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文章分析了油井水泥石力学失效的原因，从改善油井水泥石硬脆性的角度出发，通过室内实验研制出一种惰性弹性颗粒材料J－80，利用弹性颗粒止裂原理增加油井水泥石塑性形变能力及抗冲击破坏能力，赋予油井水泥石可控塑性形变能力。实验结果说明，J－80能有效改善油井水泥石力学性能，降低油井水泥石硬脆性，在适宜加量下有助于提高界面胶结强度，可解决因油井水泥环整体性受到破坏而引起的层间封隔失效，延长油井寿命保证后期开采作业的正常进行。文中还探索了一种室内评价油井水泥石塑脆性的可行方法，它是以单位弯曲强度下的弯曲形变量作为油井水泥石塑性大小的评价参数，客观反映了油井水泥石塑性形变大小。     

胶乳对水泥石三轴力学形变能力的作用

针对套管、水泥环、地层三者间形变不协调而引起油气井生产后期层间封隔失效的问题,采用美国GCTS公司三轴岩石力学测试系统RTR-100,准确地测定了在三轴应力直接加载及三轴应力多周循环两种加载方式下水泥石的力学形变能力。实验结果表明,水泥浆中添加一定量的SBR胶乳,在降低油井水泥石抗压强度的同时增大了油井水泥石在低应力作用下的弹性形变和在高应力下的塑性形变,提高水泥石抗冲击破坏的能力。     

油井水泥石在围压作用下的力学形变行为

目前在单轴条件下研究油井水泥石力学行为通常忽略了井下情况环境对水泥石力学行为的影响，认为凝固后的油井水泥石是非均质脆性体，且在受力超过水泥石屈服极限时瞬间脆裂将会引起井下水泥环层间密封性能失效，但水泥环在井下的实际力学形变能力却受到温度和压力的影响，笼统认为油井水泥石是单纯的脆性材料具有一定的片面性。针对此种情况进行了实验研究，采用美国GCTS公司三轴岩石力学测试系统RTR 100研究了油井水泥石在围压作用下的力学形变行为。实验结果表明，单轴受力下水泥石为典型的脆性材料特征，而围压作用下水泥石破坏前为一定的塑性形变行为，特别是在高围压作用下塑性形变效应更明显；在围压作用下油井水泥石为脆塑性材料力学形变特征。     

硫化氢与硫酸腐蚀油井水泥石的对比

采用G级油井水泥净浆,从腐蚀前后水泥石抗压强度、水化产物中氢氧化钙含量、SEM微观结构特征和孔隙结构的变化等方面.进行了硫酸溶液和硫化氢对水泥石的腐蚀对比实验.结果表明,设计的常温常压的硫酸溶液腐蚀实验与标准的高温高压腐蚀实验有较好的相关性和可比性,而且硫酸溶液腐蚀实验能够更直观地反映出水泥石潜在的腐蚀因素.利用常温常压的硫酸溶液腐蚀实验能够作为油井水泥石腐蚀研究的前期实验和油井水泥石抗酸蚀的耐久性实验,对降低水泥石腐蚀实验成本和风险,提高实验效率,更好地开展油井水泥石完整性研究有重要的应用价值.     

防窜增强剂对深水低温水泥石三轴力学性能的影响

深水表层固井面临着温度低、地层疏松、浅层流等技术难题,国内外研究人员在这些方面做了大量的研究,但针对深水低温水泥石的三轴力学性能的研究鲜有报道.因此,利用美国GCTS公司三轴岩石力学测试系统对密度为1.5 g/cm3的水泥石在低温条件下,不同养护期的三轴力学性能进行了分析研究.结果表明,加入防窜增强剂PC-GS 12L后,深水固井水泥石在围压作用下弹性区内的力学形变能力增加,而且水泥石在围压作用下的力学形变规律表现为伪塑性.     

纤粒复合型油井水泥石增韧剂的性能及机理研究

针对国内油田油气井因后续施工(射孔、压裂、酸化等)造成水泥环脆裂的问题,根据断裂力学原理和复合材料理论设计配方,选用GX(1.0%的特种无机富硅纤维 2.5%的有机弹性颗粒)作为油井水泥石增韧材料;并对掺有GX的油井水泥浆的工程性能、物理性能、与其他外加剂的配伍性以及水泥石的微观结构进行考察,结合性能评价试验,分析了GX在水泥石中的增韧作用机理。结果表明,GX可以显著提高油井水泥石的韧性和弹性,并且与其他外加剂配伍性良好。     

