3M中空玻璃微球在固井钻井中的应用
空心玻璃微珠在固井水泥方面的应用优势
高性能空心玻璃微珠在固井水泥方面的应用优势高性能空心玻璃微珠是一种中空的微米级圆球粉末状超轻质无机非金属材料，因性能优异，被誉为“复合材料之王”、“新时代的空间材料”、“魔粉”，是二十一世纪高端复合材料的主流品种，是近些年来在全世界特别是发达国家得到广泛应用的新型功能性工业填料，具有质量轻、强度高、隔热保温、流动性好、耐腐蚀等诸多独特的特点。
它是制造大飞机等航空航天器必需的特种材料，是海洋领域通用的基础材料，是军事工业不可或缺的核心材料，是油气田开采中最抗压的密度调节材料，是建筑、电子、化工、汽车、塑料、油漆涂料、体育用品、玻璃钢、代木、人造大理石等众多行业的特种功能性填充料，有着广阔的市场应用前景和神奇的产品应用效果。
固井水泥适用型号HN40、HN46、HN601、密度可调范围广，降低密度效果明显，保护油气层。
空心玻璃微珠低密度水泥浆较低能降低至0.70g/cc.目前，密度为1.10-1.15g/cc的空心玻璃微珠低密度水泥浆已在各大油田使用。
2、抗压前度高、高温高压下稳定性好等特点。
空心玻璃微珠属于无机非金属类材料，耐高温，化学稳定性好。
3、有助于降失水率。
空心玻璃微珠粒径较小，易在滤饼表面堵塞微小空洞从而形成致密滤饼。
4、可调整稠化时间。
5、流化性良好。
由于空心玻璃微珠是正球体，可与其他油井水泥添加剂配伍，故流变性良好完全满足固井要求。
6、充填率高。
空心玻璃微珠是小粒径的完美球体，可与微硅等外加剂紧密结合，充填率高。
7、防气窜性能优良，封隔油气水层。
含有空心玻璃微珠的干混料与各外加剂及水混合后可形成致密的网格结构，与套管胶结强度高，有效的封隔油气水层，防止漏失，污染油层，有效的防止地层其他腐蚀性气体或液体服饰套管。
8、空心玻璃微珠低密度水泥浆能有效地降低深海才有平台承重，有效分隔海水、防止腐蚀套管，同时空心玻璃微珠具有保温隔热功能，能有效阻止深海采油管道与海水的热量交换，防止钻井液、完井液及石油温度太低导致泵难吸。
高性能空心玻璃微珠的应用研究
刘亚辉：高性能空心玻璃微珠的应用研究 33高性能空心玻璃微珠的应用研究刘亚辉，冯建林，许传华（中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司，安徽 马鞍山 243004）摘 要：介绍了高性能空心玻璃微珠的特点，其作为一种多功能填料已经在塑料、玻璃钢、涂料、乳化炸药、石油开采、电磁红外等诸多领域得到广泛应用。
高性能空心玻璃微珠应用在塑料、玻璃钢、石油开采时，是一种密度调控剂，可以有效减低密度；在涂料中应用起到了保温隔热的作用；在乳化炸药中应用则起到了稳定剂、敏化剂的作用。
具有诸多功能的玻璃微珠将拥有更广阔的应用前景。
关键词：高性能空心玻璃微珠；功能填料；复合材料；应用高性能空心玻璃微珠(以下简称空心玻璃微珠)是一种新型节能、清洁轻质填料。
由于其具有中空、质轻、隔热保温、电绝缘强度高、耐磨、耐腐蚀、防辐射、隔音、吸水率低、化学性能稳定等特点。
在上个世纪90年代先后由美国3M公司和PQ公司进行批量生产，在国外空心玻璃微珠作为复合材料多功能填充剂，广泛应用于橡塑、涂料、玻璃钢、乳化炸药、石油钻探等领域。
国内对高性能空心玻璃微珠的应用起步较晚，但随着国人对其结构特点认识的逐步深入高性能空心玻璃微珠的使用被越来越多的领域所关注。
1 空心玻璃微珠特性空心玻璃微珠主要化学成分是碱石灰硼硅酸盐玻璃。
图1为空心玻璃微珠的偏光显微镜照片。
从图中看出：微珠是一颗颗透明的微米级玻璃质密闭中空正球体，有坚硬的球壳，球体内充有稀薄的N2。
从在宏观上看是纯白色的粉末。
其粒径大小不等，最小颗粒粒径为2µm，其平均粒径为35µm。
壁厚约为其直径的10%。
因为中空使它具有质轻的特点，而粒径大小不等可以形成粒径互补，具有合理填补空隙的特点[1]。
图1 空心玻璃微珠的偏光显微镜照片空心微珠作为一种新型的无机填料，它具有以下优点：(a)真密度小，容易在有机体系中均匀分散，而且可在0.25~0.60g/cm3之间进行密度调节。
(b)抗压能力强，可在2~60Mpa之间进行调节。
中空玻璃微珠低密度钻井液的现场应用工艺
轻 剂配 制 Ｘ ＭＡＧ生 物 聚合 物 正 电胶 聚 合 醇 水平 井
钻 井液 （ 密度 为 ０ ８ ／ ｍ ） ２ ５ ９ｍｍ 井 段 于 ． ５ｇ ｃ 。 。 １ ． ２０ ０ ７年 ３月 ２ ９日开钻 ，０ ７ ４月 ２ ２０ 年 ５日钻 至井深
