水泥石
- 一种控制环空带压自修复水泥浆体系研究
4-7]，要求水泥石不但要能完整充填环空，具有良好的胶结性能，还要有自修复能力，以保证压裂过程中对层间进行有效封隔和后续生产作业顺利进行[8-9]。因此，需要设计一套性能优异的自修复水泥浆体系，通过对水泥石力学性能优化，并使水泥浆具有一定自修复性能，可有效预防页岩气水平井固井作业的环空带压问题，为该气田的后续勘探开发提供技术保障。1 实验部分1.1 材料与仪器嘉华G 级水泥，四川嘉华特种水泥厂；淡水、降滤失剂FLO-S、分散剂DAS、缓凝剂RAL、消泡剂C
石油化工应用 2023年9期2023-11-05
- 交变载荷作用下固井水泥石抗拉强度实验方法研究及应用
8300）固井水泥石力学性能是保证水泥环密封完整性的重要因素，直接关系到油气井的固井质量、后续作业和长期安全高效开采[1-3]。从力学上分析，井下水泥石主要承受压应力和拉应力，但因水泥石自身特性的原因，抗拉强度一般远低于抗压强度，导致在井下复杂作业工况下水泥石最容易因拉应力超过其抗拉强度而发生拉伸破坏，严重影响水泥环的层间封隔，引起环空带压等一系列问题[4-6]。对于油气井、储气库井等，井筒试压、井内液体密度变化、压裂、生产、注气采气等工况均会使作用在水泥
石油工业技术监督 2023年10期2023-10-25
- 稠油热采井固井耐高温弹性增韧剂的性能研究
泥协同硅粉克服水泥石高温条件下强度的衰退，这种方法虽然保证了水泥石高温的强度，在很多热采井现场作业中，长期的蒸汽注入水泥环依旧受到破坏[3-5]。国外研究者通过研究认为耐高温水泥石在高温下破坏的原因是水泥石的韧性不足，由于水泥石与套管材料的热膨胀系数不一致，导致在反复加热和冷却的过程中，水泥石周期性地受到热剪切应力的作用，从而导致破坏[6-9]。因此，研究者提出了提高热采井水泥石弹性的要求，并通过在水泥浆配方中加入韧性材料来提高水泥石的韧性，且通过现场实践
石油化工应用 2023年8期2023-09-26
- 高浓度CO2 环境下高温防腐防窜水泥浆体系研究
温度越高，会使水泥石的腐蚀程度越大。因此，需要针对高温与高浓度CO2气体同时存在的复杂地层开展耐高温、抗高浓度CO2腐蚀的水泥浆体系的研发，构建了以无机材料和有机材料协同作用为主的抗高浓度CO2腐蚀的水泥浆体系。1 高温防腐防窜水泥浆体系的构建1.1 构建思路参考以往现场应用的树脂或胶乳为防腐材料，在此基础上提出了无机材料和有机材料协同作用的方法构建高温防腐防窜水泥浆体系[3-5]。（1）室内通过研究化学反应，研发了高温防腐剂C-FC。C-FC 是以微硅、
石油化工应用 2023年8期2023-09-26
- 偏高岭土、玻璃粉和石灰石粉对水泥石微观结构和性能的影响
合材料，一般由水泥石、骨料和界面过渡区组成.其中水泥石的热膨胀系数介于10×10-6～20×10-6℃-1之间，而骨料的热膨胀系数为5×10-6～12×10-6℃-1［1-2］.水泥石的热膨胀系数一般大于骨料的热膨胀系数.当混凝土的温度发生变化时，两者之间的热变形存在差异，进而导致混凝土内部应力的产生.当内应力超过混凝土的极限强度时，混凝土便产生裂纹，最终导致混凝土力学性能和耐久性能降低［3-4］.因此有必要研究水泥石的热膨胀系数.水泥石的热膨胀系数在初凝
建筑材料学报 2023年8期2023-09-19
- 压裂作业对固井水泥环完整性影响分析
过压裂时是否对水泥石产生应力作用可分为油管压裂及套管压裂。油管压裂指压裂过程中，在油层套管内下入油管，压裂液从油管中进入并压入地层，油管压裂的优点在于压裂液从油管内进入，压裂施工压力不会作用在套管上，不会影响固井水泥石，缺点在于油管直径小，压裂施工排量低，不能完成大型体积压裂，不能满足非常规油井的压裂需求。套管压裂施工优点在于施工排量大，能够达到20m3/min，能够满足非常规油井的压裂需求，缺点在于压裂过程中，压力作用在套管上，并传递给水泥环，若压力过高
西部探矿工程 2023年1期2023-03-29
- 无固化剂水性树脂提高固井水泥石抗腐蚀性能*
油气井环空形成水泥石封隔屏障，防止油气水窜流，并支撑和保护套管［1］。随着各类特殊井（如含CO2油气井、CO2地质封存井）的施工，水泥环面临的作业环境愈加复杂。水泥环不仅要实现常规的固井工程作业性能，而且要具有较好的抗CO2腐蚀的能力。固井水泥环遭受CO2腐蚀会破坏水泥环的环空封隔效果，严重时还会引起套管、油管腐蚀，进而对油气田开发造成巨大的经济损失［2-4］。因此，提高固井水泥石的抗CO2腐蚀能力，对开发含CO2油气田或进行CO2地质封存井固井至关重要。
