一种水化硅酸钙悬浊液及其制备方法与应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114058346A(43)申请公布日2022.02.18(21)申请号202010759805.X(22)申请日2020.07.31(71)申请人中国石油化工股份有限公司地址100728北京市朝阳区朝阳门北大街22号申请人中国石油化工股份有限公司石油工程技术研究院(72)发明人刘学鹏丁士东刘伟(74)专利代理机构北京聿宏知识产权代理有限公司11372代理人吴大建康志梅(51)Int.Cl.C09K8/467(2006.01)C01B33/24(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图4页(54)发明名称一种水化硅酸钙悬浊液及其制备方法与应用(57)摘要本发明提供了一种水化硅酸钙悬浊液及其制备方法和应用。所述水化硅酸钙悬浊液包括在催化剂在下，钙化合物、烷氧基硅烷和水反应的产物，所述催化剂选自盐酸金刚烷胺和/或乌洛托品。本发明从微观纳米结构出发，合成并筛选成分更为单一、结构更为规则的目标CSH产物。获得了一种颗粒状的CSH，在显著增强水泥早期强度的同时，不促凝。CN114058346ACN114058346A权利要求书1/1页1.一种水化硅酸钙悬浊液，其包括水化硅酸钙和催化剂，所述催化剂为盐酸金刚烷胺和/或乌洛托品。2.根据权利要求1所述的水化硅酸钙悬浊液，其特征在于，所述催化剂为盐酸金刚烷胺和乌洛托品，其中，所述盐酸金刚烷胺和乌洛托品的质量比为0.1:1-10:1，优选为0.1:1-5:1，更优选为0.5:1-2:1。3.根据权利要求1或2所述的水化硅酸钙悬浊液，其特征在于，所述水化硅酸钙的平均粒径为100-300nm；所述水化硅酸钙在所述悬浮液中的质量含量为8-20％。4.一种水化硅酸钙悬浊液的制备方法，其包括在催化剂存在的条件下，使钙化合物、烷氧基硅烷和水反应，所述催化剂选自盐酸金刚烷胺和/或乌洛托品。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述催化剂为盐酸金刚烷胺和乌洛托品，其中，盐酸金刚烷胺和乌洛托品的质量比为0.1:1-10:1，优选为0.1:1-5:1，更优选为0.5:1-2:1。6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述钙化合物选自硝酸钙、氯化钙和氧化钙中的一种或多种；和/或所述烷氧基硅烷选自C1-C6烷氧基硅烷，优选选自四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、四丙氧基硅烷和四正丁氧基硅烷中的一种或多种。7.根据权利要求4-6中任意一项所述的方法，其特征在于，以钙与硅的摩尔比计，所述钙化合物和所述烷氧基硅烷的摩尔比为0.8-1.2:1，优选为1:1；和/或所述钙化合物与水的质量比为1:8-20，优选为1:10-15；和/或所述催化剂的加入量占所述钙化合物、烷氧基硅烷和水总量的0.005-0.05wt％，优选为0.02-0.04wt％。8.根据权利要求4-7中任意一项所述的方法，其特征在于，所述反应的温度为30-70℃，优选为40-60℃；和/或所述反应的时间为2-10h，优选为4-8h。9.一种权利要求1-3中任意一项所述的水化硅酸钙悬浊液或权利要求4-8中任意一项所述方法制备的水化硅酸钙悬浊液在固井中的应用。10.一种固井水泥浆，其包括权利要求1-3中任意一项所述的水化硅酸钙悬浊液或权利要求4-8中任意一项所述方法制备的水化硅酸钙悬浊液和水泥，优选地，所述水化硅酸钙悬浊液的质量占水泥质量的0.1-5％，优选0.5-2％。2CN114058346A说明书1/6页一种水化硅酸钙悬浊液及其制备方法与应用技术领域[0001]本发明属于固井技术领域，具体涉及一种水化硅酸钙悬浊液及其制备方法与应用。背景技术[0002]油气井固井的主要原材料是油井水泥和水泥外加剂以及外掺料。多年来，随着石油工业的不断发展，石油和天然气的开发难度越来越高，由于油气井勘钻探的区域越来越广，钻井深度越来越深，加上深海油气勘探的发展、非常规油气的发展等，使固井环境越来越恶劣(高温、高压、超低压漏失、深水、高腐蚀环境等)，固井工艺越来越复杂，对固井技术的要求越来越高。固井技术的进步对所使用的油井水泥，水泥外加剂以及外掺料的性能也不断提出新的要求。因此，油井水泥、水泥外加剂以及外掺料也在不断的发展和完善，其性能随固井工艺、技术的要求而不断改进。[0003]油井水泥属于硅酸盐水泥，是以硅酸盐水泥熟料为基本材料的水泥，是专门用于油气井固井的水泥。它是按照使用条件所规定的某些物理和化学的性能标准而生产的。油井水泥的主要矿物成分是硅酸钙，硅酸钙在水泥中的含量可以高达75％，与水反应后生成水化硅酸钙，其对水泥浆和水泥石的性能起着至关重要的作用。发明内容[0004]为了解决上述技术问题，本发明通过合成特定结构的水化硅酸钙，筛选出对水泥水化产物具有诱导组装特性的优选结构，提升水泥浆和水泥