纳米SiO2溶胶对高温加砂油井水泥石强度作用规律及机制

摘要：

测试高温(150℃,20.7 MPa)下纳米SiO2溶胶对加砂油井水泥石抗压强度的影响,分析纳米SiO2溶胶水化产物类型、形貌、微观结构以及作用机制.结果表明:高温下纳米SiO2对加砂油井水泥石有多种作用机制,质量分数在1％～2％时,纳米SiO2主要吸附在水泥颗粒表面,影响水泥正常水化,降低加砂水泥石强度;质量分数为3％～8％时,纳米SiO2通过晶核作用诱导水化产物多点生长,改善水化产物微观结构,同时游离纳米SiO2颗粒以不同团聚体形式充填在不同尺度水化产物孔隙中,提高水泥石致密度,保证加砂水泥石高温强度发展与维持;质量分数超过10％时,大量纳米SiO2吸附在水泥颗粒表面并与Ca(OH)2反应生成CSH凝胶覆盖层,纳米SiO2团聚作用更显著且生成大颗粒聚集体不再具有填充效应,使水泥石微观结构遭到破坏,加砂水泥石强度大幅度降低;在高温固井水泥浆设计中,须确定合理的纳米SiO2加量,纳米SiO2才能通过晶核作用、填充效应等改善水泥石微观结构,有效阻止加砂油井水泥石高温强度衰退.

关键词：高温固井;纳米SiO2溶胶;油井水泥;硅砂;抗压强度

所属期刊栏目：45

分类号：TE256(钻井工程)

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金;中国石油集团关键核心技术攻关项目

在线出版日期：2022-01-21（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：79-86