ห้องสมุดไป่ตู้
相 容 性 好 ， 会 出 现 漂 浮 现 象 。 ＨＧＳ 钻 井 液 不 当 在 中的加 量 达到 ２ ～３ ￣ 左右 时 ， 井 液 的各项 性 ０ ０６ ／ 钻
井进行 了应用 。应 用 结果 表 明 ， 钻 井 液 具 有 密 度 该 低 、 散性 好 、 平 段 润 滑减 阻及 清 砂效 果 好 、 能 分 水 性 控 制容 易 和钻速 高 、 配制 安 全 等 特 点 。试 验 中也 出 现 了需 要进 一步 改进 的 固相控 制和 回收 等 问题 。
配方如 下 ： （ ～ ３ ） 润 土 ＋ ０ ２ Ｎａ ２ 膨 ． ＯＨ＋ （ ～ ２
１ 工 程 概 况
先导 工 艺试 验 井广 安 ０ ２Ｈ１井是 位 于川 渝 地 ０－
区的 １口大位 移井 ， 水平 段长 ２ １ ０ ０ｍ。该 井 水平 段 钻进 集 中应用 了 多项 先 进 钻 井 工艺 技 术 ： 用 进 口 使
摘 要 为 提 高 机 械 钻 速 、 小 对 产 层 的 污 染 ， 压 油气 藏 的钻 探 开 发 有 时 需使 用 密度 低 于 １ ｏ ／ ｍ 减 低 ． ｏｇ ｃ 。的钻 井
液 。 采 用 密 度 为 ０３ ～Ｏ ６ ／ｍ。的 中空 玻 璃 微 珠 ＨＧ ． ８ ． ０ｇ ｃ Ｓ配 制 出 了 密度 为 ０ ８ ／ｍ。生 物 聚 合 物 正 电 胶 聚 合 醇 ． ５ｇ ｃ
中图分类号 ： ２４３ ＴＥ ５ ． 文献标识码 ： Ａ
混凝土中空心玻璃微珠的应用技巧
混凝土中空心玻璃微珠的应用技巧混凝土中空心玻璃微珠是一种常用的建筑材料，它具有多种应用技巧。
本文将深入探讨混凝土中空心玻璃微珠的应用范围，展示其在建筑领域的用途，并分享一些技巧和建议。
1. 什么是混凝土中空心玻璃微珠？混凝土中空心玻璃微珠是一种由玻璃制成的微小颗粒，通常具有直径在10到100微米之间。
它们的表面光滑且呈球形，内部是中空的。
这种材料的特点是轻质、绝热、隔音和纤维增强。
2. 混凝土中空心玻璃微珠的应用范围混凝土中空心玻璃微珠在建筑领域中应用广泛。
以下是它们的一些常见用途：2.1 绝热层填充物混凝土中空心玻璃微珠可以用作绝热层的填充物。
添加适量的微珠到混凝土中，可以显著提高混凝土的绝热性能。
因为中空玻璃微珠的低导热性，它们可以有效地阻挡热量的传导，减少能耗。
2.2 隔音材料混凝土中空心玻璃微珠也可以用作隔音材料。
它们能够吸收和减少声波的传播，从而降低噪音污染。
这对于需要保持一定安静环境的场所，如图书馆、音乐厅和办公室等，非常重要。
2.3 纤维增强混凝土中空心玻璃微珠还可以用作纤维增强材料。
添加微珠到混凝土中，可以增加混凝土的强度和耐久性。
中空玻璃微珠的强度使得混凝土可以更好地承受压力和重量负荷。
3. 混凝土中空心玻璃微珠的应用技巧和建议为了获得最佳效果，以下是一些使用混凝土中空心玻璃微珠的技巧和建议：3.1 添加适量的微珠在混凝土中添加适量的微珠非常重要。
添加过多会导致混凝土的流动性变差，从而影响施工质量。
添加过少则可能无法达到预期的效果。
建议根据具体施工要求和综合技术条件来确定添加的微珠量。
3.2 控制掺和比例除了微珠的量，掺和比例也是影响混凝土性能的重要因素。
不同的使用场景和要求可能需要不同的比例掺和。
在需要绝热的环境中，可以增加微珠的比例以提高绝热性能。
3.3 注意微珠的质量和规格微珠的质量和规格也会对混凝土的性能产生影响。
建议选择质量稳定、规格一致的中空玻璃微珠，并遵循相关的质量标准和规范。
中空玻璃微球在固井钻井中的应用PPT文档65页
中空玻璃微球在固井钻井中的应用
11、不为五斗米折腰。 12、芳菊开林耀，青松冠岩列。怀此 贞秀姿 ，卓为 霜下杰 。
13、归去来兮，田蜀将芜胡不归。 14、酒能祛百虑，菊为制颓龄。 15、春蚕收长丝，秋熟靡王税。
56、书不仅是生活，而且是现在、过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次，但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处， 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿
空心玻璃微珠在各行业领域中的应用
《空心玻璃微珠》在各行业中的应用空心玻璃微珠的简介：空心玻璃微珠（中空玻璃微珠）是一种微小，中空的圆球状粉末。
