[发明专利]一种纤维韧性固井材料

说明书

本发明公开了一种纤维韧性固井材料，涉及固井材料技术领域。本发明的固井材料括以下按质量百分比计的原料：无机凝胶材料70‑90%，改性增韧材料2‑8%,增强材料1‑10%,填充材料1‑15%；所述改性增韧材料包括以下按质量百分比计的原料：纤维材料70‑90%，有机分散助剂5‑10%和无机分散助剂5‑20%；本发明可以使纤维在水泥材料等凝胶材料中分散，减少团聚，加大纤维在水泥基材料中的使用比例，改善水泥浆抗压强度、抗裂性、韧性、耐久性、减少收缩。在井下作业时实现纤维水泥的可泵性，减少水泥石裂缝，防止气窜水窜，提高固井作业的安全性。

技术领域

本发明涉及固井材料技术领域，更具体地说涉及一种纤维韧性固井材料。

背景技术

为了提高水泥性能，纤维常常被用于各种水泥基材料，包括砂浆、混凝土和纤维水泥产品，虽然这种尺寸随机分布的纤维可以改善混凝土的某些力学性能，但由于纤维“成球”或絮凝和非均匀分散的可能性，对其混合和分散的要求通常更高。

在固井行业，长纤维不容易泵送，纤维混合和分散的难度，限制了纤维的使用量，在固井水泥中，纤维的实际加入泥浆中的量小于2%，固井材料用的纤维长度不超过10mm，不能更好地发挥纤维在砂浆、混凝土等水泥产品中的性能。

发明内容

为解决上述现有技术中存在的问题，本发明提供了一种纤维韧性固井材料。可以使纤维在水泥材料等凝胶材料中分散，减少团聚，加大纤维在水泥基材料中的使用比例，改善水泥浆抗压强度、抗裂性、韧性、耐久性、减少收缩。在井下作业时实现纤维水泥的可泵性，减少水泥石裂缝，防止气窜水窜，提高固井作业的安全性。

一种纤维韧性固井材料，其特征在于：包括以下按质量百分比计的原料：

无机凝胶材料70-90%，改性增韧材料2-8%,增强材料1-10%,填充材料1-15%；

所述改性增韧材料包括以下按质量百分比计的原料：纤维材料70-90%，有机分散助剂5-10%和无机分散助剂5-20%；所述无机分散助剂为富硅材料；所述有机分散助剂为支链淀粉类物质；所述改性增韧材料是通过下述制备方法得到的：

步骤A、将纤维材料与有机分散剂放入混拌设备中混拌，使其混合；

步骤B、将步骤A中得到的混拌好的预制纤维材料放入球磨机中，粉磨20-30min；

步骤C、将步骤B所得到的粉磨后的预制纤维材料与无机分散剂放入混拌设备中混拌，混拌完成后得到所述改性增韧材料。

所述的无机凝胶材料为硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥中的一种。

所述增强材料为石墨粉，所述石墨粉为片状石墨粉、球状石墨粉、胶体石墨粉中的一种或几种的混合；石墨粉粒径为200-400目，纯度大于80%。

所述填充材料为超细碳酸钙粉，所述超细碳酸钙粉的比表面积＞800 cm²/g。

所述纤维材料为纤维素纤维和可再生纤维中的一种或几种的混合。

所述纤维素纤维包括木质纤维，所述木质纤维包括橡树纤维、苎麻纤维、甘蔗渣或山杨纤维中的一种或多种的组合；所述可再生纤维，包括来源于纸制品的纸浆纤维。

所述纤维材料的纤维长度为0.01-20mm。

所述无机分散助剂为粉煤灰、微硅粉和偏高岭土中的一种或几种的混合。

所述支链淀粉为马铃薯淀粉和/或玉米淀粉。

与现有技术相比，本发明所带来的有益的技术效果表现在：

1、本发明采用淀粉作为分散助剂能够提高纤维分散性能，减少团聚，在与无机凝胶材料混合后，能够体现更好的性能。改性增韧材料中的淀粉及富硅材料易得，价格低廉。