国家教育部博士点基金(20115121120006)
- 作品数：9 被引量：49H指数：5
- 相关作者：郭小阳程小伟李早元龙丹王升正更多>>
- 相关机构：西南石油大学更多>>
- 发文基金：国家教育部博士点基金四川省教育厅科学研究项目四川省应用基础研究计划项目更多>>
- 相关领域：化学工程石油与天然气工程一般工业技术建筑科学更多>>
- 微细橡胶粉对油井水泥基复合材料性能的影响被引量：8
- 2015年
- 为降低固井水泥石脆性,保持固井水泥环的完整性,解决油气井开采安全隐患。本文将微细橡胶粉添加到水泥基复合材料中。通过抗压强度和抗折强度变化规律,考察橡胶粉的最优掺量;通过三轴力学测试、渗透性实验,考察橡胶粉对水泥石复合材料变形能力的影响和抗渗性能影响;通过比表面积、粒度分布和微观形貌,表征橡胶粉特性,并对水泥石进行微观形貌分析,探讨其增韧降脆机理。结果发现,最优掺量为0.5%,在此掺量时水泥石弹性模量降低34.3%,孔隙度变小,抗渗性能提高,既能增强水泥石的塑性和弹性变形能力又使水泥石结构更为致密;橡胶粉比表面积0.4187 m2/g,平均粒度64.4865μm,与水泥石基体接触面积大;微细橡胶粉与水泥石基体粘结紧密,能吸收大量能量、填充水泥石孔隙,有效降低水泥石脆性。
- 龙丹程小伟时宇黄良刘开强李早元郭小阳
- 关键词：水泥石固井复合材料力学性能
- 漂珠低密度水泥石的孔体积分形维数及其与孔结构和力学性能的关系被引量：5
- 2016年
- 运用压汞法测试漂珠低密度水泥石孔结构参数、Menger海绵模型计算其孔体积分形维数，分析评价了漂珠低密度水泥石的孔结构分形特征，探讨了孔体积分形维数与孔隙率、孔比表面积、中值孔径及力学性能的关系。研究表明，低密度水泥石孔结构具有明显的分形特性，孔体积分形维数在3．25-3．69；孔体积分形维数越大，其孔隙度、孔比表面积、中值孔径越大，而抗压强度、抗拉强度越小。孔体积分形维数不仅在描述孔隙空间结构时更加具体，同时在一定程度上反映了材料宏观性能的相对优劣。
- 韦庭丛程小伟王升正林栾龙丹郭小阳
- 关键词：压汞法孔结构抗压强度
- 火烧油层工况下加砂油井水泥石失效演化研究被引量：8
- 2016年
- 采取火烧油层方式开采稠油过程中,高温和CO_2环境时常引发固井水泥石强度衰退,渗透率增大,层间封隔失效,极大缩短稠油井生产寿命。本文针对该问题,通过测试分析加砂油井水泥石强度、渗透率等性能衰退规律,结合物相分析、微观形貌观察等,研究了稠油火烧油层工况下加砂油井水泥石性能失效演化规律及机理。结果表明:高温和碳化环境导致加砂油井水泥石中C-S-H凝胶和Ca(OH)_2等水化产物持续被消耗,微观结构劣化失效越发严重,水泥石完整性不断破坏,强度衰退率增大。碳化条件下低温50℃时,加砂油井水泥石微观结构致密,渗透率、孔隙度较低,受碳化作用影响较小,故强度发展稳定;300℃时,加砂水泥石物相、微观形貌处于即将劣化失效的临界点,水泥石强度衰退率16.07%,渗透率急剧增大;400℃时,水化产物C-S-H和Ca(OH)_2含量递减,碳化产物Ca CO_3含量递增,微观结构劣化演变加剧,水泥石试样开裂膨胀,表面出现大量纵横交错的裂纹,完整性遭到严重破坏,导致强度大幅度衰退,已不能满足固井施工要求。
- 程小伟张明亮李早元张兴国郭小阳
- 关键词：火烧油层稠油高温
- CO_2环境下磷铝酸盐-硅酸盐复合水泥石耐腐蚀机理研究被引量：1
- 2016年
- 为解决油气井中较高含量的CO_2给油井水泥环带来的严重腐蚀问题,试验研究了1种耐CO_2腐蚀复合材料(磷铝酸盐(硅酸盐复合水泥石)。通过对磷铝酸盐(硅酸盐复合水泥石在CO_2腐蚀前后水泥石抗压强度、孔隙率、渗透率等性能和结构的变化评价这种水泥石的耐腐蚀性能。同时,利用扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)、X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)等分析水泥石腐蚀前后微观结构和物相的变化,探讨复合水泥石耐腐蚀的机理。室内研究表明,CO_2分压为7 MPa,总压力为10MPa,温度为90℃条件下腐蚀3、7、14、28d后这种复合水泥石的抗压强度比腐蚀相同时间的硅酸盐水泥石高;且孔隙率和渗透率比硅酸盐水泥石低。在试验加量范围内(5%、10%、15%、20%),磷铝酸盐水泥加量为15%时复合水泥石腐蚀后各项性能最好。腐蚀28d后含15%磷铝酸盐复合水泥石的强度为22 MPa,比硅酸盐水泥石高46%,孔隙率、渗透率为21%和0.012 8mD,分别比硅酸盐水泥石低40%和18%。
- 程小伟龙丹王升正李早元郭小阳
- 关键词：固井工程磷铝酸盐水泥硅酸盐水泥
