基于水泥石拉伸试验的储气库水泥浆体系优选

Optimization of Cement Slurry System for Gas Storage Based on the Stretching Tensile Strength 

方仲旗 谭元铭 严俊涛 王新强 侯凡 朱贵攀 廖世钊

FANG Zhongqi TAN Yuanming YAN Juntao WANG Xinqiang HOU Fan ZHU Guipan LIAO Shizhao

目前国内外常用巴西劈裂抗拉强度作为评价储气库水泥环封隔完整性的关键指标之一，但其测试过程中受加载点应力集中的影响导致测值偏低，进而无法设计、优选出满足储气库封隔完整性要求的水泥浆体系。文章根据储气库注气过程中水泥环受周向拉伸应力的特点，研制了水泥石拉伸抗拉强度测试装置并提出了相应的测试方法，测试并分析了不同体系水泥石拉伸抗拉强度、巴西劈裂抗拉强度和抗压强度三者之间的关系，优选了满足XX储气库生产运行要求的水泥浆体系。研究结果表明：评价水泥环封隔完整性、优选水泥浆体系应采用拉伸抗拉强度作为关键指标之一，拉伸法解决了巴西劈裂法应力集中导致抗拉强度测值偏低的问题，其测得的抗拉强度比巴西劈裂法测得的要大40%，拉伸法拉压比为0. 054~ 0. 076，巴西劈裂法拉压比为0. 038~ 0. 055。该成果应用于XX储气库水泥浆体系优选研究，优选出 10% 胶乳水泥浆体系更能保证水泥环的封隔完整性，对储气库水泥浆体系优选研究和油气田“降本增效”具有重要借鉴意义。