Дослідження фазового складу армованого тампонажного матеріалу

Abstract

Подано характеристику міцнісних властивостей розробленого армованого матеріалу та його компонентний склад. Викладено методику проведення термічного та рентгенофазного аналіз зразків досліджуваного матеріалу. На основі проведеного аналізу встановлено фазовий склад та отримано експериментальні рентгенограми зразків армованого тампонажного каменю, які тверднули в пластових умовах. Встановлено, що в армованому камені за присутності СаСl2 відбувається зростання кількості центрів гідратоутворень, що призводить до підвищеної адгезії цементної матриці до поверхні фіброволокна. Проведені дослідження узгоджується з результатами експериментальних досліджень резистентності поширення тріщин в тампонажному камені. Проаналізовано динаміку зміни кривих при диференціально термічному аналізі армованого тампонажного каменю та виявлено збільшення кількісного вмісту продуктів гідратації в досліджуваному матеріалі. Встановлено зменшену глибину ендотермічних ефектів на кривих ДТГ для тампонажного каменю, що тверднув в пластових умовах, що зумовлено перекристалізацією гідратних фаз під дією надлишкового тиску та підвищеної температури. В армованій цементній суміші виявлено підвищений вміст низькоосновних гідросилікатів, які є основними носіями міцності тампонажного каменю. Таким чином, встановлено основні причин підвищення міцнісних та деформаційних характеристик тампонажного каменю з армуючими домішками.

Дана характеристика прочностных свойств разработанного армированного тампонажного материала и его компонентный состав. Предоставлено методику проведения термического и рентгенофазного анализа образцов исследуемого материала. На основании проведенного анализа установлен фазовый состав и получены экспериментальные рентгенограмы образцов армированного тампонажного камня, сформированных в пластовых условиях. Установлено, что в армированном камне в присутствии СаСl2 происходит увеличение количества центров гидратообразования, что приводит к увеличению адгезии цементной матриицы к поверхности фиброволокна. Проведенные исследования согласуются с результатами экспериментальных исследований резистентности распространения трещин в тампонажном камне. Проанализирована динамика изменения кривых при дифференциально-термическом анализе армированного тампонажного камня и установлено увеличение количественного состава продуктов гидратации в исследуемом материале. Установлено сокращение глубины эндотермических эффектов на кривых ДТГ для тампонажного камня, который был сформирован в пластовых условиях, что обусловлено перекристализацией гидратных фаз под действием излишнего давления и температуры. В армированной цементной смеси установлена повышенная концентрация низкоосновных гидросиликатов, являющихся основными носителями прочности тампонажного камня. Таким образом, установлены основные причины повышения прочностных и деформационных характеристик тампонажного камня с армирующими добавками.

The article deals with the characteristic of strength properties of developed reinforced cement materials. The procedure of thermal and X-ray phase analysis of investigated samples is described. On the basis of conducted analysis the phase composition is determined and the experimental X-ray patterns for the reinforced cement samples formed under reservoir conditions are received. It has been determined that there is an increase in the amount of centers of hydrates in the cement stone, containing СаСl2. This results in increase of adhesion of cement matrix to the surface of fiber. Conducted research coincides with results of experiments with cracks extension resistance in cement stone. The dynamic pattern of differential thermal analysis of reinforced cement material has been analyzed and the increase of hydration products in the investigated material has been determined. The reduced depth of endothermal effect for cement stone formed under reservoir conditions has been defined. It results in crystalline modification of hydrate phases under extreme pressure and thermal conditions. The increased amount of low-basic hydrosilicate, being the main source of cement stone strength, has been discovered in the reinforced cement slurry. Thus, the basic reasons for increase of strength and deformation properties of cement stone with reinforced additives have been established.