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高活性低密度水泥浆及其强度形成机理研究
被引量：
4
1
作者
王海平
李治
+4 位作者
董志明
魏周胜
苏洪生
于骏杰
刘开强
《钻采工艺》
CAS
北大核心
2023年第3期147-153,共7页
为了解决井底高温高压下空心轻质颗粒破碎造成低密度水泥浆流变性恶化摩阻升高、密度上升,固井漏失风险增加的问题,利用高活性实心复合减轻材料和配套激活剂,开发了恒密度、具有二次水化特征的高活性低密度水泥浆体系。文章利用水化热...
为了解决井底高温高压下空心轻质颗粒破碎造成低密度水泥浆流变性恶化摩阻升高、密度上升,固井漏失风险增加的问题,利用高活性实心复合减轻材料和配套激活剂,开发了恒密度、具有二次水化特征的高活性低密度水泥浆体系。文章利用水化热分析仪、X射线衍射仪、热重分析仪和扫描电子显微镜等,研究了高活性低密度水泥浆体系的早期水化反应、水化产物化学结构、微观结构和抗压强度发展规律。结果表明:高温高压下高活性低密度水泥浆具有恒密度、恒流变的特点。在高活性低密度水泥浆中,硅酸盐水泥水化产生的碱性水化产物和水化热可激活复合减轻材料,使该水泥浆早期水化过程中具有二次水化特征,形成“双放热峰”,增加水泥浆的水化热和水化产物含量。高活性低密度水泥浆水化反应消耗Ca(OH)_(2),形成大量钙矾石和C-(A)-S-H,增加该水泥石的水化产物含量、固相体积分数和微观结构致密度。与釉化珍珠岩低密度水泥石相比,水化28 d高活性低密度水泥石的抗压强度提高了16.7%,其耐久性良好。
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关键词
高活性
低密度水泥浆
二次水化
微观结构
力学性能
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职称材料
深层超高温水泥浆体配方及其强度衰退机理
被引量：
4
2
作者
庞学玉
秦建鲲
+2 位作者
王治国
叶素桃
赵正超
《天然气工业》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第7期90-100,共11页
固井水泥石质量是影响油气井生产和使用寿命的重要因素,而深井、超深井的高温高压环境严重影响着水泥环的长期稳定性和安全性,是导致固井水泥环完整性失效的主要原因之一。为此,设计出一套180℃、120 MPa循环温压条件下,稠化时间440 mi...
固井水泥石质量是影响油气井生产和使用寿命的重要因素,而深井、超深井的高温高压环境严重影响着水泥环的长期稳定性和安全性,是导致固井水泥环完整性失效的主要原因之一。为此,设计出一套180℃、120 MPa循环温压条件下,稠化时间440 min可调,流变、沉降稳定性及失水性能均满足超深井需求的固井水泥浆体系,并使用单轴压缩、X射线衍射、压汞、扫描电镜等测试手段分析了200℃与260℃养护温度下水泥石物理力学性能的长期变化规律及其控制机制。研究结果表明:(1)在高温200℃养护条件下,富含硅砂的固井水泥中早期会形成较多C-S-H凝胶类无定形水化产物,为水泥石带来优异的物理力学性能,但这种无定形产物在高温高压养护条件下的晶体化转变及其自身内部结构的粗化可导致水泥石宏观强度长期持续衰退;(2)在高温260℃养护条件下,加砂固井水泥水化产物主要为稳定的晶体型,虽然此温度下水泥石初始强度较低,渗透率较高,但2~90 d内强度变化在误差范围之内,长期性能较为稳定。结论认为,超深井工况下,水泥石中大量C-S-H凝胶的形成有助于提升其短期强度,但不利于其长期强度稳定,该认识对于新型抗高温固井水泥体系研发具有重要指导意义。
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关键词
深层
高温高压
强度衰退
定量分析
压汞分析
油井水泥
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职称材料
题名
高活性低密度水泥浆及其强度形成机理研究
被引量：
4
1
作者
王海平
李治
董志明
魏周胜
苏洪生
于骏杰
刘开强
机构
中国石油
川庆
钻探
工程
有限公司
长庆
固
井
公司
中国石油
长庆油田采气二厂
中国石油西部钻探工程有限公司固井公司
新能源与材料学院·西南
石油
大学
出处
《钻采工艺》
CAS
北大核心
2023年第3期147-153,共7页
基金
中国石油川庆钻探工程有限公司研究项目“长裸眼水平井全封固低摩阻固井工作液研究”(编号:CQ2022B-21-1-3)
国家自然科学基金“高温高压下过渡态固井水泥浆的失重与传压效率变化机理研究”(编号:52104007)。
文摘
