[发明专利]一种可燃冰开采专用特种气井水泥浆

说明书

本发明公开了一种可燃冰开采专用特种气井水泥浆，属于可燃冰开采专用固、气井胶凝材料技术领域。所述水泥浆体按重量百分比计包括以下原材料：专用特种气井水泥50～60％，增强材料15～30％，空心微珠10～30％，外加剂3～6％，其中，所述专用特种气井水泥为高阿利特水泥，所述高阿利特水泥按重量百分比计，包括硅酸三钙80‑85％，硅酸二钙8‑10％，铝酸三钙5‑8％，铁铝酸四钙0‑3％。本发明的可燃冰开采专用特种气井水泥浆，具有密度低、强度高，工作性及稳定性好等特性。

技术领域

本发明涉及可燃冰开采固井胶凝材料技术领域，尤其涉及一种可燃冰开采专用特种气井水泥浆。

背景技术

天然气水合物俗称可燃冰，主要蕴藏在深海和陆地冻土带。许多国家都把目光投向了可燃冰这种鲜为人知的新型能源，并被科技界列为常规油气资源的可替代性资源。可燃冰能量密度非常高，达到煤的10倍，燃烧后不产生任何残渣和废气，每立方米可释放出160-180m³的天然气，仅海底可燃冰的储量就够人类使用1000年。因此，对天然气水合物开采的研究，可为今后现场进行大规模的开采水合物气藏提供科学的技术支持，具有非常重要的意义。

可燃冰分子结构就像一个一个由若干水分子组成的笼子。形成可燃冰有三个基本条件：温度、压力和原材料。首先是低温，可燃冰在0-10℃时生成，超过20℃便会分解。海底温度一般保持在2-4℃左右；其次是高压，可燃冰在0℃时，只需30个大气压即可生成，而以海洋的深度，30个大气压很容易保证，并且气压越大，水合物就越不容易分解。最后是充足的气源，海底的有机物沉淀，其中丰富的碳经过生物转化，可产生充足的气源。海底的地层是多孔介质，在温度、压力、气源三者都具备的条件下，可燃冰晶体就会在介质的空隙间中生成。

天然气水合物开采就是通过降压、加热等手段破坏水合物稳定存在的平衡条件，使其分解为天然气和水，然后通过井筒采至地面。在进行可燃冰开采时开采工艺和实际粉砂质水合物复杂的柔软地质层，对可燃冰开采专用特种气井水泥浆提出了较高的技术要求。

因此，本领域技术人员致力于开发一种可燃冰开采专用特种气井水泥浆，根据低温水化机理，设计研发的一种具有水化热低、早期强度高、工作性好的专用特种气井水泥浆，满足材料的密度低、水化热低、早期强度高的要求。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供具有水化热低、早期强度高、工作性好的可燃冰开采专用特种气井水泥浆，使其具有低温4℃24h抗压强度≥4Mpa，绝热温升≤30℃的特点。

为实现上述目的，本发明提供了一种可燃冰开采专用特种气井水泥浆，按重量百分比计，所述水泥浆包括：专用特种气井水泥50～60％，增强材料15～30％，空心微珠10～30％，外加剂3～6％，其中，所述专用特种气井水泥为高阿利特水泥，所述高阿利特水泥按重量百分比计，包括硅酸三钙80-85％，硅酸二钙8-10％，铝酸三钙5-8％，铁铝酸四钙0-3％。

本发明与现有技术相比，其优势在于：

(1)本发明的可燃冰开采专用特种气井水泥浆具有良好的水泥石早期强度高，施工工期短，适应复杂的柔软地质层；

(2)本发明的可燃冰开采专用特种气井水泥浆有效改善水泥浆流变性，有效降低触变性，工作性能好；

(3)本发明的可燃冰开采专用特种气井水泥浆水化热低，满足可燃冰开采工艺要求。

具体实施方式

本发明公开了一种可燃冰开采专用特种气井水泥浆，按重量百分比计，所述水泥浆包括：专用特种气井水泥50～60％，增强材料15～30％，空心微珠10～30％，外加剂3～6％，其中，所述专用特种气井水泥为高阿利特水泥，所述高阿利特水泥按重量百分比计，包括硅酸三钙80-85％，硅酸二钙8-10％，铝酸三钙5-8％，铁铝酸四钙0-3％。