氧化石墨油井水泥基復(fù)合材料的力學(xué)性能研究

編號(hào)：CPJS05985

篇名：氧化石墨油井水泥基復(fù)合材料的力學(xué)性能研究

作者：蒙飛 袁進(jìn)平 丁煜翰 楊燕 李明 郭小陽(yáng)

關(guān)鍵詞： 氧化石墨 油井水泥石 劈裂拉伸強(qiáng)度 力學(xué)性能 增強(qiáng)機(jī)理

機(jī)構(gòu)： 西南石油大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院 中國(guó)石油鉆井工程技術(shù)研究院 中國(guó)石油冀東油田鉆采工藝研究院 西南石油大學(xué)油氣藏地質(zhì)及開(kāi)發(fā)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

摘要： 針對(duì)油井水泥石易脆裂而導(dǎo)致油氣井水泥環(huán)層間封隔失效這一問(wèn)題,實(shí)驗(yàn)研究了氧化石墨對(duì)油井水泥石力學(xué)性能的增強(qiáng)效果。利用SEM、EDS和XRD等手段對(duì)氧化石墨增強(qiáng)水泥石進(jìn)行了表征,并探討了氧化石墨增強(qiáng)機(jī)理。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：氧化石墨可顯著增強(qiáng)水泥石力學(xué)性能,氧化石墨摻量為0.05%時(shí),增強(qiáng)水泥石的28 d抗壓、抗折和劈裂拉伸強(qiáng)度較純水泥石分別提高68.63%、17.44%和159.12%;氧化石墨對(duì)水泥漿的應(yīng)用性能無(wú)不良影響,反而有助于改善水泥漿的沉降穩(wěn)定性并降低水泥漿失水量。機(jī)理分析結(jié)果表明：水泥石在受外力破壞時(shí),氧化石墨層內(nèi)、層間均出現(xiàn)損傷;一方面氧化石墨層內(nèi)破壞時(shí)其化學(xué)鍵必然斷裂而耗能,另一方面氧化石墨層間剝離時(shí)需克服層間作用力而耗能,氧化石墨主要通過(guò)上述兩方面的作用增強(qiáng)水泥石力學(xué)性能。研究結(jié)果可為解決油井水泥石易脆裂問(wèn)題提供理論參考。