粒径可根据需要在30-100微米之间任意选择，密度在0.1-0.7g/m3。
具有重量轻体积大、导热系数低、抗压强度高，分散性、流动性、稳定性好的优点。
另外，还具有绝缘、自润滑、隔音、不吸水、耐火、耐腐蚀、防辐射、无毒等优异性能。
本产品可直接填充于绝大部分类型的热固性、热塑性树脂产品中，起到减轻产品重量，降低成本，消除产品内应力确保尺寸稳定性，挺高抗压、抗冲击性、耐火度、隔音隔热性、绝缘性等作用！并且还可以取缔部分青铜粉、二氧化钼和白炭黑等一些昂贵的填充料。
空心玻璃微珠，是由无机材料构成的。
按化学成分有：二氧化硅、氧化铝、氧化锆、氧化镁、硅酸钠等。
其粒径十到几百微米，为内部充斥CO2气体的封闭微型球体。
并且具有质轻、低导热、无毒、不燃、化学稳定性好、高分散等优点。
是人造大理石、玻璃钢、原子灰、油漆、塑料、砟药、化工、建材等行业极好的产品填充剂。
（1）空心玻璃微珠在液晶显示器（LCD)隔垫材料中的应用：液晶显示器在隔垫材料是当今国内外研究的热点，这也是玻璃微珠较有前途的应用之一。
目前，LCD隔垫材料经常使用的是各种有机粒子，也有采用磨碎光纤的，这些材料均存在着不同程度的缺点。
玻璃微珠有足够的抗压、耐热、抗腐蚀以及优良的电绝缘性，且对显示器机体的粘度和流动性以及液晶高分子的扭曲和超扭曲行为影响较小。
其次，玻璃微珠的的各向同性无择优取向，又与热塑性，热固性高聚物有着良好的相溶性，可采用多种工艺压模成型，是一种理想的材料。
（2）空心玻璃微珠在塑料、橡胶领域中的应用：在塑料工业中，玻璃微珠是近年来发展的一种无机粉末填料，填充能力较高，用它填充的塑料有优异流变加工性能，收缩均匀，抗冲击能力增加等优点。
玻璃微珠用于超高分子量聚乙烯材料的填充，既充当了改善加工流动性的固体润滑剂，又可对超高分子量聚乙烯材料的综合力学性能进行改性，以提高其强度和耐磨性等。
空心玻璃微珠产品性能特点及应用
空心玻璃微珠
空心微珠是一种中空的圆球粉末状性能优异的超轻质无机非金属新材料，它将成为二十一世纪新型复合材料的主流。
其真密度在0.20-0.60/cm3, 粒径在2-125微米之间。
具有重量轻、体积大，导热系数低，抗压强度高、吸油率低、分散性和流动性好、化学稳定性高等特点。
是保温涂料、热固性塑料、玻璃钢、SMC、人造石等产品的优质填料；是乳化炸药优良的敏化剂，增加乳化炸药的存贮时间，改善乳化炸药的敏化性和稳定性；油气田开采行业利用其低密度高抗压的特点配制低密度固井水泥浆和低密度钻井液。
空心玻璃微珠如果密度太轻其抗压强度就会降低，如果选择型号不当，应用在产品里性能会大幅度下降。
如果能够成功的将其和制品结合，就可大大地降低制品的密度及使用成本。
不同型号的空心玻璃微珠会对你的工艺条件、产品质量和生产成本产生不同的影响，请参照上表或者咨询我司技术顾问，选择最适合你的空心微珠产品。
降低固井水泥浆密度的新技术
文章编号:1001 5620(2006)04 0047 03降低固井水泥浆密度的新技术Fred Sabins(固井解决方案公司(Cement ing Solut ions,Inc),美国)摘要 针对现有低密度固井水泥浆存在的一些问题,介绍了一种有效降低水泥浆密度的新技术,即使用新型密度减轻材料 美国3M 公司生产的中空玻璃微球(HG S)作为密度减轻剂。
介绍了中空玻璃微球H GS 的基本特点,对H GS 低密度水泥浆进行了杨氏模量和抗张强度实验、压力和温度循环下的胶结强度实验、钻穿测试实验及现场测试,并与泡沫水泥浆和硅酸钠水泥浆进行了对比。
实验及测试结果表明,添加了中空玻璃微球H GS 的水泥浆有效地降低了密度,并且其混合、泵送及抗压强度、胶结质量等完全可以满足井下作业的要求。
关键词 固井 固井质量 低密度水泥浆 水泥浆添加剂 中空玻璃微球中图分类号:T E256文献标识码:A针对低密度固井水泥浆的应用日益增多及现阶段常用的一些低密度固井水泥浆存在的问题,提供了一种新的解决方案,即使用新型密度减轻材料 美国3M 公司生产的中空玻璃微球研制的新型低密度固井水泥浆体系。
1 传统低密度水泥浆体系的局限性以水作为密度减轻剂的传统低密度水泥浆最低密度为1.5g/cm 3,并且需要添加能够吸水并保持水泥均相的物质。
虽然这种水泥浆成本低,但其抗压强度低,在强压下无法提供长期层间封隔。
使用空心微珠可以使水泥浆密度降至1.35g /cm 3。