为了解决井底高温高压下空心轻质颗粒破碎造成低密度水泥浆流变性恶化摩阻升高、密度上升,固井漏失风险增加的问题,利用高活性实心复合减轻材料和配套激活剂,开发了恒密度、具有二次水化特征的高活性低密度水泥浆体系。文章利用水化热分析仪、X射线衍射仪、热重分析仪和扫描电子显微镜等,研究了高活性低密度水泥浆体系的早期水化反应、水化产物化学结构、微观结构和抗压强度发展规律。结果表明:高温高压下高活性低密度水泥浆具有恒密度、恒流变的特点。在高活性低密度水泥浆中,硅酸盐水泥水化产生的碱性水化产物和水化热可激活复合减轻材料,使该水泥浆早期水化过程中具有二次水化特征,形成“双放热峰”,增加水泥浆的水化热和水化产物含量。高活性低密度水泥浆水化反应消耗Ca(OH)_(2),形成大量钙矾石和C-(A)-S-H,增加该水泥石的水化产物含量、固相体积分数和微观结构致密度。与釉化珍珠岩低密度水泥石相比,水化28 d高活性低密度水泥石的抗压强度提高了16.7%,其耐久性良好。
关键词
高活性
低密度水泥浆
二次水化
微观结构
力学性能
Keywords
high activity
low-density cement slurry
secondary hydration
microstructure
mechanical properties
分类号
TE256 [石油与天然气工程—油气井工程]
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职称材料
题名
深层超高温水泥浆体配方及其强度衰退机理
被引量：
4
2
作者
庞学玉
秦建鲲
王治国
叶素桃
赵正超
机构
深层油气全国重点实验室·
中国石油
大学(华东)
中国石油
大学(华东)
石油
工程
学院
中国石油西部钻探工程有限公司固井公司
中国石油
塔里木油田
公司
出处
《天然气工业》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第7期90-100,共11页
基金
国家自然科学基金项目“油井水泥水化动力学实验研究及数值模拟”(编号:51974352)
中国石油大学(华东)人才引进项目“高温高压水泥水化硬化机理及性能研究”(编号:2018000025)。
文摘
固井水泥石质量是影响油气井生产和使用寿命的重要因素,而深井、超深井的高温高压环境严重影响着水泥环的长期稳定性和安全性,是导致固井水泥环完整性失效的主要原因之一。为此,设计出一套180℃、120 MPa循环温压条件下,稠化时间440 min可调,流变、沉降稳定性及失水性能均满足超深井需求的固井水泥浆体系,并使用单轴压缩、X射线衍射、压汞、扫描电镜等测试手段分析了200℃与260℃养护温度下水泥石物理力学性能的长期变化规律及其控制机制。研究结果表明:(1)在高温200℃养护条件下,富含硅砂的固井水泥中早期会形成较多C-S-H凝胶类无定形水化产物,为水泥石带来优异的物理力学性能,但这种无定形产物在高温高压养护条件下的晶体化转变及其自身内部结构的粗化可导致水泥石宏观强度长期持续衰退;(2)在高温260℃养护条件下,加砂固井水泥水化产物主要为稳定的晶体型,虽然此温度下水泥石初始强度较低,渗透率较高,但2~90 d内强度变化在误差范围之内,长期性能较为稳定。结论认为,超深井工况下,水泥石中大量C-S-H凝胶的形成有助于提升其短期强度,但不利于其长期强度稳定,该认识对于新型抗高温固井水泥体系研发具有重要指导意义。
关键词
深层
高温高压
强度衰退
定量分析
压汞分析
油井水泥
Keywords
Deep
High temperature and high pressure
Strength retrogression
Quantitative analysis
Mercury intrusion analysis
Oil well cement
分类号
TE256 [石油与天然气工程—油气井工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
高活性低密度水泥浆及其强度形成机理研究
王海平
李治
董志明
魏周胜
苏洪生
于骏杰
刘开强
《钻采工艺》
CAS
北大核心
2023
4
在线阅读
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职称材料
2
深层超高温水泥浆体配方及其强度衰退机理
庞学玉
秦建鲲
王治国
叶素桃
赵正超
《天然气工业》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
4
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职称材料
已选择
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