基于硅酸钠和硅藻土的油井水泥自愈合材料的制备及表征OACSTPCD

【目的】研究硅藻土对硅酸钠的吸附效果,探讨油井水泥环微裂缝的修复问题。【方法】采用硅酸钠作为自愈合剂,硅藻土为载体,利用真空浸渍法制备硅藻土基自愈合材料;借助扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)、红外光谱仪(infrared spectrometer,FTIR)、全自动表面积和孔结构分析仪(automatic surface area and pore structure analyzer,BET)进行分析;通过对比分析掺入硅藻土基自愈合材料前、后水泥石的抗压强度、恢复率和渗透率等,对自愈合效果进行评价;通过对水泥石裂缝表面物质进行X射线衍射分析(X-ray diffraction,XRD)、热重分析(thermal analysis,TG)和SEM分析评价材料的自愈合机制。【结果】利用真空浸渍法能够成功制得硅藻土基自愈合材料;硅藻土基自愈合材料在油井水泥中最佳掺量为9%(质量分数),该试样劈裂造缝后自愈合14 d的抗压强度比纯水泥的提高99.57%,自愈合14 d后渗透率为0.42 mD,渗透率降低率达到75.44%,比纯水泥试样的高40.94%,且自愈合14 d后裂缝表面已经闭合。【结论】硅藻土基自愈合材料制备工艺简单,在油井水泥浆中具有良好的分散性和稳定性,可以促进油井水泥石微裂缝自愈合。