油田化学 2022年4期2023-01-10
- 自交联水性环氧树脂的合成及其对油井水泥耐CO2-H2S腐蚀性能的强化作用
大量气泡,增加水泥石的渗透性,导致水泥石更容易被酸性介质腐蚀[11-12]。由于环氧树脂具有优异的粘结性能、较高的力学性能和良好的耐腐蚀性能,引起了大量学者的关注。Rahman等[13]研究了3种不同类型的砌筑砂浆,结果表明,环氧树脂改性砂浆在盐水、酸性和碱性介质中均表现出优异的抵抗能力。Kim等[14]用双酚A和F型环氧树脂改性了砂浆,结果表明,环氧树脂改性砂浆可以抵抗碳化,而体系中氯离子的渗透能力会随环氧树脂比例的增大而增强,氯离子在改性砂浆中的渗透能
合成化学 2022年12期2022-12-30
- 微硅固井水泥石的抗CO2 腐蚀性能
酸性气体对油井水泥石的腐蚀问题日趋严重。当地层中的压力及地层温度达到甚至超过CO2气体的临界压力(7.3 MPa)和临界温度(31℃)时,CO2气体则以超临界状态存在于地层中,这种超临界状态CO2会加速水泥石的腐蚀,从而增加环空水泥石封固失效的风险[4-6]。因此,需要开发出抗CO2腐蚀的水泥浆体系。目前,油井水泥石的防腐蚀剂主要包括聚合物和矿物粉末两类[7-8]。聚合物防腐蚀剂可以在基材表面形成有机物膜,阻碍腐蚀性介质进入基体表面,从而起到了良好的保护作
腐蚀与防护 2022年9期2022-12-04
- 复合纤维增强高温油井水泥石的力学性能研究
也在不断升高。水泥石强度在温度超过110 ℃时会急剧衰退，所形成的水化产物不稳定，水泥石中易产生较大的裂缝[4]。提高水泥石高温抗压强度，增强其韧性，有利于防止固井水泥环发生气窜。改善水泥复合材料性能的传统方法包括在水泥中添加增强材料[5]、掺入化学矿物外掺料以及使用减水剂。目前，针对单一纤维或者橡胶类材料在110 ℃以下增强油井水泥石性能的研究相对较多，而关于在水泥基体中添加不同级配的复合纤维材料，高温下增强增韧油井水泥石的研究偏少。硅灰石纤维具有较好的
化工管理 2022年30期2022-11-15
- CO2埋存条件下SO42-对油井水泥石腐蚀的影响
水后会腐蚀油井水泥石,造成水泥石强度降低和渗透率增大,使水泥石丧失密封能力,进而可能导致埋存的CO2泄露到大气中[5-7]。研究人员通过热力学计算或模拟等方法考察CO2腐蚀过程中水泥石矿物的演变和温压等因素的影响[8-11];通过CO2溶于去离子水或溶于NaCl盐水后对水泥石的腐蚀试验,研究水泥石腐蚀机制、腐蚀速率及影响因素[12-20]。地层水中SO42-是常见的腐蚀性离子,会腐蚀油井水泥石,笔者从水泥石表观特征、腐蚀速率、矿物组成及微观结构等方面研究C
中国石油大学学报（自然科学版） 2022年4期2022-09-05
- 偏高岭土、玻璃粉和石灰石粉对水泥石微观结构和性能的影响
合材料，一般由水泥石、骨料和界面过渡区组成.其中水泥石的热膨胀系数介于10×10-6～20×10-6℃-1之间，而骨料的热膨胀系数为5×10-6～12×10-6℃-1［1-2］.水泥石的热膨胀系数一般大于骨料的热膨胀系数.当混凝土的温度发生变化时，两者之间的热变形存在差异，进而导致混凝土内部应力的产生.当内应力超过混凝土的极限强度时，混凝土便产生裂纹，最终导致混凝土力学性能和耐久性能降低［3-4］.因此有必要研究水泥石的热膨胀系数.水泥石的热膨胀系数在初凝
建筑材料学报 2022年8期2022-09-04
- 油井水泥石力学性能随加载速率和时间变化的试验研究
01）常规油井水泥石是一种脆性材料，在油气井增产和生产作业过程中容易产生微裂缝或微环隙，导致水泥环层间封隔能力失效[1]。随着油气资源勘探开发向非常规油气资源等领域拓展，如何保证固井水泥环在复杂井况下（特别是非常规、储气库和压裂井等井况）的密封完整性，防止环空窜流的发生是亟待解决的技术难题[2]。水泥环完整性评价技术表明：通过在水泥浆中加入改性材料，如橡胶颗粒、纤维和纳米材料等，可以增加水泥石的韧性，降低水泥石的脆性，提高水泥环保持完整性的能力[3-5]。
当代化工研究 2022年7期2022-05-12
- 水泥石封隔性能的评价参数研究
163413）水泥石的封隔性能是指水泥石在正常使用条件下，封隔油、气、水的能力。然而固井结束后，水泥环在经受多种应力作用下，将导致水泥环的封隔能力变化。近年来对深层气井的开发数量增多，这种情况在气井的后期作业过程中多有发生，管外压力增加，严重的可达到20MPa以上，这给油气井后期开采带来诸多困难。目前，评价水泥环空封窜性能的方法较单一，而且只针对水泥浆与水泥浆凝结成水泥石的过程进行封窜能力的评价，对于后期油气井作业过程中，应力对水泥环作用导致水泥环封隔能力
