用于油井水泥环微裂缝自修复的微胶囊的制备与性能评价
张翼飞1
程小伟1
张春梅1
梅开元1
韦庭丛2
1.西南石油大学新能源与材料学院,油气藏地质及开发工程全国重点实验室,四川成都 6105002.广西大学土木建筑工程学院,广西南宁 530004
摘要：[目的]解决吸油树脂与油井水泥的相容性差、水泥石强度下降的问题,实现对油井水泥环微裂缝的遇油自修复功能,保证油气井中固井水泥环的密封完整性.[方法]采用化学沉淀法,以吸油树脂为芯材、活性二氧化硅为壳材,制备具有遇油膨胀微裂缝自修复功能的微胶囊;借助扫描电子显微镜、红外光谱仪、热重仪对吸油树脂、微胶囊进行测试与表征;对比分别掺入吸油树脂、微胶囊前、后的水泥石试样的抗压强度、抗压强度恢复率和渗透率,对水泥石微裂缝的自修复性能进行评价,探讨掺入吸油树脂和微胶囊的水泥石的微裂缝自修复机制.[结果]吸油树脂、微胶囊的中值粒径D5.分别为5.601、6.590 μm.在温度为0～213 ℃时,吸油树脂、微胶囊都几乎无质量损失,具有良好的热稳定性,满足固井施工要求;在波数为941 cm-1处出现Si-OH的振动吸收峰;微胶囊具有较大的比表面积;吸油6 h后的吸油树脂、微胶囊的体积膨胀率分别为100％、10％;微胶囊的质量分数为1％时的水泥石试样的抗压强度在养护龄期为7 d时达到最大值,在自修复养护龄期为28 d时的抗压强度为(29.06±1.61)MPa,抗压强度恢复率为79.05％,在自修复养护龄期为28 d时的渗透率为0.563×10-3 μm2,降幅为39.36％.[结论]微胶囊的二氧化硅外壳可提高水泥石破损后的抗压强度;当掺入微胶囊的水泥石受损产生裂缝时,二氧化硅外壳因裂缝尖端处的作用而破裂,内部吸油树脂遇油后膨胀,实现水泥石裂缝的自修复.
关键词：油井水泥环微裂缝自修复微胶囊吸油树脂二氧化硅渗透率
分类号：TE256(钻井工程)TB4(工业通用技术与设备)TQ324.8(合成树脂与塑料工业)
论文发表日期：2026-03-01
在线出版日期：2026-05-22（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：14( 16-29 )
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