CO₂液相及气相下铝酸盐水泥石强度发展规律

来源：钻井液与完井液杂志2022年第1期北京时间：

作者：范白涛,武治强,张党生

单位：中海油研究总院有限责任公司, 北京100028；

摘要：火烧油层工况下，固井水泥石服役温度高达500 ℃以上。硅酸盐水泥难以在此温度范围下稳定存在，同时井内伴生大量腐蚀性气体。因此，研究了矿渣改性铝酸盐水泥（CAC）力学性能的可行性，同时模拟火烧油层实际工况，探究了改性铝酸盐水泥石强度发展规律。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜等测试了腐蚀前后改性铝酸盐水泥石的物相组成和微观形貌特征，分析了模拟火烧油层工况下改性铝酸盐水泥石的强度发展规律。结果表明，随着矿渣掺量的增加铝酸盐水泥石抗压强度出现先增加后降低的趋势，且当矿渣掺量为30%左右时其改性效果较好。在50 ℃液相环境下，水泥石被腐蚀产生碳酸钙并产生了孔洞和微裂纹，破坏了水泥石的完整性造成抗压强度降低；而在高温气相环境下，二氧化碳未对水泥石产生腐蚀破坏。在高温下改性CAC水泥石仍可保持较高的抗压强度，并且经过二次高温养护后改性CAC水泥石强度进一步得到发展，具有较好的耐高温性能。该研究为火烧油层工况下CAC水泥石力学性能优化和耐CO2腐蚀提供了一定的理论基础。

关键词：铝酸盐水泥, 二氧化碳, 抗压强度, 发展规律

基金资助：中海油项目“渤中25-1S油田5井区及沙三段低渗开发可行性研究”（2021FS-02）部分研究成果