氧化石墨油井水泥基复合材料的力学性能研究

发布时间：2017-06-10 07:43

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【摘要】：针对油井水泥石易脆裂而导致油气井水泥环层间封隔失效这一问题,实验研究了氧化石墨对油井水泥石力学性能的增强效果。利用SEM、EDS和XRD等手段对氧化石墨增强水泥石进行了表征,并探讨了氧化石墨增强机理。实验结果表明:氧化石墨可显著增强水泥石力学性能,氧化石墨掺量为0.05%时,增强水泥石的28 d抗压、抗折和劈裂拉伸强度较纯水泥石分别提高68.63%、17.44%和159.12%;氧化石墨对水泥浆的应用性能无不良影响,反而有助于改善水泥浆的沉降稳定性并降低水泥浆失水量。机理分析结果表明:水泥石在受外力破坏时,氧化石墨层内、层间均出现损伤;一方面氧化石墨层内破坏时其化学键必然断裂而耗能,另一方面氧化石墨层间剥离时需克服层间作用力而耗能,氧化石墨主要通过上述两方面的作用增强水泥石力学性能。研究结果可为解决油井水泥石易脆裂问题提供理论参考。
【作者单位】： 西南石油大学材料科学与工程学院;中国石油钻井工程技术研究院;中国石油冀东油田钻采工艺研究院;西南石油大学油气藏地质及开发国家重点实验室;
【关键词】： 氧化石墨 油井水泥石 劈裂拉伸强度 力学性能 增强机理
【基金】：中国石油集团重大科技项目(2014A-4213) 冀东油田项目(JDYT-2014-JS-140) 西南石油大学大学生课外开放性实验校级重点项目(KSZ14118)
【分类号】：TB332;TE256
【正文快照】： 1引言固井是一种将套管下入井眼,并在井眼和套管之间充填油井水泥浆的技术。凝固后的水泥石为套管提供保护和支撑,封隔油、气、水层以阻止地层间流体互窜,为油气分层开采创造条件。但水泥石属于脆性材料,在井下受压裂等作业和地层作用力的影响下易发生脆性破裂而失效[1],需增

【共引文献】

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本文编号：437731