丁苯胶乳水泥浆体系消泡剂优选与评价研究

由于国产丁苯胶乳中含有大量的表面活性剂,在拌合过程中易导致气泡在水泥浆中形成并稳定存在,从而起泡严重,对水泥石密度和抗压强度产生较大的影响。本文对不同消泡剂的表面张力、胶乳稳定性以及不同温度下水泥浆流动性、密度进行了实验测试和讨论,并对添加复配消泡剂前后丁苯胶乳所形成水泥石的抗压强度和微观结构进行了分析。结果表明:丁苯胶乳浓度相对于消泡剂的种类对水泥浆体系影响较小,并且胶乳水泥浆高温下起泡比常温下严重;消泡剂异辛醇和二甲基硅油均具有较低的表面张力、不破坏胶乳稳定性以及对流动性影响较小,且在90℃下具有较好的消泡效果,加量为0.3%时的效果最佳;加入复配消泡剂(二甲基硅油和异辛醇质量比为1:1.5)后的丁苯胶乳(加量为水泥质量的10%)所形成的水泥石抗压强度得到明显提高,气泡、孔量明显降低,结构更加致密。图10表5参14     

外墙乳胶漆失光率研究

通过实验,分析讨论了乳液、纳米二氧化硅、白云母对外墙乳胶漆失光率的影响。研究结果表明,乳液的性能不同,乳胶漆的失光率不同;乳胶漆中加入0.1%纳米SiO2,失光率由39%降为12.7%,乳胶漆的失光率明显降低;加入白云母5%,失光率降低16%,对乳胶漆的光泽度和失光率都有一定的改善作用。     

固井水泥浆与钻井液接触污染作用机理

针对固井时水泥浆和钻井液掺混易产生接触污染,造成注水泥憋泵和危及作业安全的问题,对接触污染的作用机理进行了研究。比较了掺混钻井液和钻井液处理剂前、后的水泥浆性能,利用红外光谱、X-射线衍射仪、扫描电镜对掺混前、后水泥浆的物相和微观形貌进行对比,确定钻井液和钻井液处理剂对水泥浆性能及结构的影响;利用原子吸收分光光度计测定水泥浆滤液中离子种类及含量,考察了各类金属离子对钻井液和处理剂溶液的影响。研究结果表明了接触污染作用机理:水泥浆中Ca²⁺对钻井液产生"钙侵 "造成钻井液流变性能变差;水泥水化产生的Fe³⁺、Al³⁺可与钻井液中的多种聚合物类处理剂交联形成凝胶,凝胶的形成加之处理剂对水泥颗粒的吸附架桥,造成水泥浆体多级絮凝结构的加强,导致混浆流动性急剧降低。根据作用机理,可使用抗钙先导浆、在隔离液中加入掩蔽剂等措施来解决接触污染。解决接触污染措施在ST1井、MX17井尾管固井中的应用效果良好,为保证深井注水泥安全提供了有力的技术支持。     

汽车尾气净化用多孔氧化铝陶瓷制备技术研究进展

近年来,汽车数量猛增,汽车尾气排放造成了严重的环境污染,对人和动植物的生存产生了极大威胁.利用汽车尾气净化装置可有效减少尾气污染物,汽车尾气净化装置包含净化催化剂以及催化剂载体两大部分.其中,催化剂载体的性能对催化效果具有重大影响.本文综述了汽车尾气净化催化剂载体多孔氧化铝陶瓷(PAC)的研究进展.探讨了能够应用于汽车尾气净化催化剂载体的PAC研究领域亟待解决的问题和今后的发展方向.     

防火涂料贮存稳定性和耐水性研究

通过对防火涂料贮存后耐水性差、贮存返粗、增稠原因的研究,发现涂料基料和阻燃剂是产生涂料贮存稳定性差的主要原因。采用乳液共混改性基料和微波辐射技术改性膨胀阻燃剂,显著提高了防火涂料的贮存稳定性,耐水性能由12 h提高到32 h,阻燃时间由23 m in提高到58 m in。     

