基于多孔介質(zhì)理論的油井水泥石破壞準(zhǔn)則

丁嘉迪，沈吉云，張碩,，紀(jì)宏飛，王琳琳

（1.中海油服油田化學(xué)研究院，河北三河 065201；2.中國(guó)石油集團(tuán)工程技術(shù)研究院有限公司，北京 100101；3.中國(guó)石油大學(xué)（北京），北京 100083）

0 引言

固井水泥漿凝固后形成的水泥環(huán)應(yīng)該對(duì)地層進(jìn)行有效的層間封固，并為套管提供保護(hù)和支撐。其能否保持密封完整性，對(duì)后續(xù)鉆井及油氣開(kāi)采至關(guān)重要。水泥環(huán)密封失效將引起地層流體泄漏，造成油氣資源的浪費(fèi)，甚至導(dǎo)致全井報(bào)廢。2010 年BP公司（BP Amoco 英國(guó)石油公司）在墨西哥灣的鉆井平臺(tái)發(fā)生事故就與水泥環(huán)密封失效有關(guān)[1]。

隨著國(guó)內(nèi)外勘探開(kāi)發(fā)逐漸轉(zhuǎn)向?qū)ι顚印⒌蜐B透、非常規(guī)以及海洋油氣的開(kāi)采利用，長(zhǎng)水平井、低壓易漏井、非常規(guī)油氣井、儲(chǔ)氣庫(kù)井等復(fù)雜井日益增加，同時(shí)安全環(huán)保的要求日益嚴(yán)格，固井后水泥環(huán)的密封性面臨許多新的挑戰(zhàn)[2]，深井超深井由于井深較深，井筒內(nèi)流體密度變化、生產(chǎn)過(guò)程高溫油氣上升等均會(huì)導(dǎo)致井筒溫度、壓力大幅變化，易出現(xiàn)環(huán)空帶壓、井口抬升等問(wèn)題[3-4]。頁(yè)巖氣[5]、致密油氣井普遍采用水力壓裂的開(kāi)發(fā)方式，壓裂壓力高、井筒壓力反復(fù)變化，水泥環(huán)容易產(chǎn)生密封失效。對(duì)實(shí)際工況下水泥石力學(xué)行為進(jìn)行準(zhǔn)確描述是計(jì)算水泥環(huán)在復(fù)雜工況下的應(yīng)力分布、預(yù)測(cè)完整性失效的前提。

水泥石的組成包括固體水泥石骨架和孔隙內(nèi)流體，通過(guò)微觀掃描電鏡[6]觀測(cè)驗(yàn)證水泥石存在孔隙結(jié)構(gòu)。油井井筒所處的深層地下往往為高水壓環(huán)境，水泥石凝固后其內(nèi)部孔隙經(jīng)常處于飽水帶壓力的情況，其力學(xué)性能較常壓下的水泥石有很大不同。而考慮有孔隙流體的水泥石實(shí)際承受的壓力包括水泥石在井下的孔壓、水泥石自重以及圍巖的壓力。緊挨圍巖的水泥石內(nèi)流體壓力與地層流體壓力保持一致，水泥石骨架承受的載荷實(shí)際上是有效應(yīng)力。目前國(guó)內(nèi)固井的一些固井水泥石力學(xué)性能評(píng)價(jià)，只將水泥石考慮成均質(zhì)固體[2-3]，清華大學(xué)高岳[7]以及中國(guó)石油大學(xué)（北京）王琳琳、中石油工程技術(shù)研究院[8-9]已經(jīng)開(kāi)始將多孔介質(zhì)理論應(yīng)用于油井或者頁(yè)巖領(lǐng)域進(jìn)行力學(xué)分析。