西部探矿工程 2022年3期2022-03-24
- 油井水泥用微球型防腐蚀剂的合成及性能评价
。为了更好提高水泥石的抗腐蚀性能，本文制备一种聚合物微球型防腐蚀剂(PSAC)，对其微观结构和抗腐蚀性能进行了表征和评价，并探讨了其抗腐蚀作用机理。1 实验部分1.1 材料与仪器苯乙烯(St)、丙烯酸羟乙酯(HEA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、对苯乙烯磺酸钠(SSS)、过硫酸铵(APS)、碳酸氢钠(NaHCO3)均为分析纯； Nano-SiO2、KH-570、API G级中抗硫油井水泥、硅粉、SXY(分散剂)均为工业品。WHY-10/300型微机控制全自动
应用化工 2022年1期2022-03-24
- 地热井固井水泥石传热性能研究现状及展望
，热量会以固井水泥石和套管组成的井筒为传递介质，持续在井筒内热水和地层间传递，从而影响热水出井温度和地热能利用效率。为提高热水出井温度和地热能利用效率，许多学者从提高日产水量、增强抽水管保温性能、优化抽水泵下深等方面［1-3］进行了技术研究和应用，并取得了一定成果，同时，数千米井筒中套管和水泥环的传热性能也逐渐得到关注［2，4-5］。在针对套管的研究中，有些学者提出使用填充隔热材料的双层套管或在套管内壁涂隔热涂料［6］以降低热量在套管上的传递效率，但该类方
钻探工程 2021年12期2022-01-05
- 水平井大规模压裂固井水泥石性能设计方法
预期效果，固井水泥石需要有更好的力学性能。水泥石不仅要有一定的抗压强度，还需要具备一定变形能力[1]。而油气井水泥浆设计相关标准仅规定水平井固井水泥石24 h 抗压强度不得小于14 MPa[2-3]，这可能不能满足水平井大规模压裂的密封要求。近年来，国内外众多学者对压裂水泥环完整性展开了研究和探索，李军等[4-7]等利用应力函数建立了套管–水泥环–地层系统应力分布计算模型，推导出了水泥环界面应力的解析解。初纬等[8]对均匀地应力作用下套管–水泥环–地层系统
西南石油大学学报(自然科学版) 2021年4期2021-10-28
- 基于固体钙含量的CO2 腐蚀水泥石规律预测
由于CO2渗入水泥石中与水泥水化产物发生化学反应，主要通过淋滤作用、溶蚀作用、碳化收缩作用以及地层水的协同作用对油井水泥环产生腐蚀[6-7]。水泥环被腐蚀后，水泥石的微观结构和宏观性质被改变，造成水泥石结构的疏松和内部裂缝的产生，其结构被破坏，力学性能降低、渗透率增大，使其失去保护套管和封隔油气水层的作用，从而缩短油气井的寿命，造成了巨大的经济损失[8-9]。井下环境中CO2对水泥环的腐蚀深度及规律很难测量，即使可以测量其测量成本也很高，且操作复杂。因此，
西南石油大学学报(自然科学版) 2021年4期2021-10-28
- 高温干烧和水湿环境对水泥石结构性能的影响
但在此过程中，水泥石将反复多周期承受高温，极易导致力学性能衰退、孔渗性增加，从而影响稠油井生产寿命［4］。为此，准确探究、评估及预测水泥石在井下的耐高温能力一直是国内外工程界和学术界的关注焦点和研究重点。G 级油井水泥是稠油井固井施工应用最为普遍的材料，但有研究表明，养护温度达110 ℃时，水化产物C—S—H 将出现晶型转变，使水泥石强度衰退、渗透率增加［5-6］；养护温度达200 ℃时，水泥体系中部分“链状”或“网状”的C—S—H 将转变为单岛硅酸盐［7
石油钻采工艺 2021年3期2021-09-27
- 深层页岩气井高强度弹韧性水泥石力学性能研究
4]。普通油井水泥石属于脆性材料，变形能力弱，在大型体积压裂下水泥环易发生不同密封破坏，引起密封失效，造成环空带压[5-12]，影响页岩气井的后续施工作业和安全生产。为了满足分段压裂后水泥环的密封完整性，通常在固井水泥浆掺入弹性粒子、胶乳或纤维等，改善水泥石的脆性，降低弹性模量，形成弹韧性水泥石[13-16]，取得了一定的效果，满足了中浅层页岩气井压裂后水泥环的密封性。随着我国页岩气勘探开发的深入，深层页岩气井逐渐增多。深层页岩气垂深大、地层破裂压力高，压
钻采工艺 2021年4期2021-09-22
- 超高温高压井固井水泥石养护方法及力学性能研究
