抗高温高强低密度水泥浆体系研究

论文摘要

低密度水泥浆是为了满足低压易漏井和深井长封井等复杂固井需求而产生的。目前,其发展方向是研究出综合性能优、成本低和施工方便的低密度水泥浆体系。研究出一种密度稳定、综合性能良好、原料来源广泛、成本较低的低密度水泥浆将具有良好的经济效益和应用前景。为此,开展了此项抗高温高强低密度水泥浆体系研究,来满足复杂井的固井需求。本文首先通过大量的文献调研,详细分析了粉煤灰、微硅、膨润土、矿渣、漂珠等减轻剂及其相应的低密度水泥浆体系的物化性能及应用特点。接着在紧密堆积及颗粒合理级配理论基础上,优选了体系的外掺料、确定了各外掺料的最优加量,并优选了早强剂、降失水剂、缓凝剂等外加剂,进而确定了不同密度的抗高温高强低密度水泥浆配方。最后通过大量实验对该体系进行了评价,实验结果表明该体系水泥石抗压强度高,水泥浆稠化时间可调,渗透率低,水泥浆沉降稳定性好,抗温性能强,应用范围宽,在一定程度上控制了低密度水泥浆体系的应用成本,并且具有良好的施工安全性。本研究有利于完善低密度水泥浆体系,提高低压易漏井和深井长封井的施工安全性和固井质量,满足复杂井固井需求。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 创新点摘要
• 前言
• 第一章 低密度水泥浆体系的发展及应用
• 1.1 国内外低密度水泥浆体系发展
• 1.1.1 国外低密度水泥浆体系概况
• 1.1.2 国内低密度水泥浆体系概况
• 1.2 各种低密度水泥浆体系的物化性能及应用分析
• 1.2.1 粉煤灰低密度水泥浆体系
• 1.2.2 微硅低密度水泥浆体系
• 1.2.3 矿渣低密度水泥浆体系
• 1.2.4 膨润土低密度水泥浆体系
• 1.2.5 漂珠低密度水泥浆体系
• 第二章 低密度水泥浆体系外掺料的优选
• 2.1 低密度水泥浆体系的设计原理
• 2.1.1 紧密堆积理论的分析与计算
• 2.1.2 颗粒合理级配的分析与计算
• 2.2 低密度水泥浆外掺料的优选
• 2.2.1 粉煤灰的优选
• 2.2.2 微硅的优选
• 2.2.3 超细水泥的优选
• 2.3 本章小结
• 第三章 抗高温高强低密度水泥浆体系配方研究
• 3.1 外掺料加量的确定
• 3.1.1 粉煤灰加量的确定
• 3.1.2 微硅加量的确定
• 3.1.3 超细水泥加量的确定
• 3.2 低密度体系配方研究
• 3.3 本章小结
• 第四章 抗高温高强低密度水泥浆外加剂的研究
• 4.1 早强剂的研究
• 4.1.1 早强剂的作用机理
• 4.1.2 早强剂的筛选
• 4.2 降失水剂的研究
• 4.2.1 降失水剂的作用机理
• 4.2.2 降失水剂的筛选
• 4.3 缓凝剂的优选
• 4.3.1 缓凝剂的作用机理
• 4.3.2 缓凝剂的筛选
• 4.4 本章小结
• 第五章 抗高温高强低密度水泥浆体系的性能研究
• 5.1 低密度配方的浆体性能评价
• 5.2 低密度配方的水泥石性能评价
• 5.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 发表文章目录
• 致谢
• 详细摘要