玻璃纤维对硫铝酸钙水泥石力学性能的影响

随着油气田开采难度和井下情况复杂化程度的增加，常规水泥环易发生脆裂，进而影响水泥环的层间封隔作用，影响井筒完整性。硫铝酸钙水泥是一种性能优良的固井水泥材料，为了了解硫铝酸钙水泥在固井工程中应用的潜力，制作了玻璃纤维增强硫铝酸钙水泥石（CSA/GRC）样品，利用X射线衍射法分析不同龄期硫铝酸钙水泥的晶体水化产物；通过三轴应力-应变实验，测试CSA/GRC固井水泥石的力学性能；采用扫描电子显微镜观察CSA/GRC固井水泥石断裂面的微观形貌，分析玻璃纤维在硫铝酸钙水泥石中的增韧机理。研究结果表明:CSA/GRC固井水泥石具有良好的韧性和力学形变能力，轴向抗压强度和极限应变值比常规玻璃纤维固井水泥石分别提高了约45%和300%；玻璃纤维与硫铝酸钙水泥体系之间有良好的复合能力，纤维抗腐蚀性能强；通过应力分散作用和桥联作用，玻璃纤维可约束裂缝的进一步扩展，从而提高固井水泥石的韧性。     

橡胶粉对油井水泥石力学性能的影响

针对油井水泥环抗冲击能力差、层间封隔易失效等问题,系统研究了橡胶粉对油井水泥石力学性能的影响。采用表面活性剂对橡胶粉粒子表面进行亲水处理,解决了橡胶粉粒子在油井水泥浆中的憎水及团聚现象。力学性能测试表明,橡胶粉在油井水泥浆中应用的适宜粒径为0.15~0.18 mm,适宜的加量为2%,加量过大不利于水泥石抗压强度和抗折强度的发展。微观研究表明,橡胶粉粒子部分充填于空隙结构之中,部分充填于水泥晶体颗粒之间,有效增大了油井水泥石受压前期塑性变形能力和受压后期弹性变形能力,当水泥石受冲击力作用时,橡胶粉粒子发生弹性变形将产生力的缓冲并吸收冲击能,从而提高油井水泥石抗冲击破坏的能力。     

多元材料复合改性水泥浆体系

利用胶乳、纤维及弹性颗粒材料多元复合增效原理，开发出了多元材料复合改性水泥浆。实验评价结果表明，该水泥浆具有流变性好、失水量低、零析水、直角稠化、稠化时间可调等特点，其水泥环具有抗腐蚀、抗冲击振动破碎能力以及较强力学形变能力，其优良的液态性能和固态性能不仅可以满足固井安全施工要求和凝固后长期力学耐久性能要求，还能有效防止水泥浆在凝结过程中和凝固后发生气窜。     

三高条件对弹韧性水泥浆性能的影响及短期腐蚀机理

针对固井水泥石所处的高温高压含H2S/CO2腐蚀环境以及复杂工况，开展三高条件下弹韧性水泥浆的性能变化及短期腐蚀机理研究。基于弹韧性外掺料的3种主要类型，采用向G级油井水泥中分别加入10%橡胶粉末、0.3%玄武岩纤维以及10%丁苯胶乳的方式制备弹性水泥浆。通过力学性能测试、XRD、FTIR、MIP及SEM-EDS测试，分析弹韧性材料添加前后及腐蚀前后，水泥石的力学性能、孔径分布、水化产物类型及微观结构变化。结果表明，掺入3种弹韧性材料均有利于水泥石的脆度系数降低、韧性提高，其中玄武岩纤维最利于控制材料破坏时裂缝的发展，而丁苯胶乳最利于降低材料的弹性模量和保持较大的抗折强度。经过短期液相腐蚀后，水泥试样的力学强度均出现增长，特别是掺入玄武岩纤维和丁苯胶乳的试样。玄武岩纤维在该研究中的腐蚀条件下性能稳定，腐蚀反应生成的致密碳酸钙晶体堆积于玄武岩纤维与水泥基质界面孔隙处，引起了腐蚀后材料总孔容的减小及力学强度的大幅度增长。丁苯胶乳在水泥石中形成聚合物膜，覆盖及包裹水泥基质，可提高复合水泥表面的耐腐蚀性能。     

用于热采井的几种高温调剖堵水剂

介绍了克拉玛依油田稠油蒸汽吞吐开采中采用的一种水泥堵剂、一种膨润土水泥堵剂的配方,应用性能及一种可固化的改性沥青－Ｃ９树脂反应产物的应用。该有机复合树脂可用作水泥,膨润土水泥堵剂的添加成分,也可用作两种无机颗粒段塞之后的封口段塞。这几种堵剂常温粘度低,利于泵注,滤失量小,利于深部堵堵,凝结时间长,利于施工,在克拉玛依油田六区,九区１２口蒸汽吞吐稠油井用于调剖取得成功,效果显著。     

油井水泥石CO2腐蚀的热力学条件

从水泥化学角度出发,运用热力学理论计算了湿环境下油井水泥石中熟料矿物及水化产物在２５℃至２２７℃范围内受气要和液相ＣＯ２侵蚀的条件下,讨论了碳化反应对水泥石抗压强度和渗透率的影响,结果表明：ＣＯ２对氢氧化钙（ＣＨ）及不同形态水化硅酸钙（ＣＳＨ）的腐蚀程度不同,笼统地判断ＣＳＨ和ＣＨ何者更易碳经是不科学的。     

