工业废渣油井水泥具有较好的比表面积，同时具备优异的抗压强度特性，制得的水泥质量稳定；且该方法降低了工业废渣处置，减少了环境污染，节能环保，成本低。

技术领域

本发明涉及无机胶凝材料技术领域，具体涉及一种工业废渣油井水泥及其制备方法。

背景技术

能源作为人类赖以生存的基础，是人类发展的驱动力。石油是一种不可再生资源，属于一次能源，在当今世界能源组成中占着举足轻重的地位。在石油开采过程中，固井工作是保证安全开采的前提条件。

油井水泥专用于油井、气井的固井工程，又称堵塞水泥。它的主要主用是将套管与周围的岩层胶结封固，封隔地层内油、气、水层，防止互相串扰，以便在井内形成一条从油层流向地面且隔绝良好的油流通道。油井水泥的基本要求为:水泥浆在注井过程中要有一定的流动性和适合的密度；水泥浆注入井内后，应较快凝结，并在短期内达到相当的强度；硬化后的水泥浆应有良好的稳定性和抗渗性、抗蚀性。

为规范固井油田水泥的性能要求，我国依据API油井水泥标准制定《油井水泥》(GB/T10238-2015)。按照标准，我国油井水泥分为A级、B级、C级、D级、G级和H级六个等级，包括普通型(O)、中抗硫酸盐型(MSR)和高抗硫酸盐型(HSR)；其中G级油井水泥:由水硬性硅酸钙为主要成分的硅酸盐水泥熟料，通常加人适量的符合GB/T 5483的石膏共同粉磨制成的产品。在生产G级水泥时，除了加石膏或水或两者一起与熟料粉磨或混合外，不得掺加其他外加剂。当使用降低水溶性六价铬含量的化学外加剂时，不能影响油井水泥的预期性能。该产品是一种基本油井水泥，有中抗硫酸盐(MSR)和高抗硫酸盐(HSR)两种类型。

传统的油井水泥熟料采用石灰石、粘土、砂岩、铁矿石、煤等天然矿产资源和能源为原料进行配料煅烧，能耗较高，成本较高，不仅浪费了大量的天然资源和能源，而且排放大量CO₂及其它有害气体，污染环境严重。

钢渣作为炼钢排出的废渣，用于生产水泥报道较多；而电石渣作为电石法乙炔产生的大宗工业废渣，目前正常情况下的处理方式为生产水泥，但仅限于生产通用硅酸盐水泥，在制备油井水泥熟料中并未见相关报道。

目前人类对自身生存环境的要求越来越高，生态文明建设也愈演愈烈。利用工业废渣生产油井水泥不仅符合保护环境、降低污染的环保理念，而且具有变废为宝、降低工业废渣处置和生产成本的积极社会效果。

发明内容

为解决现有技术中存在的上述缺陷，本发明的目的在于提供一种工业废渣油井水泥及其制备方法，该方法制备的工业废渣油井水泥具有较好的比表面积，同时具备优异的抗压强度特性，水泥质量稳定；且该方法节能环保，成本低，减少环境污染。

本发明是通过下述技术方案来实现的。

一种工业废渣油井水泥，包括下述干基质量比的原料：

生料：

电石渣干粉72％～80％、钢渣6.6％～14.8％、黄矸石4.5％～9.7％、硅石3.5％～8.9％；

外掺料：

石膏；

由上述生料经煅烧为熟料后，按照熟料与外掺料比例为(96～98.5)：(1.5～4)掺和。

进一步，所述石膏中SO₃≥35％，结晶水≥10％，不溶物≤10％。

本发明进一步给出了一种工业废渣油井水泥的制备方法，包括以下步骤：