生石灰和膨胀剂对砂浆自修复性能的影响

为研究生石灰和硫铝酸钙类膨胀剂影响基体自修复能力的作用特点,通过测试裂缝宽度和透水性评估了3种砂浆试件的修复效果,并利用扫描电镜及能谱分析研究裂缝修复物质的微观形态和元素组成.结果表明:随着修复时间的增加,裂缝的修复程度逐渐增大,而试件透水性逐渐减小,且两者具有较好的相关关系;初始裂缝宽度越小,裂缝的自修复程度越高,材料基体的透水性降低越快;生石灰对龄期0～28 d内基体的自修复能力提升明显,但对28 d后的提升作用有限;膨胀剂对龄期7～28 d内基体的自修复能力有提升,但对龄期7 d前及28 d后基体的自修复能力却具有一定的负面作用;内掺生石灰试件的修复物质主要为碳酸钙,而内掺膨胀剂试件的修复产物包括碳酸钙、钙矾石、水化硅酸钙及水化硅铝酸钙.     

膨胀剂对免振捣自密实混凝土性能的影响

研究了膨胀剂掺量对自密实混凝土工作性、力学性能及体积稳定性能的影响;研究了养护制度,不同约束条件对膨胀剂在自密实混凝土中作用效果的影响。研究结果表明,无约束条件下所得到的掺膨胀剂的标养混凝土试块不能正确指导有钢筋约束的实际构件混凝土强度;无论是在干燥环境下,还是在潮湿环境下使用膨胀剂,都应通过试验慎重选择合适掺量。掺量过低,起不到补偿收缩作用,掺量过大,反而会产生负面效应。     

掺MgO超细水泥的膨胀性能及其水化程度

在超细水泥中掺不同活性的MgO膨胀剂(MEA),研究MEA对超细水泥浆体和掺加超细粉煤灰水泥浆体膨胀性能的影响规律,并采用差热-热重同步热分析仪对MgO的水化程度进行表征.结果表明:MEA能很好地补偿超细水泥浆体的收缩,可作为补偿超细水泥收缩的新型膨胀剂;高活性MEA早期水化程度较大,掺高活性MEA水泥浆体的早期膨胀较大,后期膨胀增长趋势较小;低活性MEA早期水化程度低于高活性MEA,掺低活性MEA水泥浆体的早期膨胀较小,但后期膨胀趋势较大;MEA的掺量越大,水泥浆体的膨胀率越大;掺加超细粉煤灰抑制了掺加MEA水泥浆体的膨胀,但没有明显降低MgO的水化程度.     

油井水泥石脆性降低的途径及其作用机理

针对国内油田薄油层井、小间隙井和侧钻井固井后射孔及后续增产措施造成的水泥环脆裂（即二次窜流）问题，为了降低水泥石的脆性，正确评价不同材料对水泥石韧性或弹性的影响，对掺有胶乳、橡胶粉和PVA纤维水泥石的抗折强度、抗压强度、抗冲击功和弹性模量等力学性能进行了研究，并对3种材料的作用机理进行了剖析。研究结果表明，与净浆水泥石相比，掺有胶乳和橡胶粉水泥石的弹性模量分别降低了69％-76％和49％-60％，掺有PVA纤维水泥石的抗冲击功和抗折强度分别提高了9％-89％和16％-37％。胶乳、橡胶粉与水泥水化产物的有效铰接和桥联作用显著提高了水泥石的弹性，PVA纤维的有效阻裂作用显著提高了水泥石的韧性。     

油井水泥石脆性降低的途径及其作用机理

针对国内油田薄油层井、小间隙井和侧钻井固井后射孔及后续增产措施造成的水泥环脆裂(即二次窜流)问题,为了降低水泥石的脆性,正确评价不同材料对水泥石韧性或弹性的影响,对掺有胶乳、橡胶粉和PVA纤维水泥石的抗折强度、抗压强度、抗冲击功和弹性模量等力学性能进行了研究,并对3种材料的作用机理进行了剖析.研究结果表明,与净浆水泥石相比,掺有胶乳和橡胶粉水泥石的弹性模量分别降低了69%～76%和49%～60%,掺有PVA纤维水泥石的抗冲击功和抗折强度分别提高了9%～89%和16%～37%.胶乳、橡胶粉与水泥水化产物的有效铰接和桥联作用显著提高了水泥石的弹性,PVA纤维的有效阻裂作用显著提高了水泥石的韧性.     