空心微珠是从火力发电的副产物 粉煤灰中通过漂选获得的,因此其质量较差,抗压强度较低(一般上限为13.8~20.7M Pa),闭空率较低,水容易进入使空心微珠密度很难控制,使其应用受到了较大限制。
使用氮气的泡沫水泥浆通常用来防止低压储层的循环漏失。
但其渗透性高,抗压强度低,因此会导致固井失败和更高的完井成本。
而且泡沫水泥浆施工设备较多,使用程序复杂,不易操作,并且存在井内摩阻较大(导致循环漏失)、难以控制固井质量、无法使用声波和超声波测量工具等局限性。
空心玻璃微珠的作用
空心玻璃微珠的作用空心玻璃微珠，作为一种常见的细小材料，广泛应用于各个领域。
它的作用多种多样，从建筑材料到化妆品，从石油勘探到环保领域，都有着重要的应用价值。
空心玻璃微珠在建筑材料中起到了很大的作用。
由于其轻质、耐候性强以及优良的隔热性能，它被广泛应用于保温材料中。
特别是在外墙外保温系统中，空心玻璃微珠被添加到保温材料中，可以有效减轻建筑物的自重，提高保温效果。
同时，空心玻璃微珠还可以调整混凝土的性能，提高混凝土的强度和耐久性。
空心玻璃微珠在化妆品中也有着广泛的应用。
由于其细小的颗粒和良好的吸附性能，它可以用作化妆品的填充剂和吸油剂。
在护肤品中，空心玻璃微珠可以吸附皮肤表面的油脂和污垢，使皮肤清爽、干净。
在彩妆中，空心玻璃微珠可以增加产品的质感和光泽，使妆容更加立体和持久。
空心玻璃微珠还在石油勘探领域中发挥着重要的作用。
在地质勘探中，空心玻璃微珠可以作为一种地层标记物，通过注入地下油气层，以便于勘探工作的进行。
空心玻璃微珠的轻质和耐高温性能，使其能够在油井中长时间稳定存在，提供重要的地层信息。
空心玻璃微珠还在环保领域中发挥着重要作用。
由于其可回收利用和环境友好的特点，它被广泛应用于废水处理和固废处理中。
在废水处理中，空心玻璃微珠可以作为一种吸附剂，去除废水中的有害物质。
在固废处理中，空心玻璃微珠可以作为填充材料，提高处理效率和废物的稳定性。
空心玻璃微珠的作用多种多样，从建筑材料到化妆品，从石油勘探到环保领域，都有着重要的应用价值。
它的轻质、耐候性强以及优良的隔热性能使其在建筑材料中发挥着重要作用；其细小的颗粒和良好的吸附性能使其在化妆品中有广泛的应用；在石油勘探和环保领域中，空心玻璃微珠也发挥着重要作用。
随着科技的不断发展，相信空心玻璃微珠的应用领域还会不断拓展，为人们的生活带来更多的便利和改善。
3M HGS空心玻球珠
二、产品分类
3M 公司提供具有不同强度和密度的产品系列。它们均是专为石油天然气工 业的低密度钻井液和水泥浆而设计。
现在，3M 公司已推出七个系列的玻璃微球，供用户针对不同的场合使用。 各系列的真实密度及平均抗压强度请参加下表。
序号 1 2 3 4 5 6 7
产品系列 HGS2000 HGS3000 HGS4000 HGS5000 HGS6000 HGS10000 HGS18000
该玻璃微球在井下具有不可压缩性，能保持全井筒液柱密度的一 致性和良好的流动性以及最高的抗压强度。因此，它在平衡地层压力 固井、低密度钻井液、欠平衡钻井等方面的应用方面发挥着重要作用。
一、使用意义
控制地层和井眼内液柱之间的压差是石油钻井作业中的一个重要环节，特别是 在使用平衡、近平衡、欠平衡钻井工艺时，压差的控制就显得更为重要了。
10)低候凝时间
用HGS 18000混配的水泥浆比其它水泥浆的候凝时间短。
11)高混配比
用Portland 水泥，HGS 18000可在每袋水泥中混3立方英尺的玻璃微球。
12)经济性
HGS 18000 可帮助油田消除多级压力梯度油井的固井难题。减少固井风险， 提高固井成功率。
3M 中国有限公司 总办事处
挥发性 含碱度 PH 表观 流动性
HGS系列产品 一般来说，本产品与碱石灰硼硅酸玻璃相似。 55％---68％ 0.2---0.6 g oil/cc 600°C时开始变软 99.5％ 按标准EPA Drilling Fluids Toxicity Test, 40 C.F.R. 435, Subpart A, Appendix 2.全部 通过测试 最大为重量的0.5％ 0.5毫克当量 9.1—9.9 白色 好
空心玻璃微珠9大应用领域及研究进展
空心玻璃微珠9大应用领域及研究进展空心玻璃微珠具有密度小、热导率低、抗压强度高、流动性好、吸油率低、耐腐蚀以及化学性质稳定等优点，再加以表面处理，使其在石油钻井、隔热保温涂料、工程塑料、橡胶弹性体、重防腐涂料、胶黏剂、浮力料子、乳化炸药、电磁屏蔽料子等领域有着广阔的应用空间。
