常用外掺料对G级油井水泥体积稳定性及力学性能的影响

针对G级油井水泥浆体体积收缩问题,对比研究了两种常用外掺料(矿渣和石英粉)对水泥浆体体积稳定性及力学性能的影响,并利用等温量热仪(ICC)、X射线衍射仪(XRD)、压汞仪(MIP)和扫描电镜(SEM)分别测试了两种外掺料对水泥水化放热速率,水泥水化产物、孔结构及水泥石微观形貌的影响.结果表明:80℃下水泥净浆体积收缩主要发生在水化早期,对应水泥石早期抗压强度、抗折强度增长迅速;掺入30％比表面积为340 m2/kg的矿渣部分改善浆体体积收缩,150d线收缩率较净浆减小32％,早期抗压强度、抗折强度减小,后期强度增大并超过净浆;掺入30％比表面积为710 m2/kg的石英粉加剧了浆体体积收缩,150d线收缩率较净浆增大40％,早期抗压强度、抗折强度远低于净浆及掺30％矿渣水泥.长期水养后部分超细SiO2参与反应,加之细颗粒的填充作用使其150d力学强度超过净浆及掺30％矿渣水泥,即水泥石力学强度不仅与外掺料活性有关,还与其粒径分布和养护龄期密切相关.