固井水泥浆用自修复材料的探索研究.pdf

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1、图书分类号：学校代码论文题目固井水泥浆用自修复材料的探索研究研究生姓名导师姓名郭小阳（教授）学科专业油气田材料与应用研究方向固井材料二一五年五月西南石油大学研宄生学位论文知识产权声明书及学位论文版权使用授权书本人完全了解学校有关保护知识产权的规定，即：研宄生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属于西南石油大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版。本人允许论文被查阅和借阅。学校可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以釆用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。同时，本人保证，毕业后结合学位

2、论文研究课题再撰写的文章一律注明作者单位为西南石油大学。本学位论文属于、保密（），在年解密后适用本授权书。、不保密请在以上相应括号内打”西南石油大学研究生学位论文独创性声明本人声明：所呈交的研宄生学位论文是本人在导师指导下进行的研宄工作及取得的研宄成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，本论文不包含其它人已经发表或撰写过的研宄成果，也不包含其它人为获得西南石油大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：义年曰摘要水泥环微裂缝会造成层

3、间封隔失效，严重影响油气田的安全勘探开发。固井水泥环自修复材料是解决水泥环微裂缝的一项新技术，有重大的理论研宄和工程应用价值。为量化评价自修复材料的自修复效果，首先建立基于水泥石力学性能恢复率的评价固井水泥石自修复性能的方法，结合水泥石抗折和劈裂抗拉强度的恢复情况进行综合评价，当抗折强度修复率且劈裂抗拉强度修复率时，则认为该水泥石具有自修复性能；其次建立了基于水泥石渗透率的固井水泥环自修复性能评价方法，水泥石自修复率为。研究了井下烃激活型、井下气体触发型以及热修复材料对水泥浆应用性能的影响，结果表明：水泥石受温度影响较大，低温下有良好的力学

4、性能，高温时强度下降明显；在低加量下，水泥石的力学性能较纯水泥石均有所提高，高加量时对水泥石影响较大，且对温度敏感；乙烯醋酸乙烯酯在低温少加量情况下，水泥石力学强度变化不大，高加量时强度下降显著。论文研究了井下烃激活型修复材料的自修复性能，主要通过渗透率评价方法对其水泥浆的自修复性能进行了评价：水泥石的自修复性能均随着加量增加而提高，渗透率较空白水泥石均下降以上；其作用机理在于自修复材料通过毛细扩散、表面吸附、官能团协同、分子链溶胀伸展等作用，改变水泥石内部环境致使其具有自修复功能。通过渗透率评价方法对井下气体触发型固井自修复水泥浆自修复性

5、能进行了评价：水泥石实时渗透率均下降了以上，自修复率达到以上；其作用机理在于化学沉淀反应，应用生成物填充水泥石内部空隙和裂缝，保证了水泥环的完整性。以水泥石力学强度评价了热修复固井水泥浆的自修复性能。研宄结果表明：含量增加，抗折强度及劈裂抗拉强度的修复率越高，且满足“抗折强度平均修复率且劈裂抗拉强度平均修复率”的条件；其作用机理在于温度高于熔点，呈流动状态，填补了空隙和裂缝以达到自修复功能，同时改变了水泥材料和的界面结构和性能，提高了水泥石的抗折强度、劈裂抗拉强度和韧性。在研究中，对种自修复材料进行了制备及优选，并研宄了自修复材料对水泥浆应

6、用性能的影响，初步探明了种自修复材料的自修复性能及其作用机理，为科学设计和使用自修复水泥浆进行了有益的探索。研宄结果将为自修复材料选材、自修复水泥浆开发提供理论指导，还可直接应用于油气井环空窜流防控，具有重要的应用价值。关键词固井；水泥浆；自修复材料；评价方法；自修复性能AbstractLayerspackerinvalidationcanbecausedbythemicrocracksofcementring,whichseriouslyaffectthesafetyofexplorationanddevelopmentaboutoila

7、ndgasfields.Asanewtechnology,theself-healingmaterialisimportanttheoreticalresearchandengineeringapplicationvalueforsolvingthemicrocracks.Methodstoevaluatetheself-healingpropertiesofcementbasedoncementmechanicalrecoveryratefirstofallinordertoevaluatingtheself-healingefectof

8、self-healingmaterials.Theflexuralandsplittingtensilestrengthsofcementshouldbebothevaluate