1、空心玻璃微珠在石油钻井水泥浆中的应用空心玻璃微珠在石油钻井中的应用紧要是利用其密度小、抗压强度高的特性。
闵江本等利用G级水泥、闭孔珍珠岩、空心玻璃微珠、加强料子及粉煤灰、微硅等调配固井水泥浆，当空心玻璃微珠含量为10%～22%时，可调配出密度为1.19～1.28g/cm3且性能优异的低密度水泥浆，48h抗压强度可达12.5MPa。
解决了其它低密度水泥浆无法兼顾低密度、高抗压强度、强耐压性、防漏的技术难题。
刘凯等探究了空心玻璃微珠与固井水泥浆的配伍性、流变性和稳定性，发现空心玻璃微珠与水泥浆外加剂配伍性良好，可有效降低水泥浆密度；空心玻璃微珠水泥浆流变性良好，能与水泥浆形成良好的空间网络结构，不同配方的空心玻璃微珠水泥浆上下层密度相差小于0.05g/cm3，稳定性好。
2、空心玻璃微珠在隔热保温涂料中的应用空心玻璃微珠拥有薄壁及空心结构，使其具有较低的热导率，最低热导率为0.038W/（mK），在涂料隔热保温性能方面具有广阔的应用前景。
孙万万等利用纯丙乳液作为成膜剂、金红石型钛白粉作为反射颜料、空心玻璃微珠作为隔热填料制得外墙用反射隔热保温涂料，其太阳光反射率实现0.88，隔热最大温差为12.5℃，具有良好的反射隔热保温效果。
李建涛等使用隔热保温功能填料气凝胶和空心玻璃微珠制备了隔热、耐高温型有机/无机复合保温涂料，涂料最低热导率可达0.035W/（mK），可在1100℃稳定使用。
Jie等利用溶胶—凝胶法在空心玻璃微珠上均匀的包覆一层TiO2，有效提高了空心玻璃微珠的红外反射率（由88.31%提高到96.27%）；使用表面包覆TiO2的空心玻璃微珠制备的涂料兼具反射、隔热、保温性能，涂覆所制备复合料子的内外温差实现22.4℃。
3M中空玻璃微球应用优点 空心玻璃微珠
3M中空玻璃微球的优点及给商家带来的好处：(A)胶联剂：玻璃微球应用到胶联剂中，可以赋予其减轻重量、减少收缩、降低VOC、提高填充量的优点。
(B)保龄球：可以用来很好的控制密度，使用不同密度的微球作为填充剂可以较好的控制密度，并且保证球的稳定性。
(C)深水浮体：可以在制作中减少树脂用量，从而降低成本;可以减轻重量;防水;易打磨(打磨性能好）;易加工(粘度低，流动性能好）(D)聚氨酯注塑：可以有降成本，易打磨，易加工，减少收缩，减少翘曲，减轻重量的效果。
(E)堵漏剂：用作堵漏剂可以达到减少收缩，防止开裂的效果。
(F)人造石：可以有易打磨，易加工，减重，防受热爆裂(即其隔热特性抗热冲击的效果）(G)水泥：加入瓷砖水泥中可以有减少收缩，增加流动的效果。
(H)聚酯浇铸：用于家具的装饰，可以减少树脂用量降成本，易打磨，易加工，减少收缩，减少翘曲，减重，还有保温的效果，使其摸起来手感很好。
(I)高尔夫球：(轻质球）主要则是减重的效果。
(J)船舶油灰：用于船舶油灰中可以减少树脂用量，降低成本，减轻重量，减少收缩，减少翘曲。
(K)夹合板腻子：添加其中，可有降低成本，减轻重量，减少收缩，减少翘曲的效果。
(L)陶瓷材料(轻质）：可以使之降低成本，减少收缩，降低介电常数，隔热保温。
(M)补墙腻子：可以有易打磨，减少收缩的效果。
(N)合成泡沫：有降成本，减轻重量的效果。
(O)炸药：用于乳化炸药中可以提高爆炸效果，提高乳化炸药的稳定性，耐久性，提高贮藏时间(P)玻璃钢，SMC，BMC:加入其中，可以有减轻重量，减少树脂的用量，降低成本，有保温效果，减少收缩，减少翘曲，易加工等效果。
(添加量一般为7%或5%-10%）(Q)涂料方面的应用：✓高体工业涂料：低粘度、高加入量、减少VOC、改进硬度、控制光泽、可喷涂性、降低成本;✓水溶性工业面漆：增加固体含量、降低薄膜渗透性、增进耐腐蚀性、硬度、惰性和耐磨性、控制光泽、降低成本;✓维护涂料：耐化学性和耐腐蚀性、耐久性、较低的涂层渗透性、高加入量低成本;✓粉末涂料：改进流动性、硬度、控制光泽、降低成本✓卷钢涂料：柔韧性、耐腐蚀性、光泽控制、较高固体量、降低成本;✓底漆：改进盐雾性能、温度和抗化学性能、提高固体含量、降成本;✓汽车底盘PVC增塑涂料：杜绝流挂性、耐冲击、耐磨、耐腐蚀、超低密度、降低成本;✓建筑涂料：耐久性、耐刷洗、较高PVC、增加不透明度、改进抗摩擦性、光泽的均匀性;✓胶粘水泥、灰浆：改进流变性、降低密度、增加加入量、增加耐久性、降低收缩变形。
3m实心陶瓷微球与空心玻璃微球的介绍与应用
3M实心陶瓷微球和空心玻璃微球介绍及应用3M中空玻璃微球(空心微球)是一种中空密闭的正球形、粉沫状的超轻质填充材料。