- 矿渣对固井用硫铝酸盐水泥石性能影响研究被引量：4
- 2015年
- 目前,固井基本上是选用G级油井水泥,但随着油气田开采难度和井下情况的复杂化程度增加,固井难度不断加大,常规的油井水泥已不能完全满足工程需要,而具有特殊优异性能的特种水泥在固井工程中的应用研究将成为重点,并具有广阔的应用前景。因而为了探索硫铝酸盐水泥用作固井水泥石的可能性,本文选用矿渣A和矿渣C做为硫铝酸盐水泥的外掺料,针对硫铝酸盐水泥石后期强度倒缩的问题,对硫铝酸盐水泥进行改性。主要研究了矿渣的加量对硫铝酸盐水泥力学性能的影响。宏观上通过考察不同外掺料加量对硫铝酸盐水泥石抗压强度的影响,并通过X射线衍射,对矿渣改性硫铝酸盐水泥组分进行分析;采用岩心孔隙联测仪分析水泥浆水化后孔结构。微观上用扫描电镜对改性前后水泥石的微观形貌对比分析,从而得出宏观上抗压强度提高的原因。
- 程小伟梅开元杨永胜黄良龙丹李早元郭小阳
- 关键词：固井硫铝酸盐水泥
- 卡拉赞巴斯油田浅层调整井防窜固井技术被引量：6
- 2015年
- 卡拉赞巴斯油田老区浅层调整井固井后存在声幅测井质量合格率低、环空带压严重的问题,分析其原因是由于前期水泥浆设计指导原则脱离油田实际。针对现场实际要求,通过去掉降滤失剂、减少分散剂使用、选择合理实验温度、优化外掺料配比等措施调整水泥浆配方,调整后的低温早强水泥浆体系稠化时间、终凝时间可分别控制在2 h、4 h以内,8 h强度可达3MPa以上。对调整后的水泥浆体系进行了8井次的现场应用,固井合格率由前期的69%提高到90%以上,基本上解决了该油田薄油层、薄隔层、活跃水层调整井固井难题,为油田的高效开发创造了良好条件。
- 韦庭丛郭小阳程小伟辜涛王升正杨雨佳
- 关键词：固井水泥浆
- 玄武岩纤维对铝酸盐水泥石性能的影响被引量：12
- 2016年
- 为进一步改善稠油热采井固井用铝酸盐水泥石的性能,研究了玄武岩纤维对水泥石性能的影响。通过测试水泥浆工程性能、水泥石力学性能及渗透性,结合扫描电镜(SEM)分析其微观结构,探讨了玄武岩纤维增强铝酸盐水泥石力学性能的作用机理。结果表明:铝酸盐水泥中掺入适量的玄武岩纤维,低温常压环境下,水泥浆的工程性能变化不大,纤维水泥石力学性能有效提高,具有明显的韧性;高温高压环境下,纤维水泥石强度、渗透性保持稳定,具有良好的耐高温性能。观察水泥石微观形貌并分析纤维作用机理发现:铝酸盐水泥石中的玄武岩纤维稳定存在,水泥石的微观孔结构得到改善,微裂纹的产生和发展得到控制,纤维与水泥水化产物紧密黏结,起到了阻裂作用,纤维脱离黏结和拔出,增加了水泥石的断裂能,从而实现了玄武岩纤维对固井用铝酸盐水泥石性能的改善。
- 程小伟张明亮杨永胜龙丹李早元郭小阳
- 关键词：固井铝酸盐水泥玄武岩纤维微观形貌稠油热采
- 稠油热采条件下矿渣对磷铝酸盐水泥石耐高温性影响研究被引量：5
- 2013年
- 针对硅酸盐水泥石经热力采油后耐高温性能急剧衰退的问题。采用具备更好耐高温特性的磷铝酸盐水泥,但是磷铝酸盐水泥高温后的抗压强度仍存在一定的衰退的问题,实验通过在磷铝酸盐水泥中掺入矿渣改善磷铝酸盐水泥石耐高温特性并采用XRD及SEM测试手段分析机理。结果表明:加入矿渣不仅有利于水泥石低温强度的发展,而且能够明显改善磷铝酸盐水泥石的耐高温特性;矿渣加入后C2ASH8的形成有利于水泥石低温下的强度发展,C3AS2H2的形成有利于水泥石高温后的强度发展,同时,为提高水泥石的耐高温特性应尽量避免高温后C3ASH4的生成。加入矿渣后的水泥石经高温养护后晶体结构发育良好,排列致密,从而使得水泥石具有良好的抗高温性能,进而有利于改善水泥环的完整性。
- 程小伟王岩李早元童杰刘萌郭小阳
- 关键词：热采磷铝酸盐水泥矿渣
- 稻壳灰对油井水泥性能的影响及作用机理初探被引量：6
- 2015年
- 为了改善油井水泥石力学性能及孔隙结构,研究了稻壳灰对油井水泥浆及水泥石性能的影响。通过测试掺有稻壳灰的水泥浆和空白样的水泥浆体的性能,以及不同掺量下水泥石的力学性能及渗透率和孔隙度,研究其对油井水泥性能的影响;利用XRD和TG测试,对稻壳灰水泥石和空白样进行物性分析,同时通过SEM对水泥石的微观形貌进行对比分析,初步探索稻壳灰对油井水泥石性能的作用机理。实验结果表明:稻壳灰对油井水泥浆的基本性能影响甚微;但其对水泥石的力学性能影响较大,与空白样对比,稻壳灰掺量为15%时,水泥石24 h抗压强度提高56%,抗拉强度提高46%,孔隙度降低42%;同时,研究表明稻壳灰中含有的高活性非晶Si O2通过与水化产生的Ca(OH)2反应生成硅酸钙凝胶,能提高水泥石中的胶凝相,降低水泥石的空隙,达到提高水泥石力学性能的目的。
- 程小伟王升正时宇杨永胜李早元郭小阳
- 关键词：稻壳灰油井水泥力学性能
