摘要：目前水泥环韧性力学测试存在着诸多技术难题。为此,采用数值模拟和室内评价等手段,对国内外典型弹性、柔性、韧性和纯水泥体系在不同加载速率、应力—应变曲线不同取值区间、不同围压及不同温度下的力学性能进行了对比研究。结果表明：①在较低加载速率下,水泥石的应力—应变曲线扭曲不平滑,不能够及时产生对应力的响应;②在较高加载速率下,水泥石应力—应变曲线平滑,且屈服阶段较明显,说明较高的加载速率能更真实地反映出水泥石的屈服应变行为;③水泥石杨氏模量取值区间的推荐值应随着实际井下条件的变化而变化;④温度对屈服应力和极限应变的影响较大,对弹性模量的影响较小;⑤围压对极限应力和极限应变的影响较大,对弹性模量的影响较小;⑥在较低围压与较高温度下,水泥石的屈服阶段较为明显。结论认为,所得到的不同条件下固井水泥体系的力学行为规律可以为准确认识井下水泥环力学性能、研究水泥环力学完整性乃至整个井筒的力学完整性提供技术支撑。

关键词：固井 水泥石 水泥环韧性力学测试 加载速率 应力应变 

单位：中国石油西南油气田公司工程技术研究院; 国家能源高含硫开采研发中心工程技术研究所; 中国石油西南油气田公司工程处; 中国石油西南油气田公司川东北气矿; 中国石油西南油气田公司四川长宁天然气开发有限责任公司; 西南石油大学材料科学与工程学院