加砂油井水泥石高温力学性能衰退机制研究进展

加砂油井水泥是常用高温固井材料,但在部分高温地层服役时存在短期内水泥石力学性能明显衰退及水泥环层间封隔失效问题,明确其高温力学性能失效机制将有助于合理使用加砂油井水泥。为此,笔者调研了国内外加砂油井水泥高温水化产物和石英砂(掺量、粒径)对加砂水泥石力学性能影响的相关文献,并对其进行了归纳分析。结果表明:加砂油井水泥石在110~210℃温度下服役,可长期保持较好的抗高温性能;在210~300℃静态水环境下,通过调整石英砂级配和掺量可延缓水泥石高温下力学性能的衰退;地层温度超过300℃且处于动态水环境时,由于SiO2大量溶出,加砂油井水泥石难以满足热采井固井质量要求。此外,基于对加砂水泥石硅溶出、水化产物脱钙现象及硬硅钙石晶粒形貌变化的分析,探讨了加砂油井水泥石高温力学性能失效作用机制,并提出了改善其高温力学性能的技术措施。

纳米硅溶胶的制备及在水泥基材料中的应用研究进展

纳米技术的蓬勃发展催生了各种各样的纳米材料,其中纳米硅溶胶由于制备技术成熟、对水泥基材料性能提升明显而广受关注。纳米硅溶胶不仅可以加快水泥水化速率,还能改善水泥石力学性能及孔结构,因此逐渐成为近年来的研究热点,尤其是在掺入大量低活性辅助胶凝材料(如粉煤灰、矿渣和玻璃粉)的水泥基材料领域。本文介绍了纳米硅溶胶的两种主要制备方法,并概述了近十年来纳米硅溶胶在水泥基材料中的应用情况。