超低密度高炉矿渣水泥浆研究

针对油田在低压易漏地层中使用１．４０～１．６０ｇ／ｃｍ３的低密度水泥浆固井存在水泥浆返高不够、固井质量差等问题，结合矿渣膨润土水泥浆、矿渣ＭＴＣ固井技术和多功能钻井液固井技术，利用矿渣和漂珠等材料设计了密度１．２０～１．３５ｇ／ｃｍ３的超低密度矿渣膨润土水泥浆、矿渣ＭＴＣ浆和矿渣ＵＦ浆。对３种体系水泥石抗压强度、水泥浆凝结时间、流变性和稳定性进行了试验对比，并对密度为１．３５ｇ／ｃｍ３的矿渣膨润土水泥浆现场试验进行了对比分析。结果表明，超低密度矿渣水泥浆流变性好，体系稳定，水泥石抗压强度高，因而能提高低压易漏地层的油气井二级固井的固井质量，且能大大降低固井成本。

磷石膏品质对过硫磷石膏矿渣水泥浆性能影响研究

研究了磷石膏中可溶磷、共晶磷和可溶氟对过硫磷石膏矿渣水泥浆物理性能的影响规律,通过添加钢渣粉对磷石膏进行改性,并对钢渣粉的改善机理进行了初步探讨。结果表明,磷石膏中可溶磷、共晶磷和可溶氟含量对过硫磷石膏矿渣水泥浆的凝结时间和胶砂强度影响显著。磷石膏经过适量的钢渣粉预处理可以缩短水泥浆凝结时间并提高其早期强度。因此,合理控制磷石膏中可溶磷、共晶磷和可溶氟含量并采用钢渣粉进行预处理,可以制备凝结时间较短,早期强度较高的过硫磷石膏矿渣水泥浆。

过硫磷石膏矿渣水泥浆性能优化研究

通过磷石膏预处理、提高减水剂掺量、添加硫铝酸盐水泥熟料和提高蒸养温度的方法,对过硫磷石膏矿渣水泥浆的物理力学性能进行了优化研究,并通过XRD、SEM对其水化过程和机理进行了探讨。结果表明,磷石膏经钢渣预处理可以缩短过硫磷石膏矿渣水泥浆的凝结时间;适当提高减水剂掺量可以在缩短水泥浆凝结时间的同时显著提高其早期和中后期强度;掺加硫铝酸盐水泥熟料可以显著缩短水泥浆凝结时间并提高其28d强度;合理控制蒸养温度,可以提高水泥浆早期强度且加快模具周转,提高生产效率。

过硫磷石膏矿渣水泥浆耐水性能研究

通过测定不同磷石膏掺量的过硫磷石膏矿渣水泥浆试样在标准养护条件下和流动水养护条件下的耐水系数,评价过硫磷石膏矿渣水泥浆的耐水性能;并通过测定不同组分过硫磷石膏矿渣水泥浆养护溶液中硫酸根离子浓度随养护龄期的变化规律,对过硫磷石膏矿渣水泥浆组分与耐水性的相关性及溶出机理进行了初步探讨。结果表明,过硫磷石膏矿渣水泥浆在流动水中的耐水系数明显低于静止水中的耐水系数;随着磷石膏掺量的增加,过硫磷石膏矿渣水泥浆的耐水性能逐渐降低;当磷石膏掺量为40%~50%时,过硫磷石膏矿渣水泥浆具有较好的耐水性能。

低密度高炉矿渣水泥浆固井技术

针对长庆油田低压易漏地层团井水泥浆返高和固井质量存在的问题，用高炉矿渣、膨润土设计密度１．４０～１．６０ｇ／ｃｍ３的矿渣膨润上水泥浆，用矿渣和钻井液设计密度１．４０～１·６０ｇ／ｃｍ３的矿渣ＭＴＣ浆，用矿渣和多功能钻井液设计密度互１．４０～１．６０ｇ／ｃｍ３的矿渣ＵＦ浆。对三种低密度矿渣水泥浆的抗压强度、凝结时间、流变性和稳定性进行了试验研究。室内研究结果和现场试验结果表明，三种低密度矿渣水泥浆水泥石抗压强度高，水泥浆流变性好，体系稳定。低密度矿渣膨润土水泥浆现场施工方便，固井质量优质率平均约８０％。低密度矿渣ＭＴＣ浆和矿渣ＵＦ浆现场施工有局限性，但其对提高固井质量的技术优势必将引起固井界人士的关注和研究应用。

高密度高炉矿渣水泥浆固井技术研究

以低密度矿渣水泥浆研究结果为基础 ,设计高密度水泥浆 ,使油气井全井段使用矿渣水泥浆固井 ,以提高固井质量 ,降低固井成本 .以高炉矿渣为水化胶凝材料 ,添加少量水泥和碱性激活剂 ,结合 MTC固井技术和多功能钻井液固井技术 ,设计密度 1 .75～ 1 .93 g/cm3 的矿渣水泥浆、矿渣MTC浆和矿渣 UF浆 .对 3种高密度矿渣水泥浆在 45～ 75℃条件下水泥石的抗压强度 ,水泥浆的凝结时间、流变性和稳定性进行试验对比 .试验结果表明 :3种水泥浆水泥石抗压强度从大到小依次为 :矿渣 UF浆 ,矿渣 MTC浆 ,矿渣水泥浆 .3种体系水泥石抗压强度满足油气井井下射孔作业对水泥石抗压强度的要求 .在 45～ 75℃条件下 ,随着温度的升高 ,高密度矿渣水泥浆和矿渣 UF浆水泥石抗压强度呈降低趋势 .矿渣 MTC浆和矿渣 UF浆的流变性。

