礦渣 粉煤灰 混合膠凝體系 水化硬化 水灰比 油氣井固井 低成本固井液
節能增效是我國石油工業生產與開發中一直倍受關注的問題，本文即是以實現油氣井固井低成本節能材料的研制與開發為主要目標而提出的。以面向利用工業廢料礦渣和粉煤灰為基本材料開發無水泥熟料新型膠結材料為中心內容，力求通過對體系開展系統的實驗及理論研究，找尋和開發出能夠滿足常規固井作業要求的膠結封固新材料的可行途徑及體系設計方法。論文研究成果的完成，不僅能直接降低固井水泥材料成本、提高油氣田開發效益，而且能夠進一步擴大我國工業廢料在生產中的應用，對節約水泥生產資源和能源，保護環境等方面均具有十分重要的意義。 本文在分析礦渣、粉煤灰的物化性能的基礎上，利用X-射線衍射儀和掃描電子顯微鏡等設備對混合膠凝體系的水化過程、水化產物及顯微形態進行了分析和研究，揭示了礦渣－粉煤灰混合膠凝體系水化硬化規律及機理。并通過對礦渣與粉煤灰兩種基質材料在不同物質組分配比、不同激活劑及外加劑的成分及加量、不同水灰比條件下所組成的多元組分體系的流動性、流變性、凝結特性、強度等主要工程性能的變化進行了測試和分析，提出了礦渣、粉煤灰、堿激活劑及其它外加劑等的有關顆粒級配、組分加量與水灰比等因素對混合膠凝體系工程性能的影響規律。從而評價出通過優化的該混合膠凝體系對于油氣井常規固井工程施工的適用性。進而能夠為探索節能、環保、低成本固井液體系提供技術開發的理論及實驗基礎與可行性途徑。