本發(fā)明公開了一種固井用納米二氧化硅乳液、制備方法及應(yīng)用。所述納米二氧化硅乳液由微硅、蒸餾水、分散劑、絡(luò)合劑、溶于水的醇、乳化劑、消泡劑、表面處理劑、pH調(diào)節(jié)劑組成；以蒸餾水為100重量份計(jì)，各組分用量如下：微硅43～150重量份；分散劑0.043?0.43重量份；絡(luò)合劑0.043?0.43重量份；溶于水的醇0.043?7.5重量份；乳化劑0.043?0.86重量份；消泡劑0.043?0.43重量份；表面處理劑0.043?12重量份；pH調(diào)節(jié)劑0.000001～0.0315重量份。其固含量可達(dá)60％，粘度小于0.15Pa·s，穩(wěn)定期可達(dá)1年、可用于油氣井固井水泥漿。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鉆井固井領(lǐng)域，進(jìn)一步地說，是涉及一種固井用納米二氧化硅乳液、制備方法及應(yīng)用。

背景技術(shù)

微硅是在冶煉硅鐵和工業(yè)硅(金屬硅)時(shí)，熱電爐內(nèi)產(chǎn)生出大量揮發(fā)性很強(qiáng)的SiO₂和Si氣體，氣體排放后與空氣迅速氧化冷凝沉淀而成，它是工業(yè)冶煉中的副產(chǎn)物，主要成分為的無定型SiO₂。其平均粒徑在150nm-200nm，同水泥顆粒相比存在數(shù)量級的差別。它是一種比表面積很大，活性很高的火山灰物質(zhì)，加入油氣井水泥中，可以大幅度提高水泥石的抗壓、抗折、抗?jié)B、防腐、抗沖擊等性能，還具有提高水泥漿穩(wěn)定性的作用。通常微硅表面存在極性基團(tuán),極易發(fā)生團(tuán)聚，團(tuán)聚體的尺寸與水泥顆粒尺寸接近。目前，微硅主要通過干混的形式加入到油井水泥中，不能充分發(fā)微硅在油井水泥里的填充作用，降低滲透率與防止氣竄、水竄效果有限。并且，微硅粉在輸運(yùn)、干混等過程易產(chǎn)生揚(yáng)塵，微硅與水泥或者其他干混材料的密度差也可導(dǎo)致干混不均勻。因此，以微硅為原料制備二氧化硅乳液對改善微硅在油氣井水泥漿中的應(yīng)用效果和應(yīng)用方式是非常重要的。

JP2007326727，2007公開了采用含有羧酸基團(tuán)、酰胺基團(tuán)、磺酸基團(tuán)的水溶性共聚物為分散劑，并可選擇聚苯乙烯磺酸鹽制備二氧化硅分散液，該分散液可作為一種水泥外加劑使用。該方法的主要問題在于：采用這種方法制備的分散液在長期儲備中產(chǎn)生膠凝現(xiàn)象，甚至是產(chǎn)生無法恢復(fù)的膠凝現(xiàn)象，影響使用。

US6983800B2公開了一種以微硅為原料，制備二氧化硅分散液的方法，主要采用白油、親油粘土、親油表活劑山梨糖醇酐三油酸酯與親水表活劑聚氧乙烯山梨糖醇酐三油酸酯乳化分散，可以用做水泥漿外加劑。該方法的主要問題在于：該二氧化硅分散液中含有礦物油與親油粘土，對水泥漿的性能有很大負(fù)面影響。

201210035276.4公開了使用聚羧酸類分散劑來制備微硅水性懸浮液。該方法主要有三方面缺點(diǎn)：1、沒有使用表面處理的方法，不利于實(shí)現(xiàn)長期穩(wěn)定。2、使用聚羧酸鹽類分散劑，時(shí)間久易變質(zhì)，并伴隨有腐臭味，也不利于實(shí)現(xiàn)長期穩(wěn)定。3、沒有對微硅中其他金屬氧化物雜質(zhì)進(jìn)行處理，影響長期穩(wěn)定性。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有技術(shù)中出現(xiàn)的問題，本發(fā)明提供了一種固井用納米二氧化硅乳液、制備方法及應(yīng)用。其固含量可達(dá)60％，粘度小于0.15Pa·s，穩(wěn)定期可達(dá)1年、可用于油氣井固井水泥漿。

本發(fā)明的目的之一是提供一種固井用納米二氧化硅乳液。

所述納米二氧化硅乳液由微硅、蒸餾水、分散劑、絡(luò)合劑、溶于水的醇、乳化劑、消泡劑、表面處理劑、pH調(diào)節(jié)劑組成；

納米二氧化硅乳液中固含量為總重量的30—60％；

以蒸餾水為100重量份計(jì)，各組分的用量范圍如下：

蒸餾水 100重量份；

微硅 43～150重量份；優(yōu)選為67～150重量份；

分散劑 0.043-0.43重量份，優(yōu)選為0.335-0.43重量份；

絡(luò)合劑 0.043-0.43重量份，優(yōu)選為0.335-0.43重量份；