微细水泥在油田中的发展现状及应用

自从波特兰水泥在油田得到应用以来,油井水泥经过不断的发展和改造,已经形成了一系列的水泥品种。微细水泥在油田作业应用中表现出普通水泥无法比拟的优越性能。本文综述了微细水泥在油田中的研究发展情况,介绍了微细水泥的性能特点,以及它在油田开发中的现场应用情况。提出了今后微细水泥在油田作业中的发展趋势及微细水泥的研究重点。     

磺甲基化聚丙烯酰胺降失水性能的研究

采用磺甲基化反应对聚丙烯酰胺进行了改性。探讨了反应条件对产物性能的影响。实验证明:磺甲基化聚丙烯酰胺的抗盐性和水溶性均得到改善,可用作油井水泥降失水剂。     

油井水泥分散缓凝剂GA-1的合成与性能

以葡萄糖、一氯乙酸和磺化剂为原料研制了油井水泥分散缓凝剂 GA 1 ,并提供了合成方法。借助红外光谱分析测定了它的结构 ,评价了它对油井水泥浆性能的影响。结果表明 ,GA 1加量少 ,耐温性好 ,具有较好分散性 ,且缓凝效果显著     

CaCl_2用于辽河油田深井水侵层固井

深井添加ＣａＣｌ２促凝剂固井在辽河油田一度视为禁区。曙光地区杜１２４区块６口３０００－３５００ｍ深井水侵层固并经验表明，在井底循环温度不超过７５℃情况下，向渤海牌７５℃油井水泥中分别添加不同浓度的ＣａＣｌ２促凝剂固井获得成功，有效地抑制了该区块开发井大段水侵作用。     

G级油井水泥石动态溶蚀性试验研究

采用化学溶蚀方法解除水泥塞，要比用钻头钻开的机械方法安全得多，在动态条件下，对盐酸和盐酸氢氟酸以及几种络合剂复配的水泥石溶蚀液进行了Ｇ级油井水泥石的溶蚀试验性研究，试验结果表明，溶蚀液配方以ＨＣｌ＋ＨＦ和ＨＣｌ＋ＨＦ＋Ｅ为好；并且适当提高温度，有利于加快水泥石的溶蚀，动态条件下的溶蚀速度大大高于静态条件下的溶蚀速度，溶蚀液的水力冲刷作用和刮削作用下的溶蚀速度较高，在进行现场施工时，如果这两种作用配     

温度及外加剂对水泥浆流变性的影响

水泥浆流变性与水灰比、水泥颗粒的粒度和形状、水泥化学组分及颗粒表面上组分的相对分布、外加剂种类和加量、试验条件(温度和压力)等众多因素密切相关，因此对特定浆体流变模式及流变规律的确定结果，往往因研究者及实验条件不同而存在差别。以嘉华G级油井水泥为研究对象，以流变学基本原理为基础，以高温高压流变仪获得的流变测试曲线为依据，采用赫切尔—巴尔克莱模式本构关系确立了在不同井温下水泥浆体流变模型，探讨了温度、外加剂等对流变性能的影响规律及其本质，为深井水泥浆体系设计及流变学计算提供了基础。计算及分析结果表明，建立的流变模式及确定的流变参数值具有良好的精度。     

酿酒废料的应用研究——油井水泥缓凝剂的室内研究

对南充地区曲酒厂酿酒废料进行了化学分析 ,发现酒糟本身具有一定的缓凝效果 ;在 70℃时 ,以淀粉∶H2 SO4∶ HNO3(质量比 ) =1∶ 2∶ 1 .4的比例对酒糟进行水解、氧化、提纯等化学改性 ,得到产品 PN 1 ,它具有良好的缓凝效果 ,对 G级水泥 ,在 85℃、加量 0 .1 3%时凝结时间大于 8h,稠化时间可达 2 88min。加量范围为 0 .0 8%～ 0 .1 7%。而且 PN 1水泥浆的流变性比净浆好 ,趋近于牛顿流体     

影响油井水泥浆流变性的因素

油井水泥浆的流变性是水泥浆配方设计的核心及安全施工的前提。本文分析了影响油井水泥浆流变性的主要因素：水泥的矿物组成（主要讨论中间相）即Ｃ４ＡＦ和Ｃ３Ａ对水泥浆的流变性影响很大,而易与硫酸盐反应生成钙矾石（ＡＦｔ）,不利于水泥石的长期稳定性;碱含量即Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ总含量,熟料中碱对水泥浆的影响超过Ｃ３Ａ;当水泥的粒度（比表面）颗粒粒径大于７５ｕｍ时,分散剂几乎不起作用;温度主要是通过加速或延缓水泥的水化速度而影响水泥浆的流变性;压力的增加会加速水泥的水化;化学外加剂也能改善水泥浆的流变性。并提出了水泥浆配方流变学设计的试验流程。