固井水泥浆水化早期阶段水状态与电导率关系

发布时间：2020-12-17 23:31

　　油气井固井早期气窜现象常发生于固井水泥浆液-固态转变阶段,准确掌握该阶段水泥浆的组织结构是探究固井早期气窜机理的关键。电导率方法是评价水泥浆水化进程及微观结构的有效方法之一。为此,利用电感式电导率仪研究了固井水泥浆沉降稳定性、水化速率对其电导率的影响;结合质量守恒定理和低场核磁共振技术,探究了水化早期阶段水泥浆中水状态与其电导率的关系。实验发现,在新配水泥浆中,孔溶液离子浓度和孔隙结构分布决定了水泥浆的初始电导率;随着水泥浆沉降稳定性的增加,水泥浆中孔结构分布更均匀,使其初始电导率由16.8 mS/cm增加至19.4mS/cm;随水泥浆水化进程增加,水泥颗粒表面及孔隙中水化产物的形成改变了水泥浆的固相微观结构及孔隙结构,使分布于大孔隙中的自由水转变为小孔隙中的毛细水、凝胶水。实验结果表明,在水化早期阶段水泥浆的电导率与蒸发水、自由水含量呈线性关系。 

【文章来源】：西南石油大学学报(自然科学版). 2020年03期 北大核心

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

图１电导率装置图和示意图??Ｆｉｇ．?１?Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ?ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ?ｄｅｖｉｃｅ?ｄｉａｇｒａｍ??

?＞增加单位体积内水泥欺孔隙溶液的截面??积，及导电通道的截面积，进而增加水泥浆的初始??电导ｓ另外，从图２结果可．知，水泥浆电导率的降??低速率随Ｇ３３Ｓ加量嶺加而降低。由表２的终凝时??间测试结果可知，Ｇ３３Ｓ的掺入增加了水泥浆的凝??结时间，因Ｇ３３Ｓ分子能暖府于水涎颗棱表面《这可??能延缓了水泥颗粒的水化进程，导致电导率下降速??傘降低。??２５??０?１?一?１?１?１?１?１?１?１??０??０?２?４?６?８?１０?１２?１４?１６??水化时间Ａ??图３水泥浆Ｐ３的水化放热速率和电导率曲线??Ｆｉｇ．?３?Ｒａｔｅ?ｏｆ?ｈｅａｔ?ａｎｄ?ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ?ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ?ｃｕｒｖｅ?ｏｆ??Ｐ３?ｃｅｍｅｎｔ?ｓｌｕｒｒｙ??根据图３结果可知，水泥浆的水化诱导期分布??在１？４?ｈ，该阶段水泥颗粒表面的包裹层便水泥缓??慢水化。结合电导率测试结果（图３）也可得出，７ｊＣ??化诱导期水泥椠的电导傘也未出现明显变化。分析??认为，该阶段水泥浆孔隙溶液中离子的溶解和沉淀??可能也处于动态平衡。当水泥衆水化进人加速期??时，其电导率快速降低，在该阶段由于水泥浆的快??速水化将形成大量本化产物，可能打破孔溶液的离??子平衡并使大量孔隙溶液转变为水化产物中的结构??水和结晶７ｊＣ，减少水泥浆中导电的孔溶液。爾此，??为了进一步探究水泥浆水化过程电导率变化原因，??需探人分析水泥浆中孔隙溶液的转变过程。??２．３水泥浆中水状态与电导率的关系??２．３．１?ｆｆｃ？水含量??在水泥浆中水化产物的形成将改变水泥浆的微??观结构和孔隙结构，从而改变水泥浆的水状态及分??布，使一


本文编号：2922904