油井水泥外加劑及作用機(jī)理

佟曼麗，

1958年畢業(yè)于北京石油學(xué)院;1985-1986年在美國(guó)俄亥俄州立大學(xué)進(jìn)修。享受國(guó)務(wù)院政府特殊津貼專家。

創(chuàng)建了油田化學(xué)專業(yè)，培養(yǎng)了急需的人才。建立了"聚合物稀溶液在空隙介質(zhì)中流動(dòng)的粘彈效應(yīng)"新概念，提出聚合物驅(qū)油機(jī)理新理論。論文在國(guó)際流變學(xué)會(huì)議上發(fā)表后被廣泛引用。研究了熱采井的高溫、低密度;高強(qiáng)、低密度、耐腐蝕;高溫、深井、抗鹽;以及膨脹水泥等特殊水泥漿體系均達(dá)國(guó)際先進(jìn)水平，被現(xiàn)場(chǎng)廣泛采用。為2項(xiàng)中國(guó)專利的第1發(fā)明人，獲部級(jí)科技進(jìn)步1等獎(jiǎng)1項(xiàng)。

第一章油井水泥減阻劑及其作用機(jī)理

一、概述

二、常用的油井水泥減阻劑

三、AMPS四元共聚物高溫雙效減阻劑

四、可生物降解的生物高分子減阻劑

五、聚羧酸減阻劑（PCE）

第二章油井水泥促凝-早強(qiáng)劑

一、常用的促凝-早強(qiáng)劑

二、用納米粒子控制水泥早期水化速率

三、納米粒子存在下的水泥水化動(dòng)力學(xué)曲線

四、關(guān)于納米粒子對(duì)水泥早期水化的作用機(jī)理的探討

五、納米-二氧化硅復(fù)合早強(qiáng)劑

第三章油井水泥緩凝劑及其作用原理

一、緩凝劑作用機(jī)理概述

二、常用的油井水泥緩凝劑

三、合成高溫緩凝劑AMPS共聚物體系

四、乙二胺四亞甲基膦酸鹽緩凝劑

第四章油井水泥降失水劑及其作用原理

一、纖維素衍生物

二、聚乙烯醇（PVA）

三、丙烯酰胺二元共聚物降失水劑

四、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸鹽（AMPS）為基礎(chǔ)的共聚物系列降失水劑

五、腐殖酸接枝AMPS/N,NDMA/AA共聚物（簡(jiǎn)稱接枝共聚物）

六、聚乙烯亞胺（PEI）陽離子降失水劑

第五章減輕劑與加重劑

一、減輕劑

二、加重劑

第六章油井水泥外加劑之間的相互作用

一、存在不匹配（負(fù)面效應(yīng)）關(guān)系的外加劑

二、外加劑之間的協(xié)同作用（正效應(yīng)）

三、解決不相容的辦法及選擇外加劑組合的原則

第七章硅酸鹽水泥的水化動(dòng)力學(xué)

一、硅酸鹽水泥的化學(xué)組成及礦物組成

二、水泥熟料的結(jié)構(gòu)特征與水化活性

三、硅酸三鈣（C3S）的水化

四、鋁酸鈣礦物的水化

五、水泥水化過程及機(jī)理

參考文獻(xiàn)2100433B

本書重點(diǎn)討論的內(nèi)容如下：

（1）油井水泥外加劑作用機(jī)理。

（2）新型油井水泥外加劑分子設(shè)計(jì)思路。以AMPS、 AHPS系列共聚物為例來說明和討論。

（3）外加劑之間的協(xié)同作用與相反作用。

（4）新型無公害、可生物降解的高分子材料油井水泥外加劑。

（5）納米材料用于油井水泥早強(qiáng)劑及其作用機(jī)理的探討。

（6）為便于對(duì)水泥外加劑作用機(jī)理的理解和研究以及新型外加劑的開發(fā)，在本書的第七章介紹了有關(guān)硅酸鹽水泥水化動(dòng)力學(xué)的近期理論研究進(jìn)展，以供參考。

特性

為滿足固井作業(yè)和固井質(zhì)量的要求，注水泥時(shí)必須添加各種外加物來調(diào)節(jié)水泥性能，這些外加物稱作油井水泥外加劑。它們包括緩凝劑、催凝劑、減阻劑、降濾失劑、降密度劑、加重劑、防氣竄}I_消殉荊增張劑和隔離液等十大類。

錨噴構(gòu)筑法在進(jìn)行隧道施工的過程中首先通過混凝土的噴射以及錨桿支護(hù)來進(jìn)行隧道的穩(wěn)定支護(hù)，確保隧道圍巖的穩(wěn)定，避免隧道內(nèi)圍巖發(fā)生松動(dòng)或者變形。在這一過程中涉及到了隧道支護(hù)的測(cè)量、監(jiān)控以及施工等多個(gè)方面的內(nèi)容。錨噴構(gòu)筑法施工過程中的關(guān)鍵性技術(shù)措施及相應(yīng)的作用機(jī)理如：

噴錨構(gòu)筑法混凝土噴射

在進(jìn)行隧道施工的過程中，為了確保開挖面能夠得到及時(shí)的封閉，確保一些軟弱圍巖能夠及時(shí)的被穩(wěn)定，通常會(huì)采用噴射混凝土來提高圍巖的強(qiáng)度，吸收圍巖的變形。在選擇混凝土?xí)r可以選擇鋼纖維混凝土，對(duì)于一些應(yīng)力較高的區(qū)域，可以選擇高強(qiáng)度的玻璃纖維。在進(jìn)行混凝土噴射的過程中，并不是說混凝土的厚度越厚其強(qiáng)度就是越高的，一定要根據(jù)工程的需要控制好混凝土的噴射厚度。一般而言，噴射的混凝土厚度應(yīng)當(dāng)控制在開挖厚度的 1/40 以內(nèi)，只要能夠滿足隧道初步支護(hù)的目的就可以了。

噴錨構(gòu)筑法鋼拱架

鋼拱架在隧道內(nèi)需要同時(shí)承受隧道頂部的圍巖以及荷載以及鋼拱架之間的圍巖荷載，在隧道施工的過程中應(yīng)用鋼拱架能夠有效的避免隧道發(fā)生大幅度的變形。在隧道施工的過程中，施工人員應(yīng)當(dāng)科學(xué)合理的應(yīng)用鋼拱架，在應(yīng)用鋼拱架時(shí)要確保其與隧道的開挖線緊密的貼合。一般情況下鋼拱架的強(qiáng)度以及剛度都要遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于格柵拱架，并且其強(qiáng)度也較高，能夠在較大的外界作用力下保持穩(wěn)定不發(fā)生形變。

噴錨構(gòu)筑法錨桿

在隧道施工的過程中，錨桿的應(yīng)用能夠有效的避免隧道內(nèi)的圍巖剪切力失去穩(wěn)定。在隧道施工的過程中，因?yàn)樯婕安划?dāng)或者是施工不當(dāng)，很容易導(dǎo)致隧道發(fā)生大幅度的變形，在這種情況下施工人員應(yīng)用錨桿能有效的表面其發(fā)生崩塌，確保隧道開挖的穩(wěn)定。在施工時(shí)應(yīng)當(dāng)在隧道的拱角位置安裝鎖腳錨桿，這樣能夠避免隧道的底部發(fā)生大幅度的形變或者崩塌 。