常培敏
,
刘健
,
李早元
,
程小伟
,
郭小阳
硅酸盐通报
油井水泥石是在地层岩石中工作,必然要受地层围压的作用,其力学性能的表现可以通过三轴应力实验来考察.为准确描述水泥石在三轴作用下的特殊力学行为,本文提出了一种数学分析模型,该模型基于Weibull统计理论,从弹塑性损伤失效的角度出发,利用Mohr-Coulomb准则建立起细观与宏观的桥梁,得到了油井水泥石在三轴应力作用下的统计本构关系.以此本构方程来拟合水泥石在单轴、三轴应力作用下的应力-应变曲线,与实验结果匹配良好.
关键词:
油井水泥石
,
三轴
,
力学
,
本构方程
蒙飞
,
袁进平
,
丁煜翰
,
杨燕
,
李明
,
郭小阳
硅酸盐通报
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.
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
宋玉龙
,
张春梅
,
程小伟
,
郭小阳
硅酸盐通报
针对油井水泥环易脆裂,抗冲击能力差的问题,系统研究了岩沥青对油井水泥石力学性能和微观结构的影响.采用低温等离子体技术对岩沥青颗粒进行表面亲水性处理,解决了岩沥青的憎水现象.通过红外光谱分析,等离子改性后的岩沥青中出现-COOH吸收峰.机械性能测试表明:岩沥青的加入提高了油井水泥石的抗拉强度和变形能力.观察水泥石的微观形貌发现,水泥水化产物与镶嵌于水泥水化产物中的改性岩沥青颗粒形成良好的胶结并构成了CRA水泥石的骨架.岩沥青的加入提高了CRA水泥石的粘弹性,其网络约束的作用使得裂缝间的摩擦力增大,消耗掉一部分外力功,对载荷起到缓冲作用,从而提高了水泥石的抗冲击性能和形变能力.
关键词:
岩沥青
,
低温等离子
,
表面改性
,
机械性能
,
油井水泥石