视粒径、壁厚其真实密度在～cm3!之间，粒径在15～135um之间(内含多种规格）。
具有重量轻体积大、导热系数低、分散性、流动性、稳定性好的长处。
另外，还具有绝缘、自润滑、隔音隔热、不吸水、耐侵蚀、防辐射、无毒等优良性能。
本产品可填充于绝大部份类型的热固性、热塑性树脂产品中，可改善或决定材料的如下几个性质：密度(降低）、流动性、粘度(降低）、流变性质(增稠、不流挂）、磨砂效果、收缩(降低）、机械加工性(提高）、冲击强度、硬度、绝缘、爆炸物性能、声学性质、隔热保温性质，提高树脂的耐磨性能，将它加入到树脂后，降低了树脂的摩擦系数，提高了不粘性。
聚合物添加剂一般添加到塑料和工程塑料中，用于生产轴承，连接件和导轨等需要滑动的零件。
在提高耐磨性的同时，也提高了树脂的耐化学药品性和耐温性。
3M中空玻璃微球——一种坚硬、中空、薄壁、轻质的球体，而且具有很高的强度密度比，适合多种工艺条件。
3M高强度陶瓷微球——一种高强度、惰性、坚硬、精细的球状颗粒。
作为填充剂能带给您耐磨耐侵蚀等益处。
3M微球，解决各类工业难题：3M玻璃微球能在许多行业中对棘手的问题提供解决方案。
例如：降低PCB板中的介电常数;增强体育用品的性能;降低机身合成泡沫的重量;避免墙面修补腻子的开裂等等。
3M微球在以下市场中有着普遍的应用：一、建筑材料：腻子、胶黏剂、人造石、涂料等。
二、轻质塑料：热塑性塑料、SMC、BMC、RIM、RTM等。
3、航天航海部件和各类军用设施。
4、油气田开采：完井液、轻质水泥、浮体等。
3M玻璃微球的物理特点使之产生的优势：(A) 玻璃微球的碱石灰硼硅酸盐成份使它的化学性质稳定，惰性，从而给予其安全地作为填料或作为添加剂，而没必要担忧其会与基材或其他物质发生反映，而且使其能耐除强碱之外的其他化学侵蚀。
(B) 完美的球形给予其优良的各向一致性，从而在加工以后不会由于应力不一致而产生翘曲与收缩。
钻井液用高分子中空微珠减轻剂的生产及应用
通 过 ６年 技 术 攻 关 ， 研 选 出弹 韧性 高 分子 材料Ｐ Ｓ Ｆ、 发 泡
剂、 表 面改性 剂 、 催化 剂等 关键材料 并 ｔ ｑ主研 发出独 创的喷 雾 反应 成型及表面 改性 同步 完成 的高分子 中空微珠生 产技 术 ， 该
液减 轻剂 的技 术思路 。 围绕如 何设计 并研 制生 产 中空度 、 密
珠 减 轻 剂 存 住 的 上述 严 重 制 约 ｒ其 在 石 油 工 程 领 域 的 进 ・ 步
推广 应用。
图１双壳层复合构高分子中空微珠示意图
为研 发 一种 高性 能 、 高性 价 比的新 型中空 微珠 材料 作为
新 钻井液减轻剂 。 中国石 化石油 丁程 技术研究 院率先提 出利 用 高强度弹 韧性 高分子 中空微 珠替 代玻璃 中空微 珠 作为钻 井
及与钻井液 中其它固相颗粒 之间不 易发生吸附和 团聚。 由于 上
述特殊 的应用要 求 ， 现 有常规 高分 子中空微珠 产品的性能 无法 达到 实际的应用需要” ， 因此 ， 对钻井液 用高分子 中空微珠 减 轻 剂的 壳层结 构 和材料 性能 进 行 了特 殊 设计 ： 壳 层 为双壳 层 复 合结构 ， 内层为 厚度较 大且 本体密 度低 、 强 度高 、 耐温 抗压 、
ｃ ｍ ３ ， ９ ０ ｕ Ｃ下抗压 高达５ ０ Ｍ Ｐ ａ 。 在鄂 尔多斯杭锦旗锦 ９ ６ 井等进 行 了 现 场应 用， 结果表明 高分子 中空微珠对钻井液降密度效果明显、 在钻 井液 中分散性好 ； 钻井施 工过程 中钻 井液 密度稳 定 、 低 密度 维持 时效长、 对现 场固控设 备适应性好 、 不发 生吸 附团聚现 象， 抗 冲击耐
期 的实践表 明， 使 用 中 空 微 珠 作 为减 轻 卉 Ｉ Ｊ 的 低 密 度 钻 井液 技 术
降低固井水泥浆密度的新技术
降低固井水泥浆密度的新技术
Fred Sabins
【期刊名称】《钻井液与完井液》
【年(卷),期】2006(023)004
【摘要】针对现有低密度固井水泥浆存在的一些问题,介绍了一种有效降低水泥浆密度的新技术,即使用新型密度减轻材料--美国3M公司生产的中空玻璃微球(HGS)作为密度减轻剂.介绍了中空玻璃微球HGS的基本特点,对HGS低密度水泥浆进行了杨氏模量和抗张强度实验、压力和温度循环下的胶结强度实验、钻穿测试实验及现场测试,并与泡沫水泥浆和硅酸钠水泥浆进行了对比.实验及测试结果表明,添加了中空玻璃微球HGS的水泥浆有效地降低了密度,并且其混合、泵送及抗压强度、胶结质量等完全可以满足井下作业的要求.
