[发明专利]一种高抗压强度、低杨氏模量固井韧性水泥组合物

摘要

本发明提供了一种高抗压强度、低杨氏模量固井韧性水泥组合物。以重量份计，该韧性水泥组合物的成分包括：水泥100份、增韧剂3～10份、降失水剂3～5份、缓凝剂0.05～0.1份、分散剂0.1～0.5份、消泡剂0.1～0.2份以及水30～50份。该韧性水泥组合物可以依据API10A规范配制得到。本发明提供的韧性水泥组合物具有较高抗压强度的同时还具有较低的杨氏模量，即具有较高韧性系数(抗压强度/杨氏模量)，可有效改善井筒的长期密封完整性。

主权项

1.一种高抗压强度、低杨氏模量固井韧性水泥组合物，以重量份计，其由以下成分组成：水泥100份、增韧剂3～10份、降失水剂3～5份、缓凝剂0.05～0.1份、分散剂0.1～0.5份、消泡剂0.1～0.2份以及水30～50份；其中，所述增韧剂为含有晶须材料的增韧剂，并且所述晶须材料为钛酸钾晶须、硼酸铝晶须、硫酸镁晶须、碳化硅晶须以及硼酸镁晶须中的一种或几种的组合；以重量份计，所述增韧剂的原料组成为：20～60份晶须材料、5～10份表面活性剂、5～10份硅烷偶联剂、1～5份消泡剂、10～25份稳定剂、100份水以及250～1000份无水乙醇；其中，所述表面活性剂为苯乙烯基苯酚聚氧乙烯醚、十二烷基磺酸钠以及脂肪酸聚氧乙烯醚中的一种或几种的组合；所述硅烷偶联剂为KH‑550和/或KH‑560；所述消泡剂为磷酸三丁酯；所述稳定剂为超细矿渣、白炭黑、微硅粉、硅灰石粉、纳米二氧化硅以及黄原胶中的一种或几种的组合；所述增韧剂是通过以下步骤制备的：(1)硅烷偶联剂稀释液的配制：以重量份计，将5～10份硅烷偶联剂用250～1000份无水乙醇配成质量分数为1～2％的稀释液；(2)晶须的表面改性：以重量份计，将20～60份晶须材料、5～10份表面活性剂、1～5份消泡剂及步骤(1)配制好的硅烷偶联剂稀释液依次倒入盛有100份水的容器中，搅拌20～40min，再置于超声波中分散20～40min，抽滤后得到改性晶须；(3)增韧剂的制备：以重量份计，将步骤(2)得到的改性晶须在100～150℃条件下干燥48～96h，再将干燥后的改性晶须与10～25份稳定剂进行共混，得到所述的增韧剂。