自修复固井前置液自修复机理

来源：钻井液与完井液杂志2015年第5期北京时间：

作者：杨振杰,冯竟竟,廖桃,马成云,武星星

单位：1.西安石油大学石油工程学院, 西安；2. 山东农业大学土木工程系, 山东 泰安；3. 中石化河南石油工程有限公司井下作业公司, 河南 南阳；

摘要：将水灰比为0.44的油井水泥净浆灌入钢管中养护,然后切片并造缝,制作成钢管切片样品,放入清水和固井自修复前置液中浸泡养护,通过测试抗窜强度和对比分析样品微观结构与水化产物组成特征,研究固井自修复前置液的自修复机理。运用X-射线衍射仪对样品的物相组成进行分析,利用热重(TG/TGA)方法测定样品中Ca(OH)2含量,采用压汞仪对样品的孔结构变化进行分析,最后利用环境扫描显微镜对样品的微观形貌进行观测,并对测试样品的微区进行X射线能谱定性、定量分析。研究结果表明, GSN自修复前置液和NMFSJ自修复前置液能够渗透到样品的微裂缝中,与裂缝附近的氢氧化钙和未水化产物发生水化反应,形成硅酸钙结晶或水化硅酸钙凝胶和碱式碳酸钙等水化产物,自动修复样品的微裂缝; NMFSJ自修复前置液还能够渗透到样品固化体本体的孔隙中,激活水化反应;另外其有一部分组分不参与直接生成结晶体,而是催化水泥环中未水化的水泥颗粒水化。

关键词：自修复机理, 固井, 前置液, 自修复, 水泥基材料

基金资助：国家自然科学基金项目"油气井固井水泥环损伤自修复机理与方法研究"(51174166)和陕西省教育厅专项科研计划项目"油气井固井水泥环损伤自修复机理研究"(11JK0786)资助。