近日，我校必威app精裝版客服 固井理論與技術研究團隊在深層油氣固井和水泥材料水化機理領域研究取得新進展，相關研究成果先後發表在水泥材料領域排名首位的頂尖期刊Cement and Concrete Research上，中國石油大學（華東）為唯一署名單位,龐學玉教授為第一作者和通訊作者。該成果得到國家自然科學基金麵上項目、國家海外高層次人才引進項目和中國石油大學（華東）人才引進項目資助。

題為《加砂固井水泥體係長期強度衰退：綜合多角度分析》（Long-term Strength retrogression of silica-enriched oil well cement system: a comprehensive multi-approach analysis）的成果發表在Cement and Concrete Research上。

圖1加砂固井水泥體係長期強度衰退：綜合多角度分析

由於井下高溫高壓環境，固井水泥材料高溫強度衰退問題是深層固井麵臨的最大難題之一。隨著石油工業的發展，人們逐漸開發出各種抗高溫固井水泥體係。然而，目前國際上對水泥材料的高溫強度衰退機理認識仍然不夠清楚，尤其是對200°C以上超高溫成型條件下水泥石長期強度變化規律和驅動機製認識不足，因此，適用於深井、超深井的抗高溫固井水泥體係設計存在很大的不確定性。研究團隊通過使用自主研發的固井水泥高溫高壓原位養護成型實驗設備，針對200°C超高溫成型條件下固井水泥長期強度衰退規律開展了係統研究。通過水泥石物理力學性能測試，發現目前國際上通用的抗高溫加砂固井水泥體係高溫養護142天後強度衰退高達80%，滲透率更是呈數量級增長；最終，團隊通過XRD礦物成分、熱重、壓汞孔隙分布、SEM電鏡圖像等多個角度分析並揭示了高溫成型水泥石長期強度衰退機理，為抗高溫固井水泥設計提供了理論指導。

題為《15至95°C區間水泥水化動力學研究》（Cement hydration kinetics study in the temperature range from 15°C to 95°C）的成果發表在Cement and Concrete Research上。

圖2 15至95°C區間水泥水化動力學研究

矽酸鹽水泥材料作為目前全球用量最大的工程材料，其發明和應用已有近兩百年的曆史。但由於水泥材料化學成分的複雜性，人們對其水化機製的認識仍然遠遠不足。水化動力學是水泥材料領域最為基礎的研究，也是研究水泥水化機製最常用的手段之一。固井水泥作為一種特種矽酸鹽水泥，其應用環境遠比普通矽酸鹽水泥複雜，尤其是溫度範圍廣，可低至零°C以下，亦可高達200°C以上。因此研究溫度對水泥水化動力學的影響，對認識固井水泥工程性能發展規律和對固井施工及固井質量的影響至關重要。研究團隊針對各種不同矽酸鹽水泥開展了15°C至95°C大溫度範圍內水化動力學研究，這是國際上首次針對60°C以上高溫環境開展係統探討；團隊通過等溫量熱、震蕩等溫量熱和差式掃描量熱等實驗手段揭示了溫度對水泥水化速率的影響規律，並建立了相應水化動力學模型對不同溫度下的水化規律進行了準確模擬。固井水泥100°C以上水化動力學規律研究正在進行中。目前研究團隊配置了法國塞塔拉姆微反應量熱儀，是國內首個具備固井水泥高溫高壓水泥水化動力學測試能力的單位。

Cement and Concrete Research致力於發表水泥材料領域最優秀的研究成果，尤其專注於基礎研究領域，享有極高的學術聲譽。

經過多年發展，固井理論與技術研究團隊形成了以鑽井工程、化學、材料、力學等多學科協同創新的高水平研究團隊，現有教授3人、副教授3人和講師1人，全日製博士生18人，碩士生37人。近年來針對深水、深層、非常規油氣複雜地層注水泥頂替、水泥漿體係、水泥環完整性控製方法開展了係列研究，建立並形成了深水淺層固井技術、深層抗高溫固井技術、非常規頁岩油氣水平井固井技術，固井水泥水化機理理論與技術，研發了低溫早強防竄水泥漿體係、抗高溫水泥漿體係、低滲高彈韌性水泥漿體係，並進行了現場應用。近五年承擔國家級項目12項，橫向課題60餘項，在SPE Journal、Cement & Concrete Composites，Construction and Building Materials，Journal of Petroleum Science and Engineering等國內外知名期刊發表論文100餘篇，授權國家發明專利30餘件，出版專著1部。研究成果獲省部級一等獎2項、二等獎2項、三等獎6項。

相關文章鏈接

https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2021.106424

https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2021.106552