水合物地層低熱固井水泥漿用相變微膠囊的制備及應用

作者：楊國坤,汪愛明,尹舒婷,代天,劉天樂,蔣國盛

摘要：當深海固井遇到天然氣水合物地層時,由于水泥漿水化放熱,導致水合物的相變平衡條件發生改變,誘發水合物分解,引起二界面膠結質量下降等問題。為提高水合物地層固井質量,可向水泥漿中添加具有吸熱控溫作用的相變微膠囊,可有效降低固井水泥漿的水化升溫。基于此,以配比石蠟為控溫芯材、碳酸鈣為壁材,利用自組裝法制備了一種使用于深水水合物地層固井水泥漿控溫微膠囊。由于固井水泥漿在達到水合物地層的過程中,外界溫度環境復雜,單一相變溫度的控溫芯材極易失效。為擴展控溫區間,選用切片石蠟與白油作為混合芯材,控溫區間達到14.8~39.8℃。研究表明,該微膠囊表觀形態良好、彼此無團聚,在熱循環過程中,不易發生泄漏。與水泥漿復配后,對水泥漿流變性能無明顯影響。在低摻加量時,微膠囊主要起降低水泥漿峰值溫度的效果,并提升水泥石整體力學強度;高摻加量時,微膠囊既可以有效降低水泥漿峰值溫度,也可以明顯地延緩水泥漿放熱速率。

發文機構：中國地質大學（武漢）非常規固井與特種加固實驗室

關鍵詞：固井水泥漿天然氣水合物水合物地層相變微膠囊cementing slurrynarural gas hydratehydrate formationphase change microcapsules

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