不同约束条件下掺轻烧MgO混凝土的力学性能

研究掺0%,5%,8%和12%(质量分数,下同)轻烧MgO混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度、极限拉伸值和轴拉强度随龄期的变化规律,并用扫描电子显微镜和光学显微镜对混凝土微观结构进行分析。结果表明:掺轻烧MgO混凝土在不同约束条件下力学性能都有不同程度的提高,3维约束对混凝土力学性能提高程度最明显。掺5%,8%和12%MgO混凝土3维约束试件360 d时抗压强度分别比自由试件高16.9%,22.0%和16.0%,180 d时劈拉强度分别比自由试件高32.93%,31.03%和33.33%。掺5%和8%MgO混凝土3维约束试件极限拉伸值比自由试件分别提高9.5%和3.1%,抗拉强度分别提高5.7%和6.9%。自由条件下,MgO掺量较大时,MgO水化膨胀使得混凝土内部结构松散,基体呈疏松、多孔状,骨料与界面黏接较弱;约束条件下,混凝土基体的致密性得到提高,基体和集料界面的黏接能力加强,从而提高了混凝土的力学性能。     

不同温度下偏高岭土对油井水泥抗压强度影响的研究

以3种不同粒径的偏高岭土样品为考察对象,在30℃～110℃范围内研究了偏高岭土对油井水泥强度的影响。研究结果表明,偏高岭土的粒径、掺量以及养护温度均会对油井水泥的强度产生影响。在油井水泥中掺入偏高岭土,应注意其适合的粒径、掺量及温度的使用范围,超出此适用范围。偏高岭土对油井水泥抗压强度的改善作用减弱,甚至还会降低油井水泥的抗压强度。     

不同温度下偏高岭土对油井水泥抗压强度影响的室内研究

以3种不同粒径的偏高岭土样品为考察对象,在30℃~110℃范围内研究了偏高岭土对油井水泥强度的影响。研究结果表明,偏高岭土的粒径、掺量以及养护温度均会对油井水泥的强度产生影响。在油井水泥中掺入偏高岭土,应注意其适合的粒径、掺量及温度的使用范围,超出此适用范围,偏高岭土对油井水泥抗压强度的改善作用减弱,甚至还会降低油井水泥的抗压强度。     

CO2对油井水泥石的腐蚀:热力学条件、腐蚀机理及防护措施

从水泥化学角度出发,分析了CO2在较低温度(〈110℃)下对油井水泥石碳化腐蚀的机理,并应用热力学方法计算了油井水泥熟料矿物及水化产物在温环境下受CO2侵蚀的条件。还针对国内富含CO2油气田的实际情况,提出了不同地层温度下防止CO2腐蚀水泥环的措施,推荐了判断CO2腐蚀程度的参考判据。     

约束条件下船内液体对稳性的影响

给出在约束条件下即船内液舱近满舱或空舱时液体倾侧力矩的计算公式，并通过计算说明约束条件下当船内液舱较多或容量较大时，忽略舱内液体对稳性的影响是不安全的，在船舶 营运配载过程中应引起充分的注意。     