技术时，对固井水泥石的综合力学性能要求更高[2-4]。良好的水泥石力学性能(弹性模量、泊松比和韧性)更有利于保持井筒的完整性，可避免井筒气窜、环空带压等井筒安全风险，同时有利于延长高温高压油气井的服役寿命[5-6]。常用水泥石的固化养护和制备方法存在以下不足[7-11]：(1) 水泥石固化养护和制备过程中的实验温度、压力与超高温高压井的高温高压工况不相匹配；(2) 水泥浆体系在压力≤20.7 MPa、低温条件下固化脱模，然后置于一定温度、压力条件下养护，无
重庆科技学院学报（自然科学版） 2021年4期2021-09-10
- 高强度低密度水泥石的微观结构和力学性能
计来提高低密度水泥石的强度[2]。于永金等[3]通过紧密堆积设计开发的1.20～1.50 g/cm3低密度高强度水泥浆体系24 h抗压强度高于10 MPa。罗杨等[4]设计的1.15 g/cm3超低密度水泥浆90 ℃时的24 h抗压强度达12 MPa。虽然通过紧密堆积设计对于提高水泥石的强度具有较好的效果，但具体增强机理并不清楚。水泥石的宏观性能由其微观结构和性能决定，通过借助先进的仪器手段分析低密度水泥石的微观结构和性能，对探明紧密堆积提高低密度水泥石强
硅酸盐通报 2020年11期2020-12-10
- 水泥石试件早期损伤特性与后期力学行为分析
重复性，利用纯水泥石测试不同外加剂对其性能的影响[11]。但实际使用中的混凝土(或水泥石)始终处在应力环境下，为此研究人员通过单轴循环受压方式模拟深部巷道围岩应力，研究钢纤维混凝土循环受压性能，建立了钢纤维混凝土循环受压弹塑性损伤本构模型[12-13];在此基础上，通过单轴加卸载方式对模拟井壁混凝土能量演化进行了研究[14]，利用振动试验系统开展了新浇混凝土爆破振动损伤累积模拟试验[15-17]，同时利用SHPB二波法理论重构了混凝土试件的应力-应变曲线，
煤炭学报 2020年9期2020-10-13
- 基于组合体力学模型的固井水泥石封隔能力分析
波动，从而改变水泥石的受力状态，加剧水泥石封隔能力失效的风险.目前国内外学者主要从套管-水泥石-地层组合体受力情况、水泥石形变情况、固井界面胶结情况三个方向对固井水泥石封隔能力进行研究.套管-水泥石-地层组合体受力研究经历了从单纯分析套管受力[1]到分析组合体整体受力[2]、从单纯借助井筒力学方程到综合使用多种理论与实验方法[3-6]的演变.组合体受力研究已经成为解释井下作业现象、并揭示其内在原理的主要手段，但是组合体力学状态与固井水泥石封隔能力的关系仍没
东北大学学报（自然科学版） 2020年9期2020-09-16
- 耐交变超高温固井水泥浆
时，也将对固井水泥石造成周期性的热冲击载荷，导致水泥石的抗压强度衰退、渗透率增加，从而影响稠油井的高效安全生产，甚至缩短稠油井的服役寿命[5-7]。因此，提高交变超高温下水泥石的结构完整性和力学性能，是保障稠油开发效益的重要条件。以新疆油田红浅稠油区块工况（蒸汽温度为310～320 ℃，大部分井循环6～8轮次）为例[8]，用X 射线衍射仪、热分析仪研究了不同配方的水泥石在交变超高温养护后的化学结构变化，并用扫描电镜及氮吸附测试仪分析了相应条件下水泥石的微观
钻井液与完井液 2020年6期2020-05-07
- 基于多孔介质理论的油井水泥石破坏准则
。对实际工况下水泥石力学行为进行准确描述是计算水泥环在复杂工况下的应力分布、预测完整性失效的前提。水泥石的组成包括固体水泥石骨架和孔隙内流体，通过微观扫描电镜[6]观测验证水泥石存在孔隙结构。油井井筒所处的深层地下往往为高水压环境，水泥石凝固后其内部孔隙经常处于饱水带压力的情况，其力学性能较常压下的水泥石有很大不同。而考虑有孔隙流体的水泥石实际承受的压力包括水泥石在井下的孔压、水泥石自重以及围岩的压力。紧挨围岩的水泥石内流体压力与地层流体压力保持一致，水泥
钻井液与完井液 2020年6期2020-05-07
- CO2盐水层埋存条件下Mg2+对油井水泥石腐蚀的影响
于水后会对固井水泥石造成严重腐蚀[5-12],使水泥环丧失密封能力,进而使埋存的CO2泄露到大气中,对环境造成不可估量的破坏。目前学者对CO2溶于去离子水或NaCl盐水后腐蚀水泥石的机制进行了大量研究,但地层盐水中含有多种离子,对水泥石产生腐蚀[13-15]。Mg2+是地层盐水中常见的一种腐蚀性离子,笔者研究Mg2+对CO2腐蚀油井水泥石过程的影响,探索Mg2+对水泥石表观特征、腐蚀速率和矿物组成的影响,揭示Mg2+存在条件下水泥石的腐蚀机制。1 实验材料
中国石油大学学报（自然科学版） 2020年2期2020-04-25
- 压痕法评价煤层气井固井水泥石断裂力学性质
