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《水化过程中油井水泥/套管界面的性能与结构演变.pdf》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第34卷第6期世界科技研究与发展Vo1.34No.62012年l2月912—915页WORLDSCI-TECHR&DDec.2012PP.912—915水化过程中油井水泥/套管界面的性能与结构演变任呈强~高雷王煦刘丽郭小阳(西南石油大学材料科学与工程学院,成都610500)摘要:油井水泥/套管界面对油气井的完整性起到关键作用。采用交流阻抗、界面剪切、显微硬度、微观形貌和物相分析技术研究了该界面在水化1天至7天的性能与结构演化规律。结果发现,电化学阻抗谱揭示水泥本体结构和界面结构逐渐达到稳定;界面结合强度和过渡区显微硬度显著增加;界面过渡区的水化程度远落后于
2、水泥本体;该阶段界面过渡区的水化以c,S水化、残余cs水化和cA水化产物之间的反应为主;界面结构演化表明水化使界面和结晶颗粒之间胶结更加紧密。升高养护压力提高了水化程度,改善了过渡区和界面的微观结构,从而提高界面性能。关键词:油井水泥;界面性能;微观结构;水化中图分类号:TE256.7文献标识码:APerformanceandStructureEvolutionsofInterfacebetweenOilwellCementandCasingSteelduringHydrationPENChengqiangGAOLeiWANGXuL1ULiGUOXiaoy
3、ang(SchoolofMaterialsScienceandEngineering,SouthwestPetroleumUniversity,Chengdu610500)Abstract:Theinterfacebetweenoilwellcementandcasingsteelplayskeyroleontheintegrityofwel1.Themethodsofalternatingcurrentimpedanee,interracialshearing,microhardness,microstructureandphaseanalysiswer
4、eadaptedtoinvestigateontheperformanceandstructureevolutionsoftheinterfaceduringhydrationofoilwelcementfrom1dayto7days.Theelectrochemicalimpedancespectrumdiscoversthece-mentandtheinterfacegraduallybecomestability.Thebondingstrengthofinterfaceandmicrohardnessoftransitionregionincrea
5、semarked—ly.Thehydrationdegreeoftransitionregionismuchslowerthanthecement.TheprocessincludeshydrationreactionsofC2S,residualC3SandproductsofC3Ainthetransitionregion.Themicrostmctureindicatesthecementationofcrystallineparticlesaswellasinterfacebecomesstronger.Higherpressureenhances
6、thehydrationdegreeofcement,whichimprovesthemicrostructuresofinterfaceanditstransitionzone.Asaresult,theinterfacialperformanceisincreased.Keywords:oilwellcement;interracialperformance;microstructure;hydration将套管钢加工成直径为10mm的圆柱,其中一端带外螺纹,1引言无螺纹端长40mm。将钢置于水泥固化模具的正中央。将G目前,油气井完整性受到国内外学者的
7、高度重视,而固级水泥和蒸馏水按水灰比0.44配置,加入消泡剂,高速搅拌井水泥的长期封固性是保障油气井完整性的关键之~
8、】l2J。后倒人模具,制备直径为50mm、高位120m的水泥柱,保证当油井水泥返高固化后,与水泥本体比较而言,水泥/套管界钢位于水泥柱的中心。面相对是一个较薄弱的区域。如果腐蚀性介质到达该界面,2)水化条件:水化在两种条件下进行,一是在恒温水浴极易使界面失稳,从而形成气体和液体上窜的通道,破坏油中进行80℃、常压水化,二是在高温高压养护釜中进行气井的完整性。WilliamCarey等在分析服役30年的固井80℃、8MPa水化。分别在水化1天
9、、3天和7天后将试样取水泥时发现,在套管/水泥界面附近有0.1—0
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