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温度对水泥石机械性能非线性影响规律及原因分析

艾正青 张峰 丁辉 苏东华 李威 张兴国

艾正青, 张峰, 丁辉, 苏东华, 李威, 张兴国. 温度对水泥石机械性能非线性影响规律及原因分析[J]. 钻井液与完井液, 2018, 35(4): 77-81. doi: 10.3969/j.issn.1001-5620.2018.04.014
引用本文: 艾正青, 张峰, 丁辉, 苏东华, 李威, 张兴国. 温度对水泥石机械性能非线性影响规律及原因分析[J]. 钻井液与完井液, 2018, 35(4): 77-81. doi: 10.3969/j.issn.1001-5620.2018.04.014
AI Zhengqing, ZHANG Feng, DING Hui, SU Donghua, LI Wei, ZHANG Xingguo. Effects of Temperature on Mechanical Property of Set Cement and Analysis Thereof[J]. DRILLING FLUID & COMPLETION FLUID, 2018, 35(4): 77-81. doi: 10.3969/j.issn.1001-5620.2018.04.014
Citation: AI Zhengqing, ZHANG Feng, DING Hui, SU Donghua, LI Wei, ZHANG Xingguo. Effects of Temperature on Mechanical Property of Set Cement and Analysis Thereof[J]. DRILLING FLUID & COMPLETION FLUID, 2018, 35(4): 77-81. doi: 10.3969/j.issn.1001-5620.2018.04.014

温度对水泥石机械性能非线性影响规律及原因分析

doi: 10.3969/j.issn.1001-5620.2018.04.014
基金项目: 

中石油塔里木油田分公司项目“库车山前高压气井固井水泥石力学性能要求研究”(201016070050)资助。

详细信息
    作者简介:

    艾正青,1975年生,高级工程师,现在主要从事固井技术方面的研究及管理工作。电话13999616571;E-mail:azq-tlm@petrochina.com.cn。

  • 中图分类号: TE256.9

Effects of Temperature on Mechanical Property of Set Cement and Analysis Thereof

  • 摘要: 为了表征长封固段固井水泥石在温度梯度下的机械性能,研究了不同温度下水泥石机械性能非线性变化规律并分析了原因。通过检测在用水泥石在30~160℃温度区间下的机械性能,分别建立了水泥石抗压强度、杨氏模量及泊松比随温度变化的关系曲线,同时拟合了水泥石机械性能随温度变化的函数关系式,并形成了考虑温度对水泥石机械性能影响的非线性物理方程;利用热重和XRD实验,对不同温度养护的水泥石进行了物性分析,通过SEM对水泥石的微观形貌进行了对比分析,初步探索了温度影响水泥石机械性能的内在原因。研究发现:相同养护天数下,水泥石在60℃及80℃条件下,机械性能存在突变区间,而80℃以上养护的水泥石其机械性能没有显著差异,同时发现温度介于突变区间以下,机械性能呈二次函数变化,高于突变区间则呈指数函数变化;结合微观分析结果发现,水泥石水化产物及水化程度的不同,是导致水泥石机械性能存在突变区间的原因。

     

  • [1] WILCOX B,OYENEYIN B.HPHT well integrity and cement failure[C]//SPE Nigeria International Conference and Exhibition,2016.
    [2] LI B,LI H,GUO B,et al.Effect of cement sheath induced stress on well integrity assessment in carbon sequestration fields[J].Journal of Natural Gas Science & Engineering,2017(46):46-50.
    [3] ZHANG H,SHEN R,YUAN G,et al.Cement sheath integrity analysis of underground gas storage well based on elastoplastic theory[J]. Journal of Petroleum Science & Engineering,2017(159):818-829.
    [4] 王浩,张志超,程晓辉. 基于热力学理论的水泥石热-力耦合本构模型和有限元分析[J]. 岩石力学与工程学报,2018,37(1):67-76.

    WANG Hao,ZHANG Zhichao,CHENG Xiaohui. A thermal-mechanical constitutive model for cement rock based on thermodynamics and its finite element application[J].Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering,2018,37(1):67-76.
    [5] ZHANG Z,XU H,SHI T,et al.Influence of the WHCP on cement sheath stress and integrity in HTHP gas well[J].Journal of Petroleum Science & Engineering, 2015(126):174-180.
    [6] ZHANG Z,WANG H.Effect of thermal expansion annulus pressure on cement sheath mechanical integrity in hpht gas wells[J]. Applied Thermal Engineering,2017(118):600-611.
    [7] CHU W,SHEN J,YANG Y,et al.Calculation of micro-annulus size in casing-cement sheath-formation system under continuous internal casing pressure change[J].Petroleum Exploration & Development Online, 2015,42(3):414-421.
    [8] GHOLAMI R,AADNOY B,FAKHARI N.A thermoporoelastic analytical approach to evaluate cement sheath integrity in deep vertical wells[J].Journal of Petroleum Science & Engineering,2016(147):536-546.
    [9] 程小伟,刘开强,李早元,等. 油井水泥浆液-固态演变的结构与性能[J]. 石油学报,2016,37(10):1287-1292.

    CHENG Xiaowei,LIU Kaiqiang,LI Zaoyuan,el al. Structure and properties of oil well cement slurry during liquid-solid transition[J]. Acta Petrolei Sinica,2016,37(10):1287-1292.
    [10] 程小伟,王升正,时宇,等. 稻壳灰对油井水泥性能的影响及作用机理初探[J]. 硅酸盐通报,2015,34(8):2171-2176.

    CHENG Xiaowei,WANG Shengzheng,SHI Yu,el al. Effect of the rice husk ash on oil cement and mechanism of action[J].Bulletin of the Chinese ceramic society, 2015,34(8):2171-2176.
    [11] GAËL B,CHRISTELLE T,GILLES E,et al. Determination of the proportion of anhydrous cement using SEM image analysis[J].Construction & Building Materials,2016(126):157-164.
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出版历程
  • 收稿日期:  2018-03-25
  • 刊出日期:  2018-07-30

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