碳酸钙晶须与碳纤维混杂增强油井水泥石力学性能

针对油井水泥石易脆裂而造成油气井层间封隔失效的问题,通过实验研究了碳纤维、碳酸钙晶须及二者混杂对油井水泥石力学性能的影响,利用扫描电镜观察了水泥石微观形貌,并探讨混杂纤维增强水泥石的作用机理。实验结果表明:碳纤维、碳酸钙晶须及两者混杂纤维均能有效提高水泥石的抗压、抗折和劈裂抗拉强度;相对于单掺1种纤维,混杂纤维对水泥石的增强效果更好;混杂纤维水泥石具有明显的韧性,且混杂纤维显著提高了水泥石的力学形变能力。观察水泥石微观形貌和分析混杂纤维增韧机理后发现:碳酸钙晶须和碳纤维具有不同的尺寸、形貌和性能,能够在不同结构层次和荷载阶段发挥作用,控制微裂纹或裂缝的产生和发展,改善水泥石的强度和韧性。图20表5参27     

碱处理改性竹纤维增韧固井水泥石研究

固井水泥石是脆性材料,井下易脆性破坏而影响油气开采,因此开展了竹纤维增韧水泥石研究。用NaOH溶液对竹纤维表面改性;考察改性竹纤维对水泥石力学性能的影响;用红外分析、热重分析和微观形貌分析竹纤维的亲水性和分散性改善原因;对掺入改性竹纤维前后水泥石进行微观形貌对比,探讨其增韧机理。结果发现,(1)10%NaOH溶液处理24 h后,微观形貌观察(SEM)可知改性后竹纤维表面胶质被除去,极性降低,其亲水性和分散性得到改善;(2)掺入0.5%改性竹纤维后水泥石折压比提高100%,弹性模量降低31%,明显增韧;(3)竹纤维增韧水泥石的机理在于改性后竹纤维与水泥基体粘结强度提高,纤维在水泥石晶体间起"搭桥"作用,纤维与水泥水化物之间紧密粘结起"拉筋"作用。     

掺杂稀土铈对高炉渣陶瓷远红外性能及物理性能的影响EI北大核心CSCD

以攀西地区高炉废渣为原料,采用陶瓷烧结工艺制备了不同稀土Ce掺杂量的高炉渣远红外陶瓷。研究了高炉渣陶瓷中稀土Ce的最佳掺入量以及稀土的掺入对陶瓷红外辐射性能的影响机理,考察了稀土的掺入对于高炉渣陶瓷线收缩率、吸水率及抗折强度的影响。采用X射线衍射与扫描电子显微镜研究了样品的晶相组成与显微结构,采用Fourier红外吸收光谱及发射光谱研究了样品红外吸收及发射性能。结果表明:陶瓷红外发射率最高达0.91,样品的抗折强度最高达38.1 MPa。高炉渣远红外陶瓷不仅具备高的远红外辐射能力,而且拥有良好的物理性能。     

油基岩屑残渣自悬浮支撑剂的制备及性能评价

目的为了安全有效地处置和利用页岩气开采过程中产生的油基岩屑残渣,采用其烧结陶粒支撑剂,同时,为提高支撑剂在清水中的悬浮性能、改善支撑剂在裂缝中的分布、简化压裂施工工艺、提高压裂增产效果,进行了自悬浮支撑剂的制备与研究。 方法通过聚合反应将聚丙烯胺树脂包覆在支撑剂表面,制得膨胀型自悬浮支撑剂,研究了交联剂用量、单体量、合成温度对自悬浮支撑剂膨胀性能的影响。 结果覆膜材料配比(质量比)为:m(陶粒)∶m(丙烯酰胺)∶m(N,N′-亚甲基双丙烯酰胺)∶m(过硫酸铵)∶m(N,N,N′,N′-四甲基乙二胺)=10.000∶2.000∶0.002∶0.020∶0.031时,自悬浮支撑剂性能最佳,其膨胀倍数为4.3,沉降速度为45 mm/s。 结论覆膜支撑剂自悬浮功能的实现主要与聚丙烯酰胺树脂的溶胀有关,树脂的体积膨胀和聚丙烯酰胺分子链向外延伸引起溶液黏度的增加,提升了支撑剂在溶液中的沉降阻力。该研究对拓宽油基岩屑烧结支撑剂的应用范围、提高油基岩屑残渣资源化利用产品附加值有十分重要的意义。      

碳酸钙晶须改善固井水泥浆性能研究

随着油气勘探向深部地层和低渗透油气藏的延伸,对固井水泥浆性能尤其是水泥环的力学性能提出了更高的要求.针对目前固井用纤维所存在的问题,研究了碳酸钙晶须这一无机矿物纤维对固井水泥浆性能的改善作用.实验包括:①晶须水泥浆的流变性和失水量等常规工程性能;②晶须水泥石的1d、3d、7d、14d和28 d抗压强度、抗折强度和劈裂抗拉强度,使用6265型机械性能测试仪,在不破坏水泥试样的情况下测试了水泥石的抗压强度和杨氏模量发展;③使用5265型静胶凝强度测试仪,测试了水泥浆的静胶凝强度发展,以评价其防气窜性能;④晶须水泥石的孔径和渗透率测试;⑤用扫描电镜对水泥石微观形貌进行观察,探讨了增强机理.结果表明:①晶须水泥浆工程性能良好;②碳酸钙晶须显著改善水泥石的力学性能,晶须加量为10％时,水泥石28 d抗压强度、抗折强度和劈裂抗拉强度提高33.34％、45％和39.28％;③碳酸钙晶须水泥杨氏模量发展稳定,静胶凝强度发展迅速,防气窜性能良好;④晶须加量为10％时,孔隙度较空白试样降低23.4％,渗透率下降14.3％;⑤增强机理在于碳酸钙晶须的桥联、控制微裂纹产生和扩展及纤维拔出耗能作用,减缓裂纹的产生和延展.     

ER55-B6焊丝焊接12Cr1MoV耐热钢的组织与断口形貌

应用ER55-B6焊丝焊接12Cr1MoV耐热钢,焊后进行740℃回火热处理,并对其焊接接头进行了组织分析、强度和维氏硬度测试,以及断口形貌观察.结果表明,回火处理后的焊缝及热影响区组织为铁索体、球化珠光体及均匀分布的第二相质点,相分布合理;断口形貌显示大部分为韧窝,属韧性断裂,抗冲击性好.应用ER55-B6焊丝焊接12Cr1MoV钢,能满足耐热钢焊接性能要求.     

可再分散乳胶粉改性水泥石孔隙结构与氯离子渗透性研究

在地层水中氯离子(Cl-)具有很强的穿透性,氯离子穿透固井水泥石会引起套管发生严重锈蚀,因此,改善水泥石孔隙结构,提高水泥石的抗氯离子渗透性具有重要意义.分别使用ASTM C 1202(电通量法)、氮吸附法、压汞法、扫描电子显微镜,对可再分散乳胶粉改性后水泥石的氯离子渗透性、孔隙结构与微观形貌进行了实验分析.结果显示:可再分散乳胶粉在较低加量范围内能改善水泥浆常温流动度、流变性,并降低API失水量,提高水泥石抗压强度;改性后水泥石孔隙率降低,有害孔数量减少,孔隙分布更加合理;在90℃养护时可再分散乳胶粉仍能改善水泥石孔隙结构,降低氯离子通过的电量;较低加量范围内,可再分散乳胶粉颗粒以嵌入的方式均匀分布在水泥石中,使得水泥石内结构更加致密并能填补大量缺陷.