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新型相变材料对低热水泥浆性能的影响

宋建建 许明标 王晓亮 黄峰 秦国川

宋建建, 许明标, 王晓亮, 黄峰, 秦国川. 新型相变材料对低热水泥浆性能的影响[J]. 钻井液与完井液, 2019, 36(2): 218-223. doi: 10.3969/j.issn.1001-5620.2019.02.015
引用本文: 宋建建, 许明标, 王晓亮, 黄峰, 秦国川. 新型相变材料对低热水泥浆性能的影响[J]. 钻井液与完井液, 2019, 36(2): 218-223. doi: 10.3969/j.issn.1001-5620.2019.02.015
SONG Jianjian, XU Mingbiao, WANG Xiaoliang, HUANG Feng, QIN Guochuan. The Effects of a New Phase Change Material on the Properties of Low Heat Cement Slurries[J]. DRILLING FLUID & COMPLETION FLUID, 2019, 36(2): 218-223. doi: 10.3969/j.issn.1001-5620.2019.02.015
Citation: SONG Jianjian, XU Mingbiao, WANG Xiaoliang, HUANG Feng, QIN Guochuan. The Effects of a New Phase Change Material on the Properties of Low Heat Cement Slurries[J]. DRILLING FLUID & COMPLETION FLUID, 2019, 36(2): 218-223. doi: 10.3969/j.issn.1001-5620.2019.02.015

新型相变材料对低热水泥浆性能的影响

doi: 10.3969/j.issn.1001-5620.2019.02.015
基金项目: 

国家科技重大专项课题“海外复杂地层固井及修井液技术”(2017ZX05032004-004)

详细信息
    作者简介:

    宋建建,博士研究生。现主要从事油井水泥外加材料研究工作。E-mail:songjian629@163.com

    通讯作者:

    许明标,E-mail:xumingbiao@yangtzeu.edu.cn

  • 中图分类号: TE256.6

The Effects of a New Phase Change Material on the Properties of Low Heat Cement Slurries

  • 摘要: 深水低温天然气水合物地层固井,需要水泥浆体系在水化过程中少发热,尽量降低水合物地层温度上升的程度。因此,针对深水天然气水合物地层固井,研究了一种用于低热水泥浆体系设计的新型相变材料,并研究了相变材料的热存储性能及其对水泥浆体系性能的影响。实验结果表明,新型相变材料相变峰值温度为15.5℃,相变温度在井下低温与常温之间,且相变潜热较大。当相变材料在77.8℃以下时,具有良好的热稳定性,且在0℃~60℃之间经历多次升降温后,相变材料化学结构没有发生变化。随着相变材料加量的增加,水泥浆的流变数据呈现增大的趋势,但加量达到8%时流变性依然满足固井施工要求。此外,新型相变材料可以改善水泥浆体系的稳定性。相变材料对低热水泥浆体系的抗压强度影响不大,加入8%相变材料的水泥石抗压强度也达到8.9 MPa,抗压强度最大下降幅度小于5%。当加入2%、4%、6%、8%相变材料后,水泥浆体系稠化时间比无相变材料水泥浆体系最大缩短约15 min,水泥浆体系72 h水化热较空白水泥浆体系分别下降5.2%、29.1%、35.6%、47.6%。研究结果为天然气水合物层低热水泥浆体系的设计提供了支持与参考。

     

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  • 收稿日期:  2018-12-11
  • 刊出日期:  2019-04-30

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