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納米級水化硅酸鈣晶種作為油井水泥促凝劑的研究

文檔作者：王同友符軍放趙琥文檔來源：中海油田服務(wù)股份有限公司油田化學(xué)事業(yè)部		點擊數(shù)：	更新時間： 2023年10月05日
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第34卷第3期
2017年5月
鉆井液與完井液
DRILLING FLUID&amp;amp;COMPLETION FLUID
V01．34 No．3
Mav 2017
doi：10．3969／j．issn．1001-5620．2017．03．013
納米級水化硅酸鈣晶種作為油井水泥促凝劑的研究
王同友， 符軍放， 趙琥
(中海油田服務(wù)股份有限公司油田化學(xué)事業(yè)部，河北燕郊065201)
王同友，符軍放．趙琥．納米級水化硅酸鈣晶種作為油井水泥促凝劑的研究[J】．鉆井液與完井液，2017，34(3)：68—71．
WANG Tongyou，F(xiàn)U Junfang，ZHAO Hu．Study on nano calcium silicate hydrate used as oil well cement accelerator[J]．
DrillingFluid＆CompletionFluid，2017，34(3)：68—71．
摘要納米材料對水泥水化有促凝作用，近幾年研究的重點為納米級二氧化硅，但高的比表面積使其對水泥漿體增稠
明顯。水化硅酸鈣晶種是采用人工合成的納米級水化硅酸鈣，其成核作用可以加速水泥的水化反應(yīng)，因此，以四水硝酸鈣
和五水偏硅酸鈉為原料，通過沉淀反應(yīng)制備水化硅酸鈣晶種．并開展了晶種作為油井水泥促凝劑的研究。結(jié)果表明，在10
℃下，采用Tam air微量熱儀對水泥水化熱和水化速率進(jìn)行了96 h不間斷測試，隨著晶種添加量的增加，水泥水化的誘導(dǎo)
期呈現(xiàn)明顯縮短趨勢，放熱量呈現(xiàn)增加趨勢；用超聲波強度分析儀實時跟蹤水泥石強度的發(fā)展過程表明，加入晶種后起強
度的時問明顯縮短，水泥石強度發(fā)展速率得到了明顯提升，且隨著晶種添加量的增加，趨勢更加明顯；而水泥漿黏度并沒
有隨著晶種添加量增加而呈現(xiàn)出明顯的增加趨勢=因此，水化硅酸鈣晶種具有加速水泥水化反應(yīng)、提高水泥石早期強度以
及縮短靜膠凝過渡時間的特點，是一種具有應(yīng)用潛力的低溫促凝劑：
關(guān)鍵詞促凝劑；固井；水化硅酸鈣；晶種
中圖分類號：TE256．6 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1001．5620(2017)03．0068．04
Study Oil Nano Calcium Silicate Hydrate Used as 0il WeU Cement Accelerator
WANG Tongyou，F(xiàn)U Junfang，ZHAO Hu
(Division ofOilfield Chemist砂，COSL，Yanjiao，Hebei 06520 1)
Abstract Nano material is able to accelerate the hydration of cement．Nano silica has recently been widely studied for its USe in well
cementing．Nano silica accelerates the hydration ofcement excessively because ofits high specific surface area．Calcium silicate hydrate
seed crystal，an artificially synthesized nano calcium silicate hydrate，Can accelerate the hydration ofcement through nucleation．Using
Ca(N03)2‘4H20 and NaSi03。5H20 as raw materials，a calcium silicate(c—s—H)seed crystal was developed through precipitation
reaction．a(chǎn)nd study on the use of C～S—_H as oil well cement accelerator was conducted．The heat of hydration and hydration rate of
cement were measured unintermittently at l O qC for 96 hours with Tam air isothermal calorimetry．It was found that with an increase
in the concentration ofthe seed crystal，the induction time ofcement hydration was notably shortened，and the amount ofheat released
was increasing．The developing progress of the strength of the set cement，measured with an ultrasonic strength analyzer in the study,
indicated that the use of seed crystal notably shortened the time required for the cement slurry to develop strength，and the rate of
strength development ofthe set cement increased obviously．The more the seed crystal used，the faster the development ofthe strength
of set cement．It was also found that the addition of the seed crystal did not notably increase the viscosity of the cement slurry．From
these studies it is understood that the C—S—_H seed crystal is able to accelerate the hydration ofcement．increase the early strength of
set cement and shorten the induction time for gel strength development．It is a potential low temperature accelerator．
Key words Accelerator；Well cementing；Calcium silicate hydrate；Seed crystal
對于表層井段固井，因封固地層溫度低，水泥水
化速度及水泥石強度發(fā)展均緩慢，常需使用促凝劑，
以提高水泥水化速度，改善低溫下水泥石強度的發(fā)
展?fàn)顩r。同時，促凝劑的使用，候凝時間縮短，對
第一作者簡介：王同友，高級工程師，1994年畢業(yè)于中國石油大學(xué)(華東)，現(xiàn)在從事油田化學(xué)技術(shù)管理工作。電話(010)

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