抗CO2井筒水泥

胶结强度更低衰减

在CO2地质封存条件下，一种专门设计的井筒水泥胶结性能衰减显著低于常规水泥，尤其适用于水泥-套管界面易劣化场景。

Wang, Dian · 李军 · Lian, Wei · Juncheng, Zhang · Shaokun, Guo · Wenxu, Wang

Construction and Building Materials 2024

具体参数

水泥-套管法向胶结强度降低率

{'zh': '83.9', 'en': '83.9'} %

水泥-套管剪切胶结强度降低率

{'zh': '84.3', 'en': '84.3'} %

水泥-页岩法向胶结强度降低率

{'zh': '35.0', 'en': '35.0'} %

水泥-页岩剪切胶结强度降低率

{'zh': '54.8', 'en': '54.8'} %

降解温度

{'zh': '60', 'en': '60'} °C

降解压力

{'zh': '15', 'en': '15'} MPa

降解时长

{'zh': '60', 'en': '60'} days

技术优势

指出最脆弱界面

水泥-套管界面劣化远比水泥-页岩严重，法向强度降低83.9%对35.0%，所以应优先防护钢套管胶结。

揭示劣化机理

材料溶蚀减小有效胶结面积，同时CaCO3结晶压力产生拉应力，两者共同导致强度下降，为改进水泥配方提供明确靶点。

接近真实工况

在60°C、15 MPa饱和CO2溶液中静态浸泡60天，比短周期实验更能反映长期封存环境下的性能变化。

应用场景

• 井筒密封：评估胶结面在酸性环境下的密封寿命
• CO2封存：保障CO2长期封存不沿井筒泄漏
• 固井材料：指导优选抗CO2降解的水泥类型
• 抗腐蚀水泥：为抗酸性流体腐蚀水泥配方提供设计依据