高温水热条件下120℃油井水泥的物理性能及水化硬化过程

采用物理检验、差热分析、X射线衍射分析、扫描电镜和高压水银测孔等现代测试方法,研究了我国研制生产的120℃油井水泥在22—300℃和39.2MPa水热条件下的物理性能、水化产物、硬化过程以及水泥石结构等,从而为指导该水泥的正常生产及其在高温固井作业中的正确使用提供了理论依据。     

明矾石膨胀水泥的性能及其水化和硬化

本文研究了以硅酸盐水泥为基材,用天然明矾石代替煅烧明矾石为膨胀组分,用粉煤灰(或矿渣)为膨胀稳定剂,制造明矾石膨胀水泥的工艺特点和水化特点;阐明了该水泥的膨胀、强度、自应力以及抗渗、抗裂性能,并通过物理化学测试结果,对硬化过程中的主要性能作了讨论。     

再生纤维素颗粒的制备及其在水热条件下的结构变化

文章以醋化级木浆为纤维素原料,65%Zn Cl_2水溶液为溶剂,水为析出剂得到纤维素凝胶后,水热处理制备了颗粒状再生纤维素。考察了水热p H以及水热温度对再生纤维素颗粒性质的影响,并对孔结构、晶型、热稳定性和形貌等进行了表征。研究结果表明:水热p H为8时,水热后再生纤维素颗粒的孔容和比表面积均大于其他水热p H下的再生纤维素颗粒,且结晶度较高,含有少量纯度较高的Zn O。水热温度为170℃时,孔容大,孔径小,比表面积最大,达72.24 m~2/g。但是在水热温度为160℃时,再生纤维素颗粒的结晶度和热分解温度高于170℃和180℃得到的再生纤维素,且热稳定性较好,残余的Zn O的量较少。     

阿利特型油井水泥在高温水热下的硬化

研究了在温度75～300℃和压力400kg/cm~2水热条件下硬化的阿利特型纯熟料油井水泥的水化产物、水化过程、结晶形态、水泥石结构及其物理力学性能。通过硬化温度与水化产物组成、形态、水泥石孔径分布及其显微结构相互关系的讨论,从理论上揭示了硬化温度对水泥石机械强度的影响。     

影响油井水泥物理性能的因素浅析

油井水泥作为油气井固井最重要的材料之一,其性能直接决定固井质量的好坏。随着油气井开发深度和难度的增加,对油井水泥质量的要求也越来越高。影响油井水泥物理性能的因素较多,包括原材料的加工、颗粒粒径的分布以及环境条件等。本文分析了影响油井水泥比表面积、稠化时间、强度的因素,以期促进油井水泥的发展。     

水热条件下钾长石的分解反应机理

实验研究了以氧化钙为助剂在水热条件下的钾长石的分解反应过程及反应机理.研究结果表明:在碱性条件下,钾长石的分解反应具有化学反应控制的特征.搅拌速率对反应速率无明显影响,但通过提高反应温度、提高n(Ca)/n(Al Si)比值、减小钾长石的粒度3种途径,可以明显提高钾长石的分解率.钾长石的分解反应并不是简单的离子交换作用,而是在碱金属离子与水作用的基础上,反应物中的活化离子OH-与矿物表面的碱金属离子K ,Na ,Ca2等作用,首先形成表面富硅贫铝的前驱聚合体(SiO2·nH2O),然后这些前驱聚合体分解,生成最终产物雪硅钙石.在水热条件下钾长石的分解率最高可达89.01%.     

水热条件下ZnO微晶的结晶习性及其形成机理

研究了ＺｎＯ微晶在不同水热条件下的结晶习性和形貌。实验表明，在中性或弱碱性水热介质中形成的经锌是晶粒呈长柱状，在强碱性溶液中和高的反应温度下形成的晶粒则呈短柱状和规则多面体颗粒状，而在适度碱性水热条件下，氧化锌晶粒呈明显的极性生长。     

变内压条件下膨胀水泥与地层机械性能的匹配

以膨胀水泥和地层作为研究对象,以维持井筒完整性为目的,利用弹性力学理论,借助有限元方法模拟分析了套管内压变化条件下膨胀水泥和地层机械性能对井筒完整性的影响,研究了两者机械性能的匹配关系。研究表明:膨胀水泥弹性模量越大,水泥环内最大米塞斯(Mises)应力越大;膨胀水泥泊松比越大,水泥环内最大Mises越小,水泥环内最大周向应力越小。地层弹性模量越大(地层越硬),水泥环内最大Mises应力越大,水泥环内最大周向应力越小;地层泊松比对水泥环内最大Mises应力和最大周向应力的影响较小。建议硬地层(弹性模量大)匹配弹性模量较小、泊松比较大的膨胀水泥,重点预防水泥环的挤压破坏;软地层且内压较小时匹配弹性模量较大、泊松比较大的膨胀水泥,重点预防水泥环的周向拉伸破坏。     

水热条件下水化硅酸钙在水泥石中的形成过程

本文简述了各种水泥在不同压蒸温度下形成的水化硅酸钙。采用的饱和蒸汽温度是175～310℃,压蒸制度为3+0+3=6小时。根据所得结果,作者提出了在水热条件下水化硅酸钙形成的几个特点。这些论述,对于水化硅酸钙在水泥石中形成过程的理解,具有一定的意义。     

