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固井工程是钻井完井工程中的一个关键环节,是后续安全、钻进和油气开采的重要保证。然而对于孔隙性低压地层、渗漏性地层和诱导裂缝性地层,固井时容易出现漏失低返,常规低密度水泥浆体系难以满足封固环空要求;另一方面水泥石具有天生的硬脆性材料,试压、酸化、压裂产生的压力变化,以及钻柱碰撞、射孔产生的机械应力,均可能破坏水泥石力学完整性和水力密封性,导致层间封隔失败。纤维与弹性颗粒材料在油井水泥浆中各有优势,均能从不同方面提高水泥浆堵漏能力,增加水泥石韧性。论文选取了陶瓷纤维、聚丙烯纤维、纤维SD-66、钢纤维和弹性颗粒材料,通过配套处理剂得到一套性能稳定的堵漏水泥浆体系。利用水泥浆堵漏能力简易评价装置,考察了各种纤维及弹性颗粒材料水泥浆体系的堵漏效果,并在实验基础上分析了其堵漏机理。此外,论文在调研了水泥石增韧机理的基础上,考察了硅酸铝陶瓷纤维、碳纤维、钢纤维、橡胶粉加量对水泥浆流动性能、水泥石抗压强度和抗折强度的影响,并在此基础上,考察不同加量的橡胶粉与无机纤维材料、不同加量的橡胶粉与金属纤维对水泥石抗压强度和抗折强度的影响规律。研究结果表明:(1)聚丙烯纤维、陶瓷纤维、纤维SD-66、碳纤维等纤维和橡胶粉颗粒等弹性颗粒作为单一纤维类堵漏材料时,通过室内堵漏实验,得出其堵漏机理(2)单一的弹性颗粒材料很难堵住缝口或孔口,单一纤维材料有一定的封堵效果。为获得更好的封堵效果,建议采用纤维与颗粒材料复配。通过纤维与橡胶粉复配室内堵漏实验,得出其堵漏机理。(3)提高水泥石抗折强度,改善水泥石韧性,可以向水泥浆中加入,硅酸铝陶瓷纤维、碳纤维、钢纤维、橡胶粉等单一增韧材料,其最优加量分别为0.06%、0.18%、0.2%-0.4%、3%;同时通过增韧机理分析,发现纤维或是橡胶粉对水泥石的抗折强度影响比抗压强度影响更大。(4)橡胶粉与无机纤维材料复合的配比为:橡胶粉3.0%+SD-66纤维1.5%;橡胶粉和金属纤维复合的配比为:橡胶粉3.0%+金属纤维1.5%,均能有效改善水泥石的韧性。