水湿环境下硫化氢对固井水泥石的腐蚀机理

<正>确认识硫化氢对固井水泥石腐蚀的基本规律.对于保障高含硫气藏的安全高效开发具有重要的作用。为此,根据硫化氢在井下的存在形式,在室内建立起气相腐蚀和液相腐蚀两种水湿环境,分别考察了硫化氢对固井水泥石外貌、腐蚀深度、微观形貌、物相组成、抗压强度、孔隙度和渗透率等性能的影响。结果表明:①水泥石在气相腐蚀条件下的腐蚀程度要低于液相腐蚀水泥石的腐蚀程度,说明外部水湿环境对硫化氢与固井水泥石之间的腐蚀有较大影响;②在气相腐蚀水泥石表面会形成一层致密石膏层,能够有效阻止后续腐蚀介质侵入水泥石基体;③在液相腐蚀水泥石表面会形成多孔的无定形硅胶层,致使腐蚀介质进一步侵入水泥石内部。结论指出,不同的水湿环境造成水化产物分解形成的离子在水泥石表面存在状态不同,是造成气相腐蚀和液相腐蚀环境下水泥石性能差异的主要原因。     

温度、压力及pH值对水泥固化的影响

依据水泥浆固化条件与水泥石的显微结构、化学组成和力学性能的关系原理,进行了养护温度、养护压力和配浆水pH值对水泥浆固化过程的影响的研究。结果表明,在低于110℃养护温度范围内,水泥石抗压强度随温度的升高而升高,高于110℃时则随温度的升高而降低。在2MPa～8MPa养护压力范围内,水泥石的抗压强度随养护压力的升高而升高;在相同的条件下,采用酸性配浆水配制的水泥浆养护得到的水泥石的抗压强度最高。通过初步分析发现温度对水泥浆固化过程的影响最大,配浆水的pH值次之,养护压力的影响最小。     

高温下赤泥与硅粉协同强化固井水泥石力学性能

为了抑制水泥石高温下强度衰退现象，研究硅粉加量，以及赤泥与硅粉在高温下的协同作用对G级油井水泥石抗压强度的影响，并借助X射线衍射、热重分析高温下水泥水化产物的变化，通过扫描电镜观察水泥石的微观形貌。结果表明：225℃高温养护7 d后，35%硅粉(质量分数)可以提高水泥石高温力学性能，5%赤泥(质量分数)可以协助硅粉进一步提高水泥石高温下的强度，同对照组相比抗压强度提高11.3%。赤泥掺入促进水泥石内部生成纤维状硬硅钙石(Ca₆Si₆O₁₇(OH)₂, C₆S₆H)物相，水泥石内部孔结构减少，水泥石内部结构致密。     

干热岩工况下水泥高温劣化性能的调控措施

干热岩地热井固井中,井底温度常常高达200℃以上。针对干热岩工况下井底高温导致的水泥石强度衰退的问题,从水泥的化学组分入手,通过调控C₃S和C₂S的比例,并在硅粉的协同作用下复配具有更低钙硅比的低热硅酸盐水泥来改善这一问题。首先对复相C₃S-C₂S矿物体系的比例调控可知,当C₃S∶C₂S=1.0时其力学性能最好,结合XRD、TGA、SEM测试可知,钙硅比的降低对有利相硬硅钙石的生成有积极作用。引入具有更低钙硅比的低热水泥增强G级水泥,结果表明：“30%G级水泥+70%低热水泥”复配水泥体系(C₃S与C₂S的比例为1.07)在40%硅粉的作用下,其抗压强度达27.34 MPa。在实际生产中适当调整水泥中的矿物组分,使C₃S与C₂S的比例为1.0左右,可从水泥本身大幅度提高水泥石耐高温性能。     

新型螯合物型缓凝剂的合成与性能研究

针对目前常用的缓凝剂在长封固段固井中存在顶部水泥石强度发展缓慢的问题,采用螯合-酯化法合成了新型螯合物型缓凝剂(MCR).采用凝胶渗透色谱和红外光谱表征其结构,结果表明,MCR的主要成分为柠檬酸螯合物、柠檬酸乙二酯及其低聚物、金属螯合柠檬酸乙二酯及其低聚物.同时评价了添加MCR水泥浆体系的综合性能.结果表明,MCR在90～150℃间可有效调节水泥浆稠化时间,结合强度测试可知,其最佳掺量范围为3％ ～4％(质量分数),90℃下水泥石7 d最高强度可达22 MPa,顶部水泥石抗压强度正常发展,满足施工要求.