[发明专利]一种直接评价高温高压下水泥浆中植物纤维适应性的方法

权利要求书

1.一种直接评价高温高压下水泥浆中植物纤维适应性的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、配制固井水泥浆，常压下加热固井水泥浆；

步骤2、将经步骤1加热后的固井水泥浆转移至高温高压失水仪中密封再加热；

步骤3、排除并收集再加热后高温高压失水仪中固井水泥浆中的滤液；

步骤4、将植物纤维材料投入高温高压养护罐中，倒入滤液浸湿植物纤维材料，并密封高温高压养护罐；

步骤5、将密封后的高温高压养护罐置于马弗炉中养护；

步骤6、从马弗炉中取出养护完成的高温高压养护罐，冷却至室温，倒出内部的植物纤维材料和滤液的混合物，滤洗出植物纤维材料；

步骤7、真空冷冻去除植物纤维材料中的自由水，得到养护后植物纤维材料；

步骤8、利用X射线衍射仪采集养护后植物纤维材料的X射线衍射图谱，并计算养护后植物纤维材料的结晶度；

步骤9、利用热重分析仪测试养护后植物纤维材料的质量损失曲线；

步骤10、将步骤8得出的X射线衍射图谱和结晶度、以及步骤9得出的质量损失曲线分别与未经高压高温处理的植物纤维材料的X射线衍射图谱、结晶度和质量损失曲线比较，评价该植物纤维材料是否满足高温高压下固井水泥浆的要求。

2.根据权利要求1所述的一种直接评价高温高压下水泥浆中植物纤维适应性的方法，其特征在于，所述步骤1中，根据GB/T19139标准配制固井水泥浆；优选地，采用常压稠化仪加热固井水泥浆，加热温度为室温~90℃、加热时间为10~30分钟，优选为20分钟。

3.根据权利要求1所述的一种直接评价高温高压下水泥浆中植物纤维适应性的方法，其特征在于，所述步骤2中：

再加热的实验温度室温~100°C时，将经步骤1加热后的固井水泥浆倒入高温高压失水仪中、密封，养护30~90min，优选为60min；

再加热的实验温度100~210°C时，将经步骤1加热后的固井水泥浆倒入高温高压失水仪中、密封，并在高温高压失水仪中注入大于实验温度下水饱和蒸气压的压力，养护30~90min，优选为60min。

4.根据权利要求3所述的一种直接评价高温高压下水泥浆中植物纤维适应性的方法，其特征在于，所述步骤3中，打开高温高压失水仪底部的滤液孔，在高温高压失水仪顶部通入氮气或惰性气体，使其内部压力达到0.1~6.9MPa，利用压差排除并收集固井水泥浆中的滤液；

优选地，再加热的实验温度100~210°C时，在高温高压失水仪底部的滤液孔处连接冷凝管，以冷凝、收集滤液。

5.根据权利要求1所述的一种直接评价高温高压下水泥浆中植物纤维适应性的方法，其特征在于，所述步骤4中，植物纤维材料投入量为1-2g，固井水泥浆中的滤液倒入量为100~150mL，植物纤维材料为竹纤维、棉花纤维、剑麻纤维、木质纤维或农作物秸秆纤维的任意一种。

6.根据权利要求1所述的一种直接评价高温高压下水泥浆中植物纤维适应性的方法，其特征在于，所述步骤5中，马弗炉养护温度及时间与固井工程环境相匹配，优选地，马弗炉养护温度为室温~210°C、养护时间为0~180天，更优选为1-180天，进一步优选为14-60天。

7.根据权利要求1所述的一种直接评价高温高压下水泥浆中植物纤维适应性的方法，其特征在于，所述步骤6中，使用真空抽滤机抽滤出混合物中的滤液，得到植物纤维材料，抽滤过程中持续使用蒸馏水清洗直至抽滤液pH值降至7。

8.根据权利要求1所述的一种直接评价高温高压下水泥浆中植物纤维适应性的方法，其特征在于，所述步骤8中，X射线衍射仪的工作电压为40kV、工作电流为30mA、扫描速率为0.02°/s、扫射范围为5~40°，根据Segal经验模型计算结晶度，Segal经验模型为，其中I₍₀₀₂₎为晶格衍射角的极大强度，I_am为非结晶背景衍射的散射强度。