國(guó)外研究中，Terzaghi[10]最早于1923 年提出了有效應(yīng)力原理，這是最早考慮了孔隙流體對(duì)材料影響的理論，這一理論在1936 年由Rendulic[11]從一維推廣到了三維。Biot[12]在1940 年針對(duì)多孔介質(zhì)進(jìn)行進(jìn)一步研究，發(fā)現(xiàn)孔隙壓力對(duì)有效應(yīng)力的影響存在一個(gè)系數(shù)，被稱為Biot 系數(shù)。1988 年，Detournay 和Cheng[13]根據(jù)Biot 理論，將充滿流體的巖石假定為具有可壓縮特性的多孔彈性材料，使用拉普拉斯變換推導(dǎo)得到鉆井和垂直鉆孔加壓引起的應(yīng)力、應(yīng)變和孔隙壓力的理論模型。20 世紀(jì)90 年代初期，Zimmerman、Berryman[14-15]研究了有效應(yīng)力作用下非均質(zhì)多孔巖石的表現(xiàn)。1993年，Detournay 和Cheng[16]的研究顯示，孔隙壓力的增加會(huì)引起巖石的膨脹，如果在不排水的條件下，即流體不能自由流入和流出時(shí)，巖石的壓縮會(huì)導(dǎo)致孔隙壓力的增加；其次在孔隙內(nèi)流體與外界流通時(shí)，巖石的剛度比不流通的巖石更小。1995 年，Vardoulakis 和Sulem[17]將多孔介質(zhì)彈性力學(xué)應(yīng)用于地質(zhì)力學(xué)分析中。Coussy 在前人的理論基礎(chǔ)上，考慮了溫度對(duì)多孔介質(zhì)力學(xué)行為的影響，并建立了孔隙介質(zhì)模型[18-19]。曾強(qiáng)[20]等人利用重力法、壓汞法、氮吸附解吸附法測(cè)量了水泥石水化過(guò)程孔隙結(jié)構(gòu)的變化。Ghabezloo 等人進(jìn)行過(guò)水泥石的多孔介質(zhì)力學(xué)實(shí)驗(yàn)的相關(guān)研究，測(cè)量得到水泥石的Biot 系數(shù)和本構(gòu)方程參數(shù)，驗(yàn)證了水泥石力學(xué)性能受孔隙水壓的影響，并針對(duì)排水、不排水實(shí)驗(yàn)條件對(duì)水泥石有效模量進(jìn)行了進(jìn)一步探索[21-22]，后續(xù)又在此基礎(chǔ)上與Vu[23]等人研究了油井水泥在不同溫度下養(yǎng)護(hù)不同時(shí)間后水泥石體積應(yīng)變的非線性規(guī)律。以上各研究表明，水泥石作為一種多孔介質(zhì)會(huì)受到孔隙水壓的影響，從而改變其力學(xué)性能。

為了準(zhǔn)確描述水泥石在不同工況下的力學(xué)性能，基于多孔介質(zhì)力學(xué)理論，開(kāi)展了一系列考慮孔隙水壓的水泥石三軸力學(xué)實(shí)驗(yàn)[24-25]，得到水泥石在不同條件下的破壞強(qiáng)度，進(jìn)而建立了基于有效應(yīng)力原理的水泥石摩爾-庫(kù)倫破壞準(zhǔn)則，實(shí)現(xiàn)了水泥石在孔隙水壓、圍壓作用下真實(shí)的強(qiáng)度及其力學(xué)行為描述，為井筒水泥在不同工況下的力學(xué)分析與預(yù)測(cè)提供了理論支持及數(shù)據(jù)支撐。

1 實(shí)驗(yàn)理論

1.1 多孔介質(zhì)力學(xué)

多孔介質(zhì)力學(xué)理論是在彈性力學(xué)理論的基礎(chǔ)上，將固體物質(zhì)內(nèi)部的孔隙結(jié)構(gòu)考慮進(jìn)來(lái)?？紫秲?nèi)流體的壓力會(huì)對(duì)水泥石整體力學(xué)性能產(chǎn)生影響?；贐iot 理論的多孔介質(zhì)力學(xué)本構(gòu)模型如下[12]。

