基于分形理论的高温固井水泥浆体系设计及评价

发布时间：2023-12-28 18:29

　　目前,深井、超深井的固井作业普遍存在高温高压的挑战,通常使用硅砂和耐温外加剂来提高水泥浆的耐温性。在现有颗粒级配模型的基础上,基于分形理论建立了油井水泥外掺料颗粒连续分布的堆积模型。利用激光粒度分析仪测试了外掺料的粒径分布情况,并依据颗粒百分含量统计数据,得到实现紧密堆积的分形维数范围。结合工程性能评价,加砂量为35%时,选择D值为2.61;加砂量为45%时,选择D值为2.64。形成了高温水泥浆制备方法,并对水泥浆耐温性能进行评价。结果表明,该水泥浆体系最高耐温200℃,加砂量为45%时,可以较好地缓解高温强度衰退情况,粗砂、细砂搭配使用效果较好。高温水泥浆工程性能良好,验证了分形堆积模型设计高温水泥浆体系的合理性。

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【文章目录】：
0 引 言
1 分形理论和级配模型
    1.1 分形及分形维数
    1.2 分形模型的基本构造及一般性质
        1.2.1 孔隙质量分形模型
        1.2.2 固体质量分形模型
        1.2.3 孔隙-固体分形模型
    1.3 分形级配模型
2 高温固井水泥浆体系设计
    2.1 设计原则
    2.2 实验原料
    2.3 固相配方设计
    2.4 液相配方设计
3 高温水泥浆体系性能评价
    3.1 试验方法
    3.2 水泥浆性能评价
    3.3 水泥浆耐温性能评价
        3.3.1 水泥石抗压强度
        3.3.2 物相分析
        3.3.3 微观形貌分析
4 结 论



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