基于硅酸鈉和硅藻土的油井水泥自愈合材料的制備及表征

摘要：【目的】研究硅藻土對硅酸鈉的吸附效果，探討油井水泥環微裂縫的修復問題。【方法】采用硅酸鈉作為自愈合劑，硅藻土為載體，利用真空浸漬法制備硅藻土基自愈合材料；借助掃描電子顯微鏡（scanning electron microscope，SEM）、紅外光譜儀（infrared spectrometer，FTIR）、全自動表面積和孔結構分析儀（automatic surface area and pore structure analyzer，BET）進行分析；通過對比分析摻入硅藻土基自愈合材料前、后水泥石的抗壓強度、恢復率和滲透率等，對自愈合效果進行評價；通過對水泥石裂縫表面物質進行X射線衍射分析（X-ray diffraction，XRD）、熱重分析（thermal analysis，TG）和SEM分析評價材料的自愈合機制。【結果】利用真空浸漬法能夠成功制得硅藻土基自愈合材料；硅藻土基自愈合材料在油井水泥中最佳摻量為9%（質量分數），該試樣劈裂造縫后自愈合14 d的抗壓強度比純水泥的提高99.57%，自愈合14 d后滲透率為0.42 mD，滲透率降低率達到75.44%，比純水泥試樣的高40.94%，且自愈合14 d后裂縫表面已經閉合。【結論】硅藻土基自愈合材料制備工藝簡單，在油井水泥漿中具有良好的分散性和穩定性，可以促進油井水泥石微裂縫自愈合。

關鍵詞：硅酸鈉；硅藻土；油井水泥；微裂縫；自愈合

中圖分類號：TE256；TB4；TQ324.8文獻標志碼：A

引用格式：

李錕，張春梅，劉成，等.基于硅酸鈉和硅藻土的油井水泥自愈合材料的制備及表征［J］.中國粉體技術，2024，30（3）：64-75.

LI K，ZHANG C M，LIU C，et al.Preparation and characterization of oil well cement self-healing materials based on sodium silicate and diatomite［J］.China Powder Science and Technology，2024，30（3）：64?75.

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