式 中，σ'為 有 效 應(yīng) 力，MPa；K為 體 積 模 量，MPa；P為孔隙水壓，MPa；ε為正應(yīng)變，無(wú)量綱；b為 Biot 系數(shù)；φ為孔隙率，無(wú)量綱；N為Biot模量，MPa；G為剪切模量，MPa；τij為剪切應(yīng)力，MPa；γ為剪切應(yīng)變，無(wú)量綱。

其多孔介質(zhì)對(duì)應(yīng)的是固井水泥石，孔隙內(nèi)流體是水。因?yàn)榱黧w即孔隙水不抗剪切，所以在公式（1）中，孔隙水壓（以下簡(jiǎn)稱孔壓）只對(duì)水泥石正應(yīng)變產(chǎn)生影響，不會(huì)影響剪應(yīng)變。大量前人實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐表明，Biot 系數(shù)為1 時(shí)，有效應(yīng)力公式在飽和多孔介質(zhì)中適用。所以在考慮剪切破壞準(zhǔn)則時(shí)，可以將多孔介質(zhì)有效應(yīng)力原理簡(jiǎn)化為Terzaghi 有效應(yīng)力原理[10，18]。選擇壓力為正，基于Terzaghi 有效應(yīng)力原理的狀態(tài)方程為：

式中，σ為總應(yīng)力，MPa。由公式（2）可以看出，在孔壓的影響下，總應(yīng)力不變時(shí)，固體骨架受到的有效應(yīng)力σ'隨孔壓增大而減小。有效應(yīng)力不變時(shí)，水泥石整體強(qiáng)度隨孔隙水壓的增大而增大。在多孔介質(zhì)內(nèi)存在飽和流體且與外界流體相通時(shí)，孔壓只與孔隙內(nèi)外相通流體的壓力有關(guān)，實(shí)驗(yàn)中的這種情況簡(jiǎn)稱為排水條件[26]，在多孔介質(zhì)本身與外界不連通的情況稱為不排水條件[27]。因此，在實(shí)驗(yàn)中，排水條件下的孔隙水壓變化可以通過(guò)外界流體壓力被定量控制。

在排水條件下，水泥石三軸破壞實(shí)驗(yàn)中，軸向有效應(yīng)力為：

式中，σ1'為最大主應(yīng)力有效應(yīng)力，MPa；σ1為最大主應(yīng)力，MPa；徑向圍壓為：

式中，σ2為第二主應(yīng)力。徑向有效應(yīng)力為：

排水三軸破壞實(shí)驗(yàn)的應(yīng)力應(yīng)變曲線中，有效差應(yīng)力為：

在不排水三軸破壞實(shí)驗(yàn)的應(yīng)力應(yīng)變曲線中，差應(yīng)力為：

1.2 摩爾-庫(kù)倫準(zhǔn)則

摩爾-庫(kù)倫破壞準(zhǔn)則（Mohr-Coulomb 準(zhǔn)則）是判斷水泥石力學(xué)狀態(tài)比較常用的一種破壞準(zhǔn)則。Mohr[28]假定，當(dāng)試件的某一平面由于剪應(yīng)力過(guò)大而發(fā)生剪切破壞時(shí)，這種破壞可以用函數(shù)關(guān)系表示：

式中，τ為剪切應(yīng)力，MPa；σ為正應(yīng)力，MPa。

因?yàn)棣拥恼?fù)號(hào)僅僅影響滑動(dòng)的方向，所以僅僅考慮τ的數(shù)值。在τ-σ平面內(nèi)，上式表述為一條曲線（包絡(luò)線）。該曲線將應(yīng)力狀態(tài)的安全區(qū)和破壞區(qū)分割開(kāi)來(lái)，代表材料內(nèi)部任意一點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)（σ，τ）位于曲線之下時(shí)，破壞不發(fā)生；反之，破壞會(huì)發(fā)生。低圍壓條件下，函數(shù)f（σ）表現(xiàn)為線性，摩爾-庫(kù)倫準(zhǔn)則可以表示為[28]。

