等离子体改性纤维增强油井水泥石的动态破坏规律

作者：程小伟; 陈祖伟; 李雨威; 张曲; 王福云; 郑友志; 黄盛; 张春梅; 刘开强

来源：硅酸盐学报, 2021, 49(05): 964-971.

DOI：10.14062/j.issn.0454-5648.20200414

• 动载荷
• 纤维素纤维
• 低温等离子改性
• 油井水泥石
• 失效

利用霍普金森杆及高速-高分辨摄像技术,对比研究了纤维素纤维(CF)和改性纤维素纤维对动载荷下水泥石的力学性能、能量演变、裂纹扩展及界面破坏形式的影响。结果表明:在动载荷下水泥石的失效过程可分为4个时期,压密、微裂纹扩展、能量积累和能量释放。其中第3个时期,比能量的积累将直接影响试样的抗压强度,且当纤维掺入量相同时,掺入未改性纤维素纤维(UCF)的试样相较于改性纤维素纤维(MCF)的试样吸收能量更多,抗压强度更好;低温等离子体改性可以在纤维素纤维表面引入含氧基团,使MCF与水泥基体界面结合更为紧密,这使试样能量更偏向在漂珠等缺陷处进行聚集和释放,失效结果表现为改性纤维素纤维-油井水泥复合材料(MCF-OWC)在动载荷下抗压强度更低,失效后破碎程度更低。

• 单位
  西南石油大学; 材料学院; 油气藏地质及开发工程国家重点实验室; 中国石油西南油气田分公司; 中石化西南石油工程有限公司固井分公司