一种水溶性树脂对水泥石抗CO2腐蚀性能的影响

针对苏里格区块油气田在固井过程中面临CO_2酸性气体腐蚀的难题,在分析CO_2对水泥石的腐蚀机理基础之上,设计并合成出一种水溶性树脂(WSR),将其作为一种新型防腐蚀剂以期达到提高固井水泥石抗腐蚀性能的目的。表征结果表明WSR具有酸性环境响应特性,即可在酸性环境下可形成一种连续立体网络结构;腐蚀性能评价结果表明:WSR对水泥浆基本性能无不利影响;相对于活性硅质材料,WSR可以使水泥石的腐蚀深度、力学性能衰退和微观结构破坏程度明显减小;经CO_2腐蚀35 d后,WSR水泥石腐蚀深度增加14. 60%,抗压强度衰退6. 65%,渗透率降低9. 63%,总孔隙率降低16. 31%; SEM表征WSR在遇酸水泥石表面形成一层明显的连续分布膜状物质,此膜状物质效避免了酸性介质对氢氧化钙(CH)和硅酸钙凝胶(C—S—H)的腐蚀破坏,保持了水泥石微观结构的完整性,近而提高固井水泥石的抗CO_2腐蚀性能;此外,膜状物质"屏蔽层"还可抑制酸性腐蚀介质与水泥石的脱钙反应及减缓对水泥石的淋滤冲刷作用。     

气孔对发气膨胀固井水泥石强度影响

发气膨胀剂产生的气孔具有补偿水泥石体积收缩及改善水泥石韧性的双重作用,对不同气孔体积比率的固井水泥石的抗压强度及水泥-套管界面胶结强度进行测试,并结合气孔结构显微观察对试验结果进行理论分析。结果表明:随着气孔体积比率增加,水泥石抗压强度及界面胶结强度先升高然后下降,进而又升高;气孔直径越均一,越利于提高水泥石强度;表面收缩压使半径不同的气孔内压力不同,小气孔内压力大于大气孔内压力;气孔间压力差增加了气孔边界骨架错位的可能性及小气孔沿着界面窜入大气孔内的趋势,从而降低水泥石的抗压强度和界面胶结强度;气孔通过影响水泥石的自应力、骨架应力和胶结面积,进而影响水泥石的抗压强度和界面胶结强度。     

延长主力油层泡沫水泥堵剂体系配方优化与性能研究

针对延长石油主力油层油井堵水及井壁再造问题,对泡沫水泥体系中发泡剂、稳泡剂、水灰比、缓凝剂、木纤维等添加剂进行了室内优化实验,确定了适合延长石油主力油层油井堵水的泡沫水泥浆体系配方:G级油井水泥浆体系为:0.5%AES+0.3%CMC+G级油井水泥浆(水灰比为0.44~0.55)+0.2%缓凝剂+0.2%木纤维;800目超细水泥浆体系为:0.5%AES+0.3%CMC+800目超细水泥浆(水灰比为0.55~0.60)+0.2%缓凝剂+0.2%木纤维。并对优化后的泡沫水泥浆体系进行了动态封堵性能评价实验。实验结果显示,优化后的泡沫水泥体系具有较强的封堵调剖能力以及封堵的稳定性。     

固井用油井水泥颗粒干混特性的数值模拟

在固井作业中,湿混方式混合时间长、原料浪费严重、环境污染大,因此气力干混技术日益得到重视。为探究干混时油井水泥与外掺料混合均匀程度的变化规律,确定最佳操作条件,利用FLUENT软件,采用欧拉-欧拉多相流模型对混拌罐内油井水泥颗粒和外掺料颗粒的混合过程进行数值模拟,分析了进气速度、进气口数量、物料装填顺序以及颗粒物性等因素对混合情况的影响。结果表明：气流速度较低时油井水泥与外掺料混合不均匀,气流速度过高则会出现颗粒局部集中;对本算例而言,气流为1 m/s时可获得较好的混合效果;增加进气口数量不能明显改善颗粒混合的均匀程度;初始装填时,密度最大的颗粒不应置于最底层;颗粒密度对混合情况有较大影响,而粒径的影响较小。     