面＞第一界面＞水泥石本体）逐渐减小[1-2]，目前针对油气井井筒固井水泥石与套管、与井壁的第一和第二界面的破坏机制[3-4]、封隔能力的评价[5-6]、水泥石腐蚀失效[7]、水泥石力学性质[8-12]、水泥浆材料改进[13-18]等方面的研究成果较为丰富，而对于煤层气井固井水泥石本体破坏原貌特征、水泥石断裂力学性质对环空封隔失效影响方面的研究则甚少。为此，笔者利用取自沁水盆地南部寺河矿区煤矿井下煤层气固井水泥石原样，结合压痕法获取目前国内典型的煤层气固井水
天然气工业 2020年3期2020-04-09
- 耐碱玻璃纤维增韧水泥石力学性能及对水泥浆性能影响
流动性。此外，水泥石脆性大、韧性差不能保证水泥石在增产开发过程中保持完整性。但是水泥石是一种脆性材料，在井下复杂环境中很容易发生破坏。国内外学者对提高水泥石力学性能进行了大量科学实验研究，主要包括颗粒增韧材料[1-2]、胶乳增韧材料[3-4]和纤维增韧材料[5-6]等。纤维材料在油井固井中应用较为广泛，包括聚酯纤维、聚丙烯纤维、碳纤维等，但是都有分散性和耐久性差的缺点[1-2,7]。耐碱玻璃纤维是一种用来增强混凝土的肋筋材料，具有弹性模量高、耐碱、抗腐蚀、
钻采工艺 2020年5期2020-03-09
- 粉末丁腈橡胶对固井水泥浆性能的影响*
击性能和长期的水泥石完整性［1-2］。油井水泥是固井水泥浆的主要组成部分，所形成的水泥石具有先天脆性［3］。因此，改善油井水泥石力学性能，赋予油井水泥石韧性形变能力，对油气井开采有着重要的作用。对于页岩气井等需要进行压裂开发的井来说，柔性水泥浆是满足压裂井封固的最好选择［4］。李早元［5］、程小伟［6］和龙丹［7］等研究了橡胶粉在油井水泥浆中的作用，橡胶粉的掺入降低了水泥石的弹性模量，增大了水泥石的弹性变形能力，同时提高了水泥石的抗冲击性能。Agapiou
油田化学 2019年4期2019-12-27
- 胶乳液改善水泥石性能研究
要：针对水泥石在井下复杂受力的情况下容易发生破裂的情况，需要添加胶乳液对水泥石性能进行改善。为研究胶乳液的加量对于水泥石常规性能和力学性能的改善，在水泥浆中分别加入0～32 g的胶乳液后，通过实验对水泥石的各项工程性能进行测试，实验结果表明：添加胶乳液可以降低Ф300下的数值约16%，失水量降低约51.9%;16 g加量的胶乳液可以提高水泥石18%的抗压强度;8 g加量的胶乳液的水泥石可以提升50%的抗冲击强度;32 g加量的胶乳液的水泥石降低34.
当代化工 2019年1期2019-12-12
- 高H2S气体环境下固井水泥石防护技术研究
来严重的破坏，水泥石腐蚀问题是固井工程技术人员急需解决的重大难题之一[3]。20世纪80年代中期，国外开始对油井水泥石抗H2S腐蚀性能进行了诸多研究，对H2S腐蚀水泥石的基本原理及其影响因素进行了考察，并提出了一些防腐措施，研究结果表明：水泥水化产物与H2S反应将破坏水泥石的结构完整性，导致水泥石强度受损、渗透率和孔隙率增大，从而引起层间封隔失效，危及井的安全运行[4]。为提高水泥石防腐能力，采取加入活性硅灰改变钙硅比、加入超细材料优化紧密堆积技术，提高水
钻采工艺 2019年4期2019-08-30
- 单轴压缩下固井G级水泥石尺寸效应试验
因此，探究固井水泥石的尺寸效应对其力学性能的影响，可以针对具体的工程环境做出相应的调整[1，2]。对于油气固井水泥石尺寸效应的研究，目前在国内外研究比较少，对固井水泥石的抗拉强度、单轴抗压强度以及两相界面的胶结强度研究比较多。郑友志等[3]运用数值模拟和室内评价的方法研究了不同条件下固井水泥石力学性能受加载速率、杨氏模量、温度、围压等影响的变化规律；张明等[4]在准脆性材料强度尺寸效应中采用对数正态分布对Weibull理论进行改进；董莉莉、惠弘毅等[5,6
长江大学学报(自科版) 2019年5期2019-06-21
- 改善固井水泥石抗CO2腐蚀性能的无皂胶乳合成及性能评价
效应”达到改善水泥石抗腐蚀性能的目的[7-10]。本文以自主合成的一种无皂胶乳作为有机防腐蚀外加剂，以添加无皂胶乳的水泥石作为研究对象，考察无皂胶乳对CO2养护环境中水泥石的腐蚀深度、抗压强度、水化产物、微观形貌的影响，并探讨了无皂胶乳改善水泥石抗腐蚀性能的作用机理。1 实验部分1.1 材料与仪器丙烯酸丁酯(n-BA)、对苯乙烯磺酸钠(SSS)、碳酸氢钠、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、苯乙烯(St)、KH-570、过硫酸铵(APS)均为分析纯；纳米SiO2、嘉
应用化工 2019年5期2019-05-31
- 热采井用固井水泥石养护方法及力学性能研究