【总页数】3页(P47-49)
【作者】Fred Sabins
【作者单位】固井解决方案公司(Cementing Solutions,Inc),美国
【正文语种】中文
【中图分类】TE2
【相关文献】
1.渤钻低密度固井水泥浆降低煤层气储层伤害的实验 [J], 王道宽;史亚运;乌效鸣;
吴川
2.窄密度窗口正注反挤低密度水泥浆固井技术 [J], 丁志伟; 李嘉奇; 赵靖影; 张明辉;
殷昌盛; 何理
3.纳米低密度水泥浆体系在页岩油水平井固井中的应用 [J], 秦江;宋凯;文华;胡顺;彭石峰
4.固井低密度水泥浆用矿渣和粉煤灰反应活性对比 [J], 肖淼
5.固井用大温差低密度水泥浆悬浮稳定剂的制备与性能 [J], 陈小荣;曲先伟;李志宏因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
3M中空玻璃微球在固井钻井中的应用 共65页
历
，泡沫水泥浆密度1.3-1.35 g/cm3，
程
此后，又用开发的低密高强水泥浆在大港、长庆等油田 欠平衡钻井固井中进行了应用实验，水泥浆最低密度 1.3 g/cm3，其综合性能均可满足目的层封固要求
常用低密度水泥浆的适用范围
膨润土低密度水泥浆的最低密度限制值是1.60 g／cm3 粉煤灰低密度水泥浆的最低密度限制值是1.55 g／cm3 硅藻土低密度水泥浆体系的最低密度限制值是1.50 g／cm
水泥石抗压强度测试
密度
1.20
（g/m3）
HGS
MPa
23.8
(80℃)
1.09 1.06 HGS HGS 22.0 10.9
1.04 HGS 9.0
1.00 HGS 8.6
0.90 HGS 5.6
1.10
普通 漂珠 12.5
失水性测试
密度 （g/m3） 1.20 1.09 1.06 1.04 1.00 0.90
展 历
相当，渗透率比正常密度的水泥石低十倍，并进行了成
程
功应用。
低密度水泥浆发展历程
80 年代以来，克拉玛依油田的低压浅层易漏油气井， 辽河油田的低压稠油热采井及中原油田的中深易漏油气 井中使用了漂珠水泥浆固井，但水泥浆强度较低。
国
内
发
最近几年，中国石油集团工程技术研究院用泡沫水泥在
展
长庆油田的低压浅层易漏油气井中成功进行了现场实验
低密度水泥浆的要求
沉降稳定性好，不易分层，上下密度差不超过0.05 g/cm3 有较好的流变性能，n值大于0.70，k值小于0.20 失水量小，API失水控制在100ml以内 抗压强度符合施工要求，常压24小时抗压强度大于6Mpa 稠化时间适合施工要求，调整缓凝剂加量能使水泥浆体系稠化时间大于 120min 过度时间短，防气窜性能好，SPN值小于4
中空玻璃微球 MSDS
健康等级
健康危害分级: 1 可燃性: 0 反应性: 1 其他: 0
0 = 无关紧要 1 = 轻微 2 = 中等 3 = 严重 4 = 剧烈概述
第一部分：理化数据
第二部分:：可燃、可爆性数据
第三部分：反应危害性
第四部分：急救程序
第五部分：撒落和处理程序
第六部分：毒理学
第七部分：相关信息
第八部分：废物处理
回收的产品包装应由相应的、经审核批准的废物回收机构管理。
尽管产品组成没有RCRA所列的危险废弃物，但这些物质可能具有危险废弃物的一个或更多的特性，应根据适当的分析后进行专门
处理。
这些废弃物的处理应遵循国家和地区的相关规定进行。
第九部分：特别注意
滥用空包装袋是危险的。
禁止把撒落物等副产物排放到公用排水系统中。
如需更多信息，请与本公司联系。
空心玻璃微珠在老井侧钻井中的应用
空心玻璃微珠在老井侧钻井中的应用
付雄涛;罗延庆;蔡维利;杨晓龙;杨永庆
【期刊名称】《石油化工应用》
【年(卷),期】2024(43)4
【摘要】随着油气田的开发,老井开窗侧钻井逐渐增多,该类井具有环空间隙窄、水泥石性能要求高等特点。
部分井开窗点高、裸眼段较长,目前广泛使用的
1.18~1.55g/cm^(3)普通低密度水泥浆体系无法兼顾一次上返固井要求及后期开发的强度要求。
经室内优选出空心玻璃微珠作为减轻材料配制出1.15g/cm^(3)的低密度水泥浆体系,该体系具有流动性好、稳定性高、抗压强度高等优点,能够兼顾固井工艺要求与强度要求,现场应用2口井,固井质量良好,在天然气开窗侧钻井中具有良好的应用前景。
【总页数】4页(P80-82)
【作者】付雄涛;罗延庆;蔡维利;杨晓龙;杨永庆
【作者单位】中国石油集团川庆钻探工程有限公司长庆固井公司;中国石油集团长庆油田苏里格气田开发分公司
【正文语种】中文
【中图分类】TE256.7
【相关文献】
1.空心玻璃微珠在沈289井欠平衡钻井中的应用
2.高强度空心玻璃微珠低密度水基钻井液室内研究及应用
3.低密度空心微珠玻璃球钻井液室内研究
4.空心玻璃微
珠钻井液在海洋深水钻井中的应用研究5.空心玻璃微珠在钻井液中的分散性能评价及微观机理研究
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2021/3/7
CHENLI
新型低密度水泥浆
漂珠低密度水泥浆 3M中空玻璃微球低密度水泥浆
2021/3/7
CHENLI
新型高性能低密度水泥浆
紧密堆积理论
•
水泥浆中的水可分为两部分，一部分水用于润湿水泥颗粒表面，形成水膜，
并参与水泥的水化，称之为“水化水”，另一部分水充填在水泥颗粒之间的
空隙，称之为“充填水”。
2021/3/7
CHENLI
低密度水泥浆的要求
