發(fā)布時(shí)間：2018-01-14 07:35

  本文關(guān)鍵詞：韌性自愈合水泥漿體系研究　出處：《西南石油大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： 韌性水泥漿 自愈合水泥漿 自愈合性能評(píng)價(jià)方法

【摘要】：套管試壓、射孔、后期壓裂增產(chǎn)、溫度場(chǎng)波動(dòng)造成的應(yīng)力變化、地層壓實(shí)滑移等可能會(huì)導(dǎo)致水泥環(huán)內(nèi)部產(chǎn)生裂紋,膠結(jié)面產(chǎn)生微環(huán)隙,進(jìn)而導(dǎo)致井下油氣水竄、套管環(huán)空帶壓,從而影響井口安全及油氣井壽命。要改善此類問(wèn)題,需要提高水泥環(huán)的彈韌性及自愈合能力。因此,本文開展了自愈合效果評(píng)價(jià)方法實(shí)驗(yàn)研究,選取了一種較好的自愈合效果評(píng)價(jià)方法,同時(shí)進(jìn)行了韌性自愈合水泥漿體系的開發(fā),最終提出了一套同時(shí)具有韌性效果和自愈合能力的韌性自愈合水泥漿體系,并在關(guān)鍵性能方面同原漿配方進(jìn)行了對(duì)比。論文開展的工作及研究成果主要如下:(1)論文基于實(shí)驗(yàn)可重復(fù)性及連續(xù)愈合評(píng)價(jià)效果,進(jìn)行了自愈合效果評(píng)價(jià)方法研究。研究結(jié)果表明裂縫愈合程度方法誤差小,具有良好的實(shí)驗(yàn)可重復(fù)性,其方法設(shè)計(jì)合理,表征水泥石自愈合效果更直接。同時(shí),該方法測(cè)試簡(jiǎn)單且對(duì)試件無(wú)傷害,可以對(duì)同一試件進(jìn)行連續(xù)測(cè)量。(2)依據(jù)研究需要,論文測(cè)試了不同混配順序條件對(duì)漿體力學(xué)性能的影響,并觀察了抗折試件斷面纖維分散情況,同時(shí)應(yīng)用"分段稱重法"對(duì)水泥試件中纖維分散效果進(jìn)行實(shí)際驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)研究表明在混配攪拌過(guò)程中,先加入水泥再加入纖維的情況下,纖維分散更均勻。(3)論文通過(guò)測(cè)試水泥石不同養(yǎng)護(hù)齡期的自愈合能力,優(yōu)選了自愈合材料加量和組合。研究結(jié)果表明熱熔型自愈合劑RHA-1加量為5%時(shí),其裂縫愈合程度好于RHA-1加量為7%的試件。當(dāng)RHA-1加量為5%時(shí),復(fù)配水泥石裂縫愈合效果相對(duì)較好。(4)依據(jù)常規(guī)性能和力學(xué)性能,論文開展了纖維、彈性顆粒和膠乳的三元復(fù)配增韌水泥漿配方研究。研究得出當(dāng)纖維、彈性顆粒和膠乳配比為0.35%:3%:9%或0.35%:4%:9%時(shí)復(fù)配增韌水泥漿的抗折強(qiáng)度、抗沖擊韌性、膠結(jié)強(qiáng)度較大,同時(shí)其水泥石脆度系數(shù)較低。(5)論文綜合自愈合性能、水泥石變形能力以及抗循環(huán)加載的能力三個(gè)方面的表現(xiàn),提出了最終韌性自愈合復(fù)配水泥漿配方:G級(jí)油井水泥+4%降失水劑+0.8%分散劑+0.35%纖維+3%彈性顆粒+9%膠乳+5%結(jié)晶型自愈合劑JHA-2+5%熱熔型自愈合劑RHA-1+0.1%消泡劑+水。
[Abstract]:Casing pressure, perforation, later fracturing production, temperature field fluctuations caused by stress changes, formation compaction slip may lead to cracks in the cement ring, cement surface produced microannular gap, and then lead to oil and gas water channeling downhole. In order to improve the wellhead safety and the life of oil and gas wells, it is necessary to improve the elastic toughness and self-healing ability of cement sheath. Therefore, the experimental study of self-healing effect evaluation method has been carried out in this paper. A better evaluation method of self-healing effect was selected, and the ductile self-healing cement slurry system was developed. Finally, a set of ductile self-healing cement slurry system with both toughness effect and self-healing ability was put forward. The key properties are compared with the original pulp formula. The main work and research results are as follows: 1) the paper is based on experimental repeatability and continuous healing evaluation. The evaluation method of self-healing effect is studied. The results show that the method of crack healing degree has less error, has good experimental repeatability, its design is reasonable, and the self-healing effect of cement stone is more direct. At the same time. This method is simple and has no harm to the specimen. It can measure the same specimen continuously. According to the need of the research, the paper tests the influence of different mixing sequence conditions on the mechanical properties of the slurry. At the same time, the effect of fiber dispersion in cement specimens was verified by using "subsection weighing method". The experimental study showed that in the mixing and mixing process, the dispersion of fiber in the cross-section of the specimens was observed. Under the condition of adding cement and then adding fiber, the fiber dispersion is more uniform. 3) the self-healing ability of cement stone at different curing ages is tested in this paper. The addition and combination of self-healing materials were selected. The results showed that the addition of RHA-1 was 5 times. The fracture healing degree is better than that of the specimen with RHA-1 dosage of 7%. When the RHA-1 dosage is 5, the effect of crack healing of the composite cement stone is relatively good. 4) according to the conventional and mechanical properties, the fracture healing effect of the composite cement stone is better than that of the specimen with RHA-1 addition of 7%. In this paper, the formula of ternary toughened cement slurry with fiber, elastic particle and latex was studied. The ratio of elastic particles to latex is 0.35% to 3: 9% or 0.35% to 4: 9%. When the cement slurry is toughened by 9%, it can resist impact toughness and cement strength. At the same time, the cement stone embrittlement coefficient is low. 5) the paper synthesizes the self-healing performance, the cement stone deformation ability and the ability of resisting cyclic loading. The formula of final toughness self-healing compound cement slurry was put forward. The 10 G grade oil well cement 4% reducing water loss agent 0.8% dispersant 0.35% fiber 3% elastic particle 9% latex was put forward. 5% crystallized self-healing agent JHA-2 5% hot melt self-healing agent RHA-1 0.1% defoamer water.
【學(xué)位授予單位】：西南石油大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TE256.7

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本文編號(hào)：1422638