的超高温对固井水泥石性能的影响，多采用马弗炉在干燥条件下，加热水泥石以模拟井下超高温环境。所得研究结果表明[4,10-11]，加砂固井水泥体系在超高温、干燥条件下，将出现严重开裂及抗压强度衰退，难以提供良好的层间封隔性能。然而，分析认为，该超高温、干燥模拟环境与实际稠油热采井下超高温、水蒸气环境及水泥石受套管和地层约束等的实际情况不符[12-13]。因此，在超高温干燥条件下所得实验结果可能难以准确反映固井水泥石在井下的实际状态[14]。为了进一步研究固井水
钻井液与完井液 2019年6期2019-03-18
- 建筑材料水泥石的腐蚀与防止措施
212）硅酸盐水泥石硬化后是一种耐久性很好的建筑材料，但是如果处在了有腐蚀性介质的环境中，硅酸盐水泥石的耐久性就会变差，它的结构会受到破坏，导致它不能很好的使用，影响结构的耐久性。所以，我们必须了解硅酸盐水泥石在什么环境下容易遭受腐蚀以及采取什么措施来防止它的腐蚀。本文主要分析了水泥石腐蚀的类型，水泥石腐蚀的原因及水泥石腐蚀的防止措施。1 硅酸盐水泥石的腐蚀水泥石的腐蚀是指硬化后的水泥石在外界侵蚀性介质的作用下，其中侵蚀性介质包括酸、碱、盐、软水或其他物质
四川水泥 2019年8期2019-02-16
- 铝酸盐水泥固井材料在稠油热采环境下的性能
的石英砂来保证水泥石在高温条件下不衰退。在热采井蒸汽吞吐前，硅酸盐水泥固井材料是能够保证固井质量的，但经过多个轮次的蒸汽吞吐后，水泥石会出现强度明显下降、渗透率急剧增大等现象。水泥环的完整性和均质性如果因此遭到破坏，就会危及套管安全和层间封隔性能，甚至导致稠油井报废[3-6]。固井材料需要长期在蒸汽热采条件下的井筒中服役，固井水泥环的长期完整性至关重要。与普通硅酸盐水泥相比，铝酸盐水泥具有更好的耐高温性能。热采井的固井材料改用铝酸盐水泥为主材，有助于提高固
重庆科技学院学报（自然科学版） 2018年5期2018-11-15
- 油气井抗腐蚀性水泥浆体系的研究
的研究，通过对水泥石抗压强度、渗透率和腐蚀深度的测试，优选出能达到治“本”效果的一套抗腐蚀性水泥浆体系。1 抗腐蚀性水泥浆体系材料1)微硅 微硅的主要成分为非晶态SiO2[3]。在水泥石的孔隙中充填微硅颗粒，使水泥石变得密实，渗透率下降，强度提高，因此能够阻止外部腐蚀介质侵入，达到防腐蚀的目的[4]。2)硅粉 硅粉的主要成分为92.37%SiO2、0.27%Al2O3、0.8%Fe2O3、1.4%CaO、0.41%MgO、0.26%P2O5(配方中的百分数
长江大学学报(自科版) 2018年15期2018-08-23
- 加载方式对水泥石气密封性影响研究
研究主要集中于水泥石本体破坏和第一、第二界面胶结的失效，对于水泥环在不同载荷条件下气密封失效原因，即水泥石在复杂载荷条件下内部结构变化特征的研究较少。为此，笔者利用脉冲衰减渗透率测试方法和声发射监测研究水泥石在不同载荷条件下渗透率的变化规律及其与损伤的关系，从能量、损伤及渗透率角度研究水泥石的气密封性，提出了提高水泥石气密封性的措施，并通过试验进行了验证，对现场施工和水泥浆配方及性能优化具有指导作用。1 水泥石气密性试验方法固井水泥环经历压裂、注汽、生产、
石油钻探技术 2018年1期2018-04-16
- 储气库井弹性自愈合水泥浆体系及其性能评价
问题尚未解决：水泥石的硬脆性导致其抗冲击、应力循环能力较弱；自愈合程度的评价方法众多，但对哪一种评价方法最优尚未达成共识［11］；自愈合材料自修复机理尚不明确［12］。储气库作为一种应急调峰气源，其井筒水泥石在工作时要承受周期注采产生的交变载荷与较大的注采压力，导致水泥环易产生微环隙、微裂纹甚至大裂缝，使得水泥环密封完整性失效［13-14］。针对这些问题，优选了一种自愈合评价方法，研究选择了一种结晶型自愈合材料JHR-1，同时为了改善水泥石力学性能，加入塑
石油钻采工艺 2018年6期2018-04-11
- 碳纳米管改性水泥石力学性能研究
发现碳纳米管对水泥石的14 d强度有所贡献，SWCNTs、MWCNTs分别可以提高6%和30%左右。Makar J M[5-7]将碳纳米管分散于异丙醇中，并进行超声处理，通过微观分析发现SWCNTs以纤维拨出的形式起到了增强增韧的作用。李庚英[8]对比分析加碳纳米管与碳纤维对水泥石力学性能以及微观结构的影响。实验发现碳纳米管的加量对水泥石抗压、抗折强度的影响存在一个最优值，加量过多，强度反而下降。目前碳纳米管改性水泥基材料研究较多集中在混凝土领域，较少应用
钻井液与完井液 2018年6期2018-03-27
- 掺硅粉高水灰比水泥石高温强度衰退现象分析
