碳纤维增强油井水泥石的力学性能

摘要：

油井水泥石在井下易脆裂,造成油井层间封隔失效,进而影响油井开采.为了解决这一问题,需要对水泥石进行降脆增韧.首先,考察了甲基纤维素和羧甲基纤维素对碳纤维的分散效果;然后,研究了碳纤维对油井水泥石抗压强度、抗折强度和劈裂抗拉强度的影响,并模拟井下环境测试了水泥石单轴和三轴应力-应变曲线;最后,使用扫描电子显微镜对碳纤维增强水泥石的微观形貌进行观察,探讨碳纤维对水泥石的增韧机制.结果表明:0.2wt％的羧甲基纤维素溶液可有效分散碳纤维;养护28 d后,0.3wt％碳纤维增强水泥石的抗压强度、抗折强度和劈裂抗拉强度较纯水泥石的分别提高8.6％、31.5％和52.4％,三轴直接加载条件下,其弹性模量较纯水泥石的低49.5％;经过分散的碳纤维在水泥石中乱向分布,形成三维网络结构,通过桥联、剥离及拔出耗能作用增强水泥石.研究结果为解决油井水泥石易脆裂的问题提供了理论参考.

关键词：碳纤维增强油井水泥石、力学性能、抗拉强度、弹性模量、增韧机制

所属期刊栏目：32

分类号：TE256(钻井工程)

资助基金：中国石油科学研究与技术开发项目2014A-4212

在线出版日期：2017-01-18（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：782-788