發(fā)布時間：2023-04-30 04:00

　　高溫地?zé)峋_發(fā)過程中常遇大量裂隙發(fā)育的地層,或?yàn)榱诉_(dá)到增產(chǎn)目的人工壓裂地層,鉆進(jìn)過程中為了防止鉆井液漏失需要對裂縫進(jìn)行封堵,在鉆進(jìn)結(jié)束后又需要對裂縫進(jìn)行解堵進(jìn)而增加地?zé)崃黧w接觸面積達(dá)到增加的目的。這就要求所使用的暫堵材料既可在鉆進(jìn)過程中保持一定強(qiáng)度又可以在鉆進(jìn)結(jié)束后的生產(chǎn)階段裂解而重開裂縫。本論文以堿礦渣/粉煤灰水泥為基礎(chǔ),新添加一種聚合物——聚乙烯醇(PVA),并利用其溶脹性和高溫下由凝膠態(tài)向溶膠態(tài)的相態(tài)轉(zhuǎn)化特性促進(jìn)水泥產(chǎn)生自降解效果。但復(fù)配的聚合物水泥凝結(jié)時間過長(初凝時間280min),且85℃養(yǎng)護(hù)條件下的抗壓強(qiáng)度過小(4.27MPa),因此向復(fù)配水泥中加入納米材料(納米膨潤土、納米二氧化硅、納米纖維素),利用納米材料的物理填充效應(yīng)、比表面積大,表面活化能高等特點(diǎn)改善聚乙烯醇(PVA)復(fù)合水泥,并探究納米材料對PVA復(fù)合水泥其他性能的影響。經(jīng)實(shí)驗(yàn)分析得出納米材料可以降低PVA復(fù)合水泥密度、增加水泥表觀粘度、減少水泥凝結(jié)時間、降低水泥中壓濾失量并使濾液pH值保持基本不變。在改善85℃養(yǎng)護(hù)下水泥抗壓強(qiáng)度方面納米二氧化硅和納米纖維素表現(xiàn)較好,當(dāng)加量在3%時,分別可以使85℃下抗壓強(qiáng)度增...

【文章頁數(shù)】：100 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
1.引言
    1.1 選題背景及項(xiàng)目依托
    1.2 研究目的與意義
    1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 地?zé)崴嘌芯楷F(xiàn)狀
        1.3.2 堿激發(fā)水泥研究現(xiàn)狀
        1.3.3 納米改性水泥研究現(xiàn)狀
        1.3.4 存在的問題及解決方法
    1.4 研究內(nèi)容與技術(shù)路線
        1.4.1 研究內(nèi)容
        1.4.2 技術(shù)路線
2.實(shí)驗(yàn)材料、方法及儀器
    2.1 實(shí)驗(yàn)材料
        2.1.1 礦渣
        2.1.2 粉煤灰
        2.1.3 堿激發(fā)劑與水
        2.1.4 碳酸氫鈉(NaHCO₃)
        2.1.5 聚乙烯醇(PVA)
        2.1.6 納米材料
    2.2 實(shí)驗(yàn)方法
        2.2.1 水泥配比及養(yǎng)護(hù)條件
        2.2.2 水泥基本性能測試
        2.2.3 微觀性能測試
    2.3 實(shí)驗(yàn)儀器
3.聚合物自降解水泥的性能研究
    3.1 聚乙烯醇(PVA)自降解水泥的性能研究
        3.1.1 聚乙烯醇(PVA)TGA/DTG曲線
        3.1.2 水泥密度
        3.1.3 表觀粘度
        3.1.4 凝結(jié)時間
        3.1.5 濾失量
        3.1.6 濾液pH值
        3.1.7 抗壓強(qiáng)度
        3.1.8 實(shí)驗(yàn)結(jié)果討論
    3.2 納米纖維素自降解水泥的性能研究
        3.2.1 納米纖維素TGA/DTG曲線
        3.2.2 水泥密度
        3.2.3 表觀粘度
        3.2.4 凝結(jié)時間
        3.2.5 濾失量
        3.2.6 濾液pH值
        3.2.7 抗壓強(qiáng)度
        3.2.8 實(shí)驗(yàn)結(jié)果討論
    3.3 本章小結(jié)
4.納米材料對聚乙烯醇(PVA)自降解水泥性能的影響
    4.1 納米膨潤土對聚乙烯醇(PVA)自降解水泥性能的影響
        4.1.1 水泥密度
        4.1.2 表觀粘度
        4.1.3 凝結(jié)時間
        4.1.4 濾失量
        4.1.5 濾液pH值
        4.1.6 抗壓強(qiáng)度
        4.1.7 實(shí)驗(yàn)結(jié)果討論
    4.2 納米二氧化硅(SiO₂)對聚乙烯醇(PVA)自降解水泥性能的影響
        4.2.1 水泥密度
        4.2.2 表觀粘度
        4.2.3 凝結(jié)時間
        4.2.4 濾失量
        4.2.5 濾液pH值
        4.2.6 抗壓強(qiáng)度
        4.2.7 實(shí)驗(yàn)結(jié)果討論
    4.3 納米纖維素對聚乙烯醇(PVA)自降解水泥性能的影響
        4.3.1 水泥密度
        4.3.2 表觀粘度
        4.3.3 凝結(jié)時間
        4.3.4 濾失量
        4.3.5 濾液pH值
        4.3.6 抗壓強(qiáng)度
        4.3.7 實(shí)驗(yàn)結(jié)果討論
    4.4 本章小結(jié)
5.復(fù)合水泥自降解機(jī)理研究
    5.1 X射線衍射實(shí)驗(yàn)(XRD)
        5.1.1 堿礦渣/粉煤灰水泥
        5.1.2 聚合物復(fù)合堿礦渣/粉煤灰水泥
        5.1.3 加入納米材料的聚合物復(fù)合堿礦渣/粉煤灰水泥
    5.2 傅立葉變換紅外線光譜分析(FTIR)
        5.2.1 聚乙烯醇(PVA)
        5.2.2 納米纖維素
    5.3 水泥宏觀和微觀結(jié)構(gòu)
    5.4 納米材料對水泥自降解性能的影響
    5.5 自降解機(jī)理分析
    5.6 本章小結(jié)
6.結(jié)論與建議
    6.1 結(jié)論
    6.2 建議
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄



本文編號：3806378