掺硅粉高水灰比水泥石高温强度衰退现象分析符军放（中海油田服务股份有限公司油田化学事业部，河北燕郊065201）符军放.掺硅粉高水灰比水泥石高温强度衰退现象分析[J].钻井液与完井液，2017， 34（1）：112-115.FU Junfang. Analysis of high temperature strength retrogression of high water/cement ratio set cement with silica powde
钻井液与完井液 2017年1期2017-09-03
- 一种环境响应型水泥石的抗CO2腐蚀性能
一种环境响应型水泥石的抗CO2腐蚀性能彭志刚，张健，邹长军，陈大钧，郑勇（西南石油大学化学化工学院，四川 成都 610500）目前提高固井水泥石抗CO2腐蚀性能的材料主要为活性无机外掺料，但其抗腐蚀效果有限。为了提高固井水泥石（环）的抗腐性能，本文通过添加环境响应型有机防腐蚀剂形成一种环境响应型水泥石，研究了其在CO2环境养护中抗压强度、渗透率、孔隙结构及微观形貌的相关变化。结果表明：环境响应型水泥石有效抑制水泥石经碳化腐蚀抗压强度降低及渗透率增大现象；有
化工进展 2017年5期2017-05-15
- 适用于稠油热采井热膨胀水泥的外掺料优选
温度增加会造成水泥石强度的衰退，同时高温条件下套管、水泥环膨胀变形不一致，会导致水泥环内部产生过大的应力，这些都是造成水泥环密封完整性被破坏的主要原因。除了解决水泥石高温强度衰退问题之外，加入不同的外掺料改善水泥石的热膨胀性能是保证密封完整性的主要措施之一。热膨胀系数是其热膨胀性能的主要表征参数，为此研究了各种外掺料在不同温度下对油井水泥石热膨胀系数的影响，并分析探讨了其影响机理。实验结果表明：硅粉和漂珠等外掺料会不同程度地降低硬化水泥石的热膨胀系数，而胶
钻井液与完井液 2016年4期2016-11-17
- 多组分油井水泥石弹性模量预测模型
1）多组分油井水泥石弹性模量预测模型刘建，张林海，陶谦，刘伟，周仕明，王立双（中国石化石油工程技术研究院，北京100101）刘建等.多组分油井水泥石弹性模量预测模型[J].钻井液与完井液，2016，33（2）：75-78.针对目前多组分油井水泥石弹性模量测试的复杂性和重复性差，弹性模量预测缺乏理论模型的现状，利用高精度抗压抗折一体机探索了多组分油井水泥石弹性模量的变化规律，建立了多组分油井水泥石弹性模量预测模型。通过实验数据验证了模型的可行性，实验发现，对
钻井液与完井液 2016年2期2016-11-11
- 漂珠低密度固井水泥石的力学性能研究
漂珠低密度固井水泥石的力学性能研究艾正青1，李早元2,李 宁1，林 銮2,袁中涛1,郭小阳2,程小伟2(1.中国石油塔里木油田分公司,库尔勒 841000;2.西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室,成都 610500)以漂珠为减轻材料的低密度水泥浆体系在低压易漏地层的固井工程中得到了广泛的应用。为全面探索漂珠低密度水泥石的力学性能,本文对低密度水泥石在不同温度下的抗压强度、抗拉强度进行测试,模拟井下环境对水泥石进行应力-应变测试,并对其微观形貌和
硅酸盐通报 2016年9期2016-11-10
- 养护温度对矿粉水泥石强度及细观结构影响研究
养护温度对矿粉水泥石强度及细观结构影响研究田林杰1,王起才1,2,邓 晓1,王 斐1(1.兰州交通大学,兰州 730070；2.道桥工程灾害防治技术国家地方联合工程实验室，兰州 730070)为研究不同养护温度下矿粉水泥石早期(28 d)强度及细观孔结构分布特征,设定水泥石的水灰比为0.24,以掺入不等量的矿粉为掺合料,分别将水泥试块在-3 ℃和20 ℃条件下养护28 d,测定水泥石的抗压强度,用孔结构分析仪对细观孔结构进行分析,并通过水泥石的孔隙结构计算
硅酸盐通报 2016年9期2016-11-10
- 基于射孔套管强度安全的水泥石环参数优化
套管强度安全的水泥石环参数优化窦益华，徐成，任虎彪，李明飞，曹银萍(西安石油大学机械工程学院，陕西西安 710065)水泥石环对套管应力有明显的降低作用，尤其是射孔段储层套管。优选合理的水泥石环参数对于降低射孔段套管应力，提高套管安全性有重要的作用。建立“套管-水泥石环-围岩”三维有限元模型，应用ANSYS有限元软件分析水泥石环弹性模量、泊松比和厚度对射孔套管强度的影响规律，可对水泥石环性质参数进行优化。分析表明：随着水泥石环弹性模量、厚度的增加，套管最大
