加砂油井水泥高温水化产物性质及适用温度区间

摘要

油井水泥中掺入适量石英砂可阻止其高温强度衰退,但加砂油井水泥石在高温水热环境长期服役时,仍会产生高温强度衰退、渗透率急剧增大的现象.因此明确加砂油井水泥的适用温度范围,对合理使用加砂油井水泥十分重要.本文对比了不同温度下加砂油井水泥的抗压强度和渗透率变化,借助XRD、SEM、TEM、SANS(中子小角散射)测试结果,探讨了不同温度区间加砂油井水泥的水化产物、晶相及水热反应机制.结果表明:晶粒粗化是造成长期高温加砂油井水泥石力学性能衰退的主要原因.加砂油井水泥石在110～200℃区间长期服役,可保持优异抗温性能;在200～230℃区间,通过调整石英砂细度和掺量也可保证水泥石力学性能基本稳定;在240～300℃区间,加砂水泥石的力学性能随养护龄期的延长明显劣化,无法满足长期服役要求;温度超过300℃后,短期内加砂水泥石力学性能显著衰退,无法满足热采井固井质量技术要求.