沉降稳定性好，不易分层，上下密度差不超过0.05 g/cm3 有较好的流变性能，n值大于0.70，k值小于0.20 失水量小，API失水控制在100ml以内 抗压强度符合施工要求，常压24小时抗压强度大于6Mpa 稠化时间适合施工要求，调整缓凝剂加量能使水泥浆体系稠化时间大于 120min 过度时间短，防气窜性能好，SPN值小于4
最近几年，中国石油集团工程技术研究院用泡沫水泥在 长庆油田的低压浅层易漏油气井中成功进行了现场实验 ，泡沫水泥浆密度1.3-1.35 g/cm3，
此后，又用开发的低密高强水泥浆在大港、长庆等油田 欠平衡钻井固井中进行了应用实验，水泥浆最低密度 1.3 g/cm3，其综合性能均可满足目的层封固要求
CHENLI
小小微球… …蕴含科技
2021/3/7
CHENLI
HGS 电镜照片
2021/3/7
CHENLI
HGS 概况
项目 包装体积密度/真实颗粒密度 吸油性 稳定性 酸溶性 美国LC50标准生化测试
挥发性 含碱度 PH 表观 流动性
2021/3/7
特性 55％---68％ 0.2---0.6 g/cc 600°C时开始变软 99.5％ 按标准EPA Drilling Fluids Toxicity Test, 40 C.F.R. 435, Subpant A, Appendix 2. 最大为重量的0.5％ 0.5毫克当量 9.1—9.9 白色 好
3M高强度中空玻璃微球 在低密度固井和钻井中的应用
3M中国有限公司
2021/3/7
CHENLI
目录
3M公司简介 中空玻璃微球产品介绍 HGS低密度固井水泥浆 HGS低密度钻井液 致谢
2021/3/7
CHENLI
3M公司简介
创始于1902年，全球五百强企业，2006年产值229 亿美元，中国产值10亿美元 全球雇员69000人，遍布61个国家 67000种产品，涵盖生产生活的方方面面 创新为本，每年500种新产品问世，销售额有40％ 是最近4年的新产品
常用低密度水泥浆的适用范围
膨润土低密度水泥浆的最低密度限制值是1.60 g／cm3 粉煤灰低密度水泥浆的最低密度限制值是1.55 g／cm3 硅藻土低密度水泥浆体系的最低密度限制值是1.50 g／cm
漂珠低密度水泥浆体系的最低密度限制值是1.38 g／cm3
泡沫水泥可以使水泥浆密度低于1.0 g／cm3，最低0.72 g／cm3
外
发
降低至0.98g/cm3，其抗压强度可与正常密度的水泥浆
展 历
相当，渗透率比正常密度的水泥石低十倍，并进行了成
程
功应用。
2021/3/7
CHENLI
国 内 发 展 历 程
2021/3/7
低密度水泥浆发展历程
80 年代以来，克拉玛依油田的低压浅层易漏油气井， 辽河油田的低压稠油热采井及中原油田的中深易漏油气 井中使用了漂珠水泥浆固井，但水泥浆强度较低。
•
水泥浆中水的用量直接影响抗压强度的发展，在水泥浆中使用合适的减阻剂
可以减少水化水的用量，但不能减少充填水的用量。充填水的量取决于系统
的堆积密度，要减少充填水，就必须提高系统的堆积密度。
•
在水泥浆中，空隙空间通常被水充填，如果在水泥浆中对固相颗粒大小分布
优化，采用三种或更多的不同尺寸的颗粒进行级配，通过调节混合固相的大
2021/3/7
CHENLI
常用低密度水泥浆的适用范围
几种常用低密度水泥浆的极限密度
2
1.6 1.5
1.55
1.5
1.38
1
0.72
0.5
0
膨闰土
粉煤灰
硅藻土
漂珠
泡沫
几种常用低密度水泥浆的极限密度
2021/3/7
CHENLI
常用低密度水泥浆的问题
低密度水泥由于外掺料的大量掺入，致使水泥浆密度的降低和水泥浆性能发 生矛盾，突出表现在以下几方面： 水泥浆体系稳定性差，体系分层离析； 水泥浆失水量难以控制； 泥浆流变性差，泵送困难； 水泥石强度发展慢，强度低，水泥浆石渗透性高，易引起腐蚀性介质的腐蚀， 尤其是水泥浆密度低于1.10g/cm3时； 泡沫水泥浆和漂珠水泥浆等随着压力增大，泡沫和漂珠易破碎，密度增加很 快，所以在井底条件下，水泥浆的实际密度有所上升。
八十年代 高强度空心微珠水泥浆，密度最低0.96g/cm3 泡沫水泥浆，密度低达0.72 g/cm3
九十年代 斯仑贝谢Revil P等利用紧密堆积理论，设计配制的低 密度水泥浆性能可与常规密度水泥浆的性能相媲美
CHENLI
低密度水泥浆发展历程
目前斯仑贝谢公司采用3M公司生产的密度为0.38
国
的具有高强度抗压缩的空心玻璃微珠，可将水泥浆密度
2021/3/7
CHENLI
HGS中空玻璃微球介绍
外形: 中空球形单体
成分: 耐热碱石灰硼硅酸盐
粒径: 10－90微米 承压能力: 2000 到 18,000 psi （14MPa到124MPa） 真实密度: 0.32 g/cc to 0.60 g/cc
~ 1-2 µ m ~ 1-2 µ m 平均: ~ 40 µ m
小分布，就能改变固相的堆积体积分数，从而增加抗压强度和降低孔隙度和
渗透率。
2021/3/7
CHENLI
新型高性能低密度水泥浆
漂珠
2021/3/7
CHENLI
G级水泥 微硅和超细水泥
新型高性能低密度水泥浆
根据紧密堆积理论，在组成水泥浆固相中应该有3种或三种以上尺寸的颗粒，
在选择干混材料时，不仅要考虑材料的密度，与水泥的相溶性，还要考虑材
CHENLI
HGS中空玻璃微球规格型号
2021/3/7
CHENLI
低密度固井水泥浆
低密度水泥浆的发展历程 低密度固井水泥浆简介 3MHGS高强度低密度水泥浆性能测试 应用
2021/3/7
CHENLI
国 外 发 展 历 程
2021/3/7
低密度水泥浆发展历程
六十年代 使用以膨润土、硅藻土、膨胀珍珠盐、水玻璃、硅质充 填物等材料配制低密度水泥浆，最低密度1.318g/cm3