石油地质与工程 2016年4期2016-08-24
- 建筑水泥石的腐蚀与防止措施
0601）建筑水泥石的腐蚀与防止措施宋 磊（安徽省产品质量监督检验研究院，安徽 合肥 230601）随着我国建筑行业的不断发展，建筑水泥石已经被广泛的应用于各类建筑物中，然而外界因素的变化很容易导致建筑水泥石出现腐蚀现象，此时就需要专业人员对其进行系统的分析，并根据实际情况选择与之对应的预防措施，从根本上预防水泥石腐蚀的现象。建筑水泥石；腐蚀因素；预防措施1.水泥石定义及特点1.1 水泥石定义水泥石又被称之为净浆硬化体，其主要是由未水化的水泥颗粒内核、胶凝
四川水泥 2015年9期2015-04-08
- 高温对水泥石结构和性能的影响及机理分析
料在高温条件下水泥石（HCP）的颜色［1］、水泥石的膨胀［2］、水泥石组成和结构［3］以及水泥石的再水化方面［4－5］对其进行了初步研究，得出了许多有参考价值的结论．实际上，混凝土中水泥石的组成、结构和性能不仅与水泥石的原始组成有关，还与水泥石的养护方法和水泥石在混凝土中的位置有关［5－7］．处于混凝土表层的水泥石相当于在空气中养护，其实际水灰比小于设计水灰比，且表层混凝土易发生碳化；处于核心区的水泥石其实际水灰比与设计水灰比相当；由于边壁效应，紧挨集料的
中北大学学报(自然科学版) 2015年3期2015-03-11
- 水泥类材料的腐蚀机理研究
硬的人造石——水泥石。2 水泥类材料的腐蚀类型和机理水泥类材料的腐蚀分类有下列两种：一是按介质分类，可分为硫酸盐腐蚀、海水腐蚀、土壤腐蚀等；二是按腐蚀的形态分类，可分为溶出型腐蚀、分解型腐蚀、膨胀型腐蚀（又称结晶型腐蚀）。水泥类材料在实际工程中的腐蚀，往往是多种类型复合的腐蚀。2.1 溶出型腐蚀溶出型腐蚀的产生，主要是由于水泥石中的水化物Ca(OH)2被溶解和洗出，当混凝土中的CaO 损失达32%时，混凝土就会被破坏。在水泥石液相中，当石灰含量超过极限浓度
科技视界 2014年31期2014-08-15
- 孔溶液对水泥石干燥收缩的影响及其机理
各种孔隙之中，水泥石中的水大致可以分为自由水、毛细孔水、凝胶水、结晶水四种形态。在RH变化时，自由水、毛细孔水和凝胶水都可能失去，从而带来水泥石的收缩。本课题通过试验手段改变水泥石中孔溶液的性质，进而测量其干燥收缩和重量损失，研究水泥石收缩变形规律，探求水泥石收缩变形的本质，认知水泥石收缩的机制和机理，为寻找方法抑制混凝土的开裂，提高混凝土的耐久性提供依据。2 试验原材料2.1 水泥试验中所用水泥为重庆地维42.5R级普通硅酸盐水泥，其水泥化学成分和物理性
重庆建筑 2012年2期2012-05-13
- 水泥石耐久性的力学评价
062465）水泥石的耐久性是指水泥石在正常使用条件下，在规定时间内，由于水泥石结构性能随时间而劣化，但仍能满足预定功能的能力。长期以来，水泥石的耐久性问题被忽视，造成了水泥石耐久性研究的相对滞后。由于耐久性不足导致水泥石结构破坏的事故时有发生，其中由于水泥石耐久性不足而引起的套损和层间窜流具有普遍性，造成的损失也难以估量。因此，水泥石的耐久性问题应该受到高度重视。虽然现已存在水泥石抗压强度的评价方法（GB10238—2005），但单一的抗压强度数据很难与
石油钻采工艺 2011年3期2011-01-11
- 微硅对水泥石抗腐蚀性能影响的研究
，程小伟微硅对水泥石抗腐蚀性能影响的研究谢兆军，朱泽华，叶中郎，闫薇，程小伟在油气开采中，地层构造中的H2S/CO2对水泥石产生碳化腐蚀，严重影响固井效果，为改善和提高水泥石在酸性介质下的耐腐蚀性，本文在分析水泥石在含H2S和CO2条件下的腐蚀机理的基础上，通过实验证明微硅是一种良好的填充料，可提高水泥石的密实度，从而提高其抗压强度。对不同龄期的水泥石进行腐蚀，测试腐蚀后的抗压强度，分析比较纯水泥、微硅水泥的抗腐蚀性能；并利用金相显微镜和X-衍射图谱，观察
水泥技术 2011年6期2011-01-05
- 水泥石动静态机械性能相关关系试验研究
◀固井与泥浆▶水泥石动静态机械性能相关关系试验研究步玉环1郭辛阳1李 娟1王雪英2(1.中国石油大学(华东)石油工程学院,山东青岛 266555;2.中国石化中原石油勘探局供水管理处,河南濮阳 457001)水泥石机械性能对于油气井的继续钻进、采收率和寿命都具有重要意义。选择不同水泥浆体系,测量其所形成水泥石的横、纵波速度,经过计算求出其动态杨氏模量和动态泊松比;利用岩石力学三轴试验机测定水泥石静态杨氏模量和静态泊松比。分析水泥石动态和静态机械性能的相关性
石油钻探技术 2010年2期2010-08-28