控温自修复微胶囊的制备及在水合物地层固井水泥浆中的应用

杨国坤; 蒋国盛; 刘天乐; 覃鑫; 余尹飞

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控温自修复微胶囊的制备及在水合物地层固井水泥浆中的应用

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当深海固井遇到天然气水合物地层时,由于水泥浆水化放热剧烈,水合物的相平衡条件发生改变,诱发水合物分解,易导致固井质量下降甚至失效.为了避免此类问题的出现,可向水泥浆中添加具有控温和水泥石开裂自修复作用的相变微胶囊,既可有效降低固井水泥浆的水化温升,又可提高水泥石的自愈性,进而增强水泥石的防渗性和力学强度.基于此,以Na2 HPO4·12H2 O为控温芯材、硬脂酸为壁材、E-51环氧树脂为水泥石自修复材料和芯壁材粘接剂,利用油相相分离法制备了一种深水固井水泥浆控温自愈合用微胶囊.研究结果表明:当微胶囊芯壁比为1:1.5时,芯壁间为牢固的化学-物理连接,微胶囊的包封率可达87.5％,相变潜热可达155.8 J/g,控温范围可达30～95℃.随着微胶囊含量的增加,固井水泥浆的流动性有小幅度提高,抗压强度最高可提升47.1％,抗折强度最高可提升52.2％,渗透率最多可降低61.1％.水泥浆放热峰值温度最多可降低1.8℃,峰值温度出现的时间最多可滞后520 min.

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来源
《材料导报》 |2021年第2期|32-38|共7页
作者
杨国坤; 蒋国盛; 刘天乐; 覃鑫; 余尹飞;
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作者单位

中国地质大学(武汉) 非常规固井与特种加固实验室武汉430074;

中国地质大学(武汉) 非常规固井与特种加固实验室武汉430074;

中国地质大学(武汉) 非常规固井与特种加固实验室武汉430074;

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中国地质大学(武汉) 非常规固井与特种加固实验室武汉430074;

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原文格式 PDF
正文语种 chi
中图分类非金属复合材料;
关键词
深水固井; 水合物地层; 水泥浆水化热; 控温微胶囊; 水泥石自修复;

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