新型促凝剂DWA改善固井水泥低温性能的实验

模拟深水固井低温环境,考察新型锂盐复合类促凝剂DWA对固井水泥浆稠化时间、静胶凝强度和抗压强度的影响。结果表明:促凝剂DWA能促进固井水泥的低温水化能力,缩短水泥浆稠化时间,明显缩短稠度30～100 Bc、静胶凝强度48～240 Pa的时间,显著提高水泥石早期抗压强度,表现出优异的低温早强、防窜性能,有助于解决深水固井面临的低温、浅层水-气流动难题;DWA促凝作用优于CaCl2,对水泥浆初始稠度无影响,是一种无副作用的新型多功能促凝剂。     

国内外油井水泥降失水材料的研究应用

综述了国内外油井水泥降失水材料的研究应用情况，包括过去和当前应用的降失水材料以及近年来最新研究开发的材料。这些材料包括颗粒材料、水溶性改性天然高分子和水溶性合成高分子材料。无机或有机颗粒材料通常与水溶性天然或合成高分子材料复合应用。水溶性天然高分子有纤维素、淀粉、木质素、褐煤、单宁、瓜尔胶、干酪素等。水溶性合成高分子材料性能优异、种类繁多，已成为研究热点。最后，概括出了提高油井水泥降失水剂性价比的几条有效途径。     

油井水泥复合型自愈合剂的研制和评价

为提高油井水泥自愈合剂的利用率,可以利用合适的壁材将自愈合剂包被起来,达到保护自愈合剂的功效。本文采用一种改性PVA作为包被剂,通过流化床制微胶囊法制成了一种油井水泥复合型自愈合剂XK-1。实验结果表明XK-1具有一定抗搅拌能力,能减少制浆过程中自愈合剂的损失,有效提高自愈合剂的利用率,增强自愈合效果。XK-1与CW-1水泥石微裂缝断面电镜扫描对比结果显示,XK-1水泥石断面产生了填充物质更多,能提供更长期的自愈合作用,自愈合效果明显提高。     

套管试压对水泥环密封性的影响

套管试压后产生的微环隙是导致水泥环密封性下降的主要原因之一.根据套管-水泥环受力模型,推导了套管试压后产生的微环隙的定量计算公式.通过计算对影响微环隙尺寸的因素进行了分析.结果表明:试压时微环隙的尺寸与井口压力成正比;与围岩压力、水泥环的厚度呈负线性相关;随套管壁厚的增加而减小;随水泥环弹性模量的增加呈先增大后减小趋势.在水泥环弹性模量为25GPa时,微环隙的尺寸最大,但在其弹性模量小于25GPa时,弹性模量对减小微环隙尺寸的作用更明显,故对于需要高压套管试压的油气井,宜选用低弹性模量的水泥石.     

聚丙烯纤维与TG固化剂对水泥石灰土强度及稳定性的影响

为提高水泥石灰综合稳定土的基层性能,选用聚丙烯纤维、TG土壤固化剂改良水泥石灰土。根据水泥和石灰含量、聚丙烯纤维掺量、TG固化剂剂量对水泥石灰土无侧限抗压强度的影响规律,从而确定水泥和石灰含量均为4%,聚丙烯纤维和TG固化剂掺量分别取0.2%、0.02%。在此基础上,研究了纤维与固化剂对水泥石灰土劈裂强度、收缩性、水稳定性及冻稳定性的影响。试验结果表明:经聚丙烯纤维与TG固化剂复合固化的水泥石灰土强度及稳定性提高效果最显著,优于高石灰掺量的水泥石灰土。     

驱油剂用磺化聚丙烯酰胺的合成及其性能研究

针对驱油用部分水解聚丙烯酰胺 ( HPAM)耐温抗盐性差的缺点 ,合成了磺化聚丙烯酰胺( SPAM) .探讨了丙烯酰胺单体 ( AM)浓度、引发剂、聚合反应温度、磺化反应温度、体系 p H值等因素对 SPAM制备的影响 ,得出了最佳反应条件 ;产物提纯后用红外光谱进行了表征 .结果表明磺酸基团确实被引入分子中 ,测得 SPAM的分子量在 60 0万以上 .SPAM的溶解性能良好 ,耐盐、抗温性能均比 HPAM有较大提高 ,有望应用于工业实践 .