发泡剂对碱激发暂堵水泥自降解性能的影响研究

来源 :中国地质大学(北京) | 被引量 : 0次 | 上传用户:CHENYF20000
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羧甲基纤维素钠(CMC)改性的碱激发矿渣粉煤灰水泥作为一种可降解暂堵材料,在地热井钻井过程中有着重要的作用。但是由于地热井储层裂隙十分发育,该堵漏材料也存在不足之处。本文针对羧甲基纤维素钠(CMC)改性的碱激发矿渣粉煤灰水泥在地热井钻井过程中出现的密度偏高以及粘度高、流动性差的缺点,在CMC-碱激发暂堵水泥中分别添加了3种不同种类的发泡剂,利用发泡剂的发泡性能和高温降解特性,有效的降低水泥浆的密度,改善水泥浆的流动性能;并促进碱激发暂堵水泥的自降解效果。主要研究方法和结论如下:采用热重-质谱和热重-红外扫描联用的方法,对3种发泡剂的热分解特性进行测定,结果表明:十二烷基硫酸钠的热分解温度在200℃左右,热分解产物为H2O、SO2、CO2等气体;动、植物蛋白发泡剂的热分解温度均在300℃左右,热分解产物为H2O、NH3、CH4、CO、CO2等气体。将3种发泡剂分别添加到碱激发暂堵水泥中,测定水泥浆的密度、凝结时间、不同温度下的抗压强度,以及水泥试块的内部孔隙结构,发现3种发泡剂均在不同程度上降低了水泥的密度和抗压强度,并且水泥内部结构变得疏松多孔。十二烷基硫酸钠的最佳加量为0.3%,动、植物蛋白发泡剂的最佳加量均为8%。通过测定水泥试块高温养护后遇水强度的损失,放出的热量,分析发泡剂对碱激发暂堵水泥自降解效果的影响。实验结果表明:3种发泡剂的热降解特性能够促进水泥发生后续反应,遇水损失的强度更大,放出的热量更多,水泥的自降解效果更明显。同时,对比3种发泡剂的影响效果,十二烷基硫酸钠的促进作用最大。综合以上实验分析表明:对比动、植物蛋白类发泡剂,十二烷基硫酸钠作为一种性能更佳的碱激发暂堵水泥的添加剂,能有效的降低水泥浆的密度,改善水泥浆的流动性能;并对碱激发暂堵水泥自降解起到促进作用。
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