水热条件下棉纤维的结构演变特性

为了研究棉纤维的水热行为,以微晶纤维素和葡萄糖为模型化合物,探讨水热条件下棉纤维的碳化过程及结构演变特性。分别利用HPLC和SEM、XRD、FT-IR、XPS及EA等手段对水热液相主要产物和水热焦炭的结构及性质进行了表征分析。结果表明,棉纤维可在水热条件下碳化形成炭微球,碳化产物与微晶纤维素和葡萄糖的水热碳化产物具有类似的晶体结构和含氧官能团,但产物形貌结构与性能较差;葡萄糖是棉纤维水解碳化成球的重要中间产物;棉纤维水解为葡萄糖的收率较低,只有部分棉纤维水解为单糖,进而产生两种不同的碳化路径,主要产物形貌为不规则颗粒物。     

水热条件下棉纤维的结构演变特性

为了研究棉纤维的水热行为,以微晶纤维素和葡萄糖为模型化合物,探讨水热条件下棉纤维的碳化过程及结构演变特性。分别利用HPLC、SEM、XRD、FTIR、XPS及EA对水热液相主要产物和水热焦炭的结构及性质进行了表征分析。结果表明,棉纤维可在水热条件下碳化形成炭微球,碳化产物与微晶纤维素和葡萄糖的水热碳化产物具有类似的晶体结构和含氧官能团,但产物形貌结构与性能较差;葡萄糖是棉纤维水解碳化成球的重要中间产物;棉纤维水解为葡萄糖的收率较低,只有部分棉纤维水解为单糖,进而产生两种不同的碳化路径,主要产物形貌为不规则颗粒物。     

苯酚在水热条件下对棉的碳化影响研究

探讨300℃,反应时间10 h,浓度20~30 g/L下,棉在苯酚作用下的碳化形态。结果表明,棉纤维在不加催化剂下可实现碳化,但是形貌比较差;加入苯酚后依然不能形成球,而且形貌有所下降;葡萄糖加入苯酚后,也没有形成球,对产量的影响也在误差范围内。所以,苯酚对棉和葡萄糖的碳化几乎没影响。     

水热条件下羟基磷灰石晶须的制备

羟基磷灰石（HA）晶须可用作生物陶瓷的增韧材料。实验采用四水硝酸钙和磷酸氢二铵的混合物为前躯物,以水为溶剂,以尿素为pH值调节剂,以山梨醇（90％）＋苏氨酸（10％）为混合助剂,在110℃下经1Oh的水热处理制备了结晶度高,形貌均一,长径比相对较大的晶须状HA晶体。借助X射线衍射（XRD）、傅里叶红外光谱（FT～IR）及透射电子显微电镜（TEM）对HA晶须的晶相组成、化学组成、形貌、及大小分别进行了表征。     

水热条件下磷酸锌的合成与表征

用水热方法 ,以 Zn(NO3) 2 · 6 H2 O、Na Br、H3PO4 、Na OH为反应原料 ,于 70℃反应 14 h合成磷酸锌。使用化学分析、XRD、差热 -热重分析等方法确定了化合物的基本组成 ,并对其结构进行了表征。结果表明 :采用水热方法能在较低温度下合成磷酸锌化合物。     

苯酚在水热条件下对棉的碳化影响研究

探讨300℃,反应时间10 h,浓度20³0 g/L下,棉在苯酚作用下的碳化形态。结果表明,棉纤维在不加催化剂下可实现碳化,但是形貌比较差;加入苯酚后依然不能形成球,而且形貌有所下降;葡萄糖加入苯酚后,也没有形成球,对产量的影响也在误差范围内。所以,苯酚对棉和葡萄糖的碳化几乎没影响。     

高温条件下G级油井水泥原浆及加砂水泥的水化和硬化

利用X射线衍射仪和扫描电子显微镜研究了80～240℃温度范围内温度、硅砂对G级油井水泥水化硬化的影响,检测和分析了硬化体的水化产物、微观结构和强度,揭示了水化产物组成、微观结构及硬化体抗压强度的变化特点.结果表明:当养护温度超过110℃时,不添加硅砂的水泥原浆的主要水化产物由CSH(Ⅱ),C2SH2,C3S2H3转变为C2SH,硬化体微观结构由三维网络状结构转变为板快状或团块状结构,原浆水泥石抗压强度随温度升高而降低;在相对较高的温度条件下,添加硅砂的水泥主要水化产物则分别转变为C5S6H5,C6S6H(>150℃),C5S5A0.5H5.5,C3.2S2H0.8及其他类型的水化硅酸钙晶体,硬化体的微观结构相应地变为纤维网状、粗框架、短平行针状及团块状,在温度为100～150℃范围时,添加硅砂的水泥硬化体抗压强度随温度升高而增加,而在温度为150～240℃范围时.抗压强度随温度升高而降低.对于温度超过120℃的深井,合理的硅砂加量为30%～40%.     

水热条件下钛酸钡粉体晶粒形成机理

以圩采用加直流电场水热法制备的ＢａＴｉＯ３粉体体系，测定了反应过程中外直流电场电流和反应反溶液中残 ＯＨＪ一。水热反应初期，电流随着反应温度的升高而增大，反应继续进行，电流达到极大值，然后急剧减小。反应温度越高，反应时间越长，反应后溶液里残留的ＯＨ量越少。结合粉体物相和晶粒形貌的表征，对水热条件下ＢａＴｉＯ３晶粒的形成机量进行了探讨。在反应初期，随着温度的升高驱物逐渐溶解，体系中导电离子数不断增多     

低压条件下纳米氧化锆的水热结晶合成

本文采用水热结晶法研究了在较低压力下纳米氧化锆粉体的制备和性质。制备出了结晶完整、分散性良好、粒度约为十几纳米的超细氧化锆粉体。用XRD、TEM等测试方法对晶相组成、晶粒粒度、晶貌特征等与水热结晶温度及保温时间的关系进行了研究。并对单斜相氧化锆和四方相氧化锆的晶粒形成过程进行了讨论。