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低温下稻壳灰粒度对油井水泥早期水化特性的影响研究

温达洋 山永林 陈志鸣 赵胜绪 冯青豪 王佳珺 郑少军 谷怀蒙 刘天乐

温达洋, 山永林, 陈志鸣, 赵胜绪, 冯青豪, 王佳珺, 郑少军, 谷怀蒙, 刘天乐. 低温下稻壳灰粒度对油井水泥早期水化特性的影响研究[J]. 地质科技通报. doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.tb202601012
引用本文: 温达洋, 山永林, 陈志鸣, 赵胜绪, 冯青豪, 王佳珺, 郑少军, 谷怀蒙, 刘天乐. 低温下稻壳灰粒度对油井水泥早期水化特性的影响研究[J]. 地质科技通报. doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.tb202601012
Influence of RHA particle size on early hydration of oil well cement under low temperature conditions[J]. Bulletin of Geological Science and Technology. doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.tb202601012
Citation: Influence of RHA particle size on early hydration of oil well cement under low temperature conditions[J]. Bulletin of Geological Science and Technology. doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.tb202601012

低温下稻壳灰粒度对油井水泥早期水化特性的影响研究

doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.tb202601012
基金项目: 井下原位取样技术与装置(2024YFC2814304);海洋水合物地层固井水泥浆水化微结构时空演化机制(42402318)

Influence of RHA particle size on early hydration of oil well cement under low temperature conditions

Funds: Temporal and spatial evolution mechanism of hydration microstructure of cementing slurry during cementing in marine natural gas hydrate formations(42402318)
  • 摘要:

    南海蕴含丰富的油气资源,然而深水低温条件会延缓水泥强度发展,导致固井成本增加。基于此,本研究将绿色建材稻壳灰(rice husk ash, RHA)加入油井水泥中,系统评估了不同掺量(5%、10%、15%)和不同粒度(11.4-56.9 μm)的RHA对油井水泥的早期水化特性的影响。通过抗压强度测试、等温量热测试对水泥的力学性能、放热特性进行了表征分析,结合热重分析(TG-DTG)、扫描电镜-电子能谱分析(SEM-EDS)明确了RHA的粒度-掺量对油井水泥早期性能的调控机制,并揭示了RHA对油井水泥的增强机制。结果表明,RHA 的掺量与粒径会协同调控水泥水化反应、微观结构演化及水化产物生成,显著影响水泥石的力学性能。在1天水化龄期时,掺5%RHA的水泥浆强度最高;3天和7天龄期时,掺10%RHA的水泥浆的强度最高。随RHA粒径的细化,1天和3天强度呈逐渐增大趋势,而7天强度则呈先升后降的趋势(T1RHA强度最高)。低掺量RHA可通过火山灰反应、成核位点效应及空间填充效应提升水泥石强度,高掺量RHA则因稀释效应与团聚现象导致性能下降。RHA粒度越细,火山灰活性越高,反应放热越显著。RHA粒径细化虽能增强火山灰活性,但过细颗粒会抑制后期水化。本研究为RHA在油井水泥中的优化应用提供了理论依据与技术参考。

     

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出版历程
  • 收稿日期:  2026-01-07
  • 录用日期:  2026-03-10
  • 修回日期:  2026-02-12
  • 网络出版日期:  2026-03-30

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     《地质科技通报》编辑部