粒径对油井水泥水化热及力学性能的影响

发布时间：2018-05-22 20:42

  本文选题：挤水泥 + 超细水泥　； 参考：《钻井液与完井液》2017年02期

【摘要】：油井水泥的粒径与其性能和用途密切相关,考察了3种粉磨方式下不同粒径分布油井水泥浆的性能。利用等温量热仪(ICC)、X射线衍射分析仪(XRD)、压汞仪(MIP)和扫描电镜(SEM)分别测试了不同粒径水泥颗粒早期水化放热速率、水泥石水化产物、孔结构及颗粒微观形貌。结果表明,物理粉磨方法只能将颗粒超细化,不能纳米化;相同水灰比的水泥浆,其原料颗粒粒径分布对浆体密度、水化产物无明显影响。但随水泥颗粒粒径的减小,浆体稠化时间缩短、流变性变差、析水率降低,稳定性增加。同时,超细水泥颗粒反应活性增强,水化放热量及放热速率增加,水灰比为0.5的0.013mm超细水泥(MC1000-0.5)24 h累积水化放热量较水灰比为0.5的普通G级水泥(G-0.5)提高了91.03%。在短期内生成了更多的水化产物,提高了水泥石早期强度及抗渗性能,且降低了水泥石的总孔隙率,水灰比为0.7的0.013 mm超细水泥(MC1000-0.7)水泥石的1 d龄期抗压、抗折强度较水灰比为0.7的普通G级水泥(G-0.7)分别提高了226.32%、153.13%,其28 d龄期总孔隙率及渗透率较G-0.7水泥石分别降低了10.1%及41.7%,但后期抗压强度增长幅度不大。
[Abstract]:The particle size of oil well cement is closely related to its performance and use. The performance of oil well cement slurry with different particle size distribution under 3 kinds of grinding methods is investigated. Using isothermal calorimeter (ICC), X ray diffraction analyzer (XRD), mercury injection instrument (MIP) and scanning electron microscope (SEM), the early hydration heat rate of the cement particles with different particle sizes and the hydration production of cement stone are tested respectively. The results show that the particle size distribution has no obvious influence on the slurry density and the hydration products, but with the decrease of the cement particle size, the thickening time of the slurry, the rheological property and the water evolution rate decrease with the decrease of the cement particle size. At the same time, the reaction activity of superfine cement particles is enhanced, the hydration heat and exothermic rate are increased, and the water cement ratio of 0.5 0.013mm superfine cement (MC1000-0.5) is 24 h accumulated in the water, which is higher than that of the ordinary G cement (G-0.5) with water cement ratio of 0.5 (G-0.5), which increases the hydration product in the short term and improves the early cement stone. The strength and impermeability are reduced, the total porosity of cement stone is reduced, the 0.013 mm cement (MC1000-0.7) cement stone with 0.7 water cement ratio is 1 d age compression, and the flexural strength is increased by 226.32% and 153.13% compared with the ordinary G cement (G-0.7) with the water cement ratio 0.7, respectively, and the total porosity and permeability of the 28 d age are 10.1% lower than that of the G-0.7 cement stone respectively. And 41.7%, but the increase of compressive strength in later period is not significant.
【作者单位】： 南京工业大学材料科学工程学院;江苏先进生物与化学制造协同创新中心;中石化华东石油工程有限公司钻井处;
【基金】：江苏高校品牌专业建设工程资助项目(PPZY2015B128) 江苏高校优势学科建设工程资助项目(PAPD)
【分类号】：TE256.6

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本文编号：1923537