过硫磷石膏矿渣水泥浆SO_3溶出性能研究

通过测定过硫磷石膏矿渣水泥浆试样在不同养护条件和破坏形式下的SO_3溶出量,评价过硫磷石膏矿渣水泥水化产物对磷石膏颗粒的包裹固化稳定性;并通过测定不同组分过硫磷石膏矿渣水泥浆浸出液中SO_3溶出量随溶出龄期的变化规律,对过硫磷石膏矿渣水泥浆组分与SO_3溶出性能及溶出机理进行了初步探讨。结果表明,随着钢渣粉掺量的增加以及溶出龄期的延长,过硫磷石膏矿渣水泥浆的SO_3溶出速率逐渐降低;当钢渣粉掺量为4%~5%时,过硫磷石膏矿渣水泥浆具有较好的SO_3溶出性能;在流动水中养护的过硫磷石膏矿渣水泥浆试样SO_3溶出量明显低于静止水,而在完全破坏形式下的SO_3溶出量则明显高于未破坏形式;过硫磷石膏矿渣水泥体系具有一定的自愈合能力,水化产物可以对破坏的包裹体系以及结构裂纹进行自修复,从而实现对磷石膏颗粒的有效包裹,因此其在水中稳定性较好。

用多功能钻井液设计超低密度矿渣水泥浆

本文针对陕甘宁盆地中部低渗透天然气田低压易漏地层二级固井中存在的问题，利用高炉矿渣、漂珠的潜在活性及比重较小的特点，结合多功能钻井液固井技术的优点，用多功能钻井液设计超低密度（１２０ｇ／ｃｍ３～１４０ｇ／ｃｍ３）矿渣水泥浆。用该水泥浆为领浆和纯Ｇ级水泥浆为尾浆对天然气井进行一次性注水泥固井，替代分级固井技术。室内研究结果表明：超低密度矿渣钻井液固化液中激活剂可以扩散到滤饼和残留的多功能钻井液中，使套管、水泥石和地层三者之间达到完整的胶结，使地层封隔效果良好，水泥石抗压强度高，水泥浆流变性好，体系稳定，稠化时间满足现场施工要求，并解决了分级固井技术中存在的固井质量问题。

低密度高炉矿渣水泥浆固井技术研究

低密度高炉矿渣水泥浆固井技术这样一个概念主要是针对于我们国家目前在多处油田中都已经遇到的一个实际问题而提出的,即在油田的低压区宜漏底层处所产生的固井水泥浆返高以及由此所导致的固井质量问题。在本文中,我们具体选择了三种低密度矿渣水泥浆来进行相关的试验探究,对其相关各方面的性质进行研究,如流变性、稳定性、抗压抗拉强度和凝结时间等,最后得出以下结论:三种低密度矿渣水泥浆在试验中均表现出良好的性质,即流变性好、稳定度高等。并根据实际的工程实践知其在施工中的应用操作简便且固井质量较高,这一系列的结果都表明低密度高炉矿渣水泥浆在固井技术中的巨大优势,必将引起固井相关人士的高度关注和重视。

矿渣对新拌水泥浆体流变性能的影响

通过对掺有矿渣的新拌水泥浆体流变曲线、流变参数、标准稠度需水量和胶砂流动度的测定,研究了矿渣的化学组成。

矿渣掺量和水胶比对水泥浆体溶蚀特性的影响

为了在较短时间内获得矿渣微粉和水胶比对溶蚀过程中水泥基材料抗溶蚀性能的影响,用6 mol/L NH4Cl溶液,对矿渣-水泥复合浆体薄片试件进行加速钙溶蚀实验,并利用饱水干燥称重法、X射线衍射分析和扫描电子显微镜等方法,分析了加速钙溶蚀过程中矿渣掺量、水胶比对矿渣-水泥复合胶凝材料硬化浆体的孔隙率、物相组成、微结构形貌和Ca/Si比等的影响。结果表明:同未掺矿渣的水泥浆体相比,掺有适量矿渣的复合水泥浆体在溶蚀过程中的微结构劣化速度慢、抗溶蚀性能好;水胶比为0.35时,矿渣掺量为40%的复合水泥浆体的孔隙率、钙硅比和微结构形貌变化较小,抗溶蚀能力最佳,而水胶比为0.55时,掺50%矿渣的复合水泥浆体具有较好的抗溶蚀性能。

干湿循环条件下MgSO_(4)侵蚀对水泥-矿渣胶凝浆体微结构的影响

研究了矿渣-水泥复合浆体在自然养护、MgSO_(4)侵蚀以及干湿循环协同MgSO_(4)侵蚀环境下,矿渣掺量对水化产物相组成、C-S-H凝胶微结构、含Al相分布及其转化的影响规律。结果表明:与未侵蚀相比,MgSO_(4)侵蚀随龄期延长,Ca(OH);量降低程度逐渐增大;干湿循环协同MgSO_(4)侵蚀作用下,相比MgSO_(4)侵蚀,Ca(OH)_(2)量的降幅增大;干湿循环加速了矿渣的水化,水化180d龄期矿渣-水泥浆体中发现有C;ASH;生成;MgSO_(4)侵蚀会导致浆体中的C-S-H凝胶MCL增大,Ca/Si和Al[4]/Si降低,对C-S-H凝胶有脱钙、脱铝作用;干湿循环协同MgSO_(4)侵蚀条件下,这一现象更为明显;矿渣的富含Al能够抑制Mg^(2+)和SO_(4)^(2-)侵蚀导致AFm向AFt的转变以及C-S-H的脱钙、脱铝作用。