式中，C為內(nèi)聚力；φ為內(nèi)摩擦角。式（9）中的應(yīng)力替換為有效應(yīng)力得到：

其中，σ'的三軸摩爾-庫(kù)倫公式為

式中，2β為摩爾圓與包絡(luò)線切點(diǎn)方向。通過(guò)應(yīng)力可以反推出水泥石的內(nèi)聚力C和內(nèi)摩擦系數(shù)tanφ。從公式（11）可以看出，水泥石的摩爾-庫(kù)倫準(zhǔn)則與軸向破壞強(qiáng)度和圍壓有關(guān)。根據(jù)摩爾-庫(kù)倫準(zhǔn)則，摩爾圓的直徑是水泥石的差應(yīng)力破壞強(qiáng)度，即式（6）、式（7），摩爾圓左端與x軸交點(diǎn)為圍壓。由實(shí)驗(yàn)條件和實(shí)驗(yàn)結(jié)果可畫(huà)出摩爾圓，從而獲得包絡(luò)線。

2 實(shí)驗(yàn)描述

2.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備及試樣

實(shí)驗(yàn)采用朝陽(yáng)實(shí)驗(yàn)儀器有限公司的TAW-1000微機(jī)控制電液伺服水泥石三軸試驗(yàn)機(jī)系統(tǒng)，具備開(kāi)展孔壓實(shí)驗(yàn)的能力。實(shí)驗(yàn)樣品采用嘉華G 級(jí)水泥與0.2%高溫穩(wěn)定劑DRK-3S、0.3%分散劑DRS-1S 和44%水調(diào)配的水泥漿進(jìn)行制作。將攪拌均勻的水泥漿導(dǎo)入模具，模具高度為52 mm，直徑為25.4 mm。將模具密封壓蓋后放入常壓養(yǎng)護(hù)釜，在80 ℃下養(yǎng)護(hù)7 d[29]。7 d 后從養(yǎng)護(hù)釜中取出模具，放入涼水中冷卻，然后打開(kāi)模具取出水泥石，采用比重法對(duì)水泥石試樣進(jìn)行測(cè)量，得到初始濕重均值為47.80 g，干燥后均值為40.21 g，真空飽水濕重均值為47.59 g，干重濕重差值均值為7.38 g，水泥石密度為1.9 g/cm3。由干燥水泥石重量和真空飽水水泥石重量差可知水泥石中孔隙水重量為7.38 g，再由含水率公式（12）得到水泥石的含水率為18.35%，且證明直接養(yǎng)護(hù)得到的水泥石試樣飽水程度良好。

式中，φw為含水率；mw為水泥石中自由水質(zhì)量，g；ms為干水泥石質(zhì)量，g。

實(shí)驗(yàn)證明水泥石在水浴箱中養(yǎng)護(hù)飽水效果比真空飽水效果更好。

2.2 實(shí)驗(yàn)方案

實(shí)驗(yàn)測(cè)量裝置為應(yīng)變傳感器，可以測(cè)量得到水泥石的軸向和徑向應(yīng)變。圍壓和孔壓加載方式采用應(yīng)力控制，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)加載速度為50 N/min；軸向加載速率采用位移控制，加載速率為0.05 mm/min，軸向應(yīng)變測(cè)量裝置量程在4 mm，1～3 mm 范圍內(nèi)為測(cè)準(zhǔn)區(qū)域。所以，應(yīng)變測(cè)量裝置從1 mm 左右開(kāi)始測(cè)量。為避免超出測(cè)準(zhǔn)區(qū)域，在應(yīng)力應(yīng)變曲線沒(méi)有下降趨勢(shì)的情況下，選擇應(yīng)變3%作為臨界值。設(shè)置實(shí)驗(yàn)條件如表1 所示。

3 結(jié)果分析

3.1 應(yīng)力-應(yīng)變數(shù)據(jù)

為了對(duì)此配方的水泥石在不同圍壓條件下力學(xué)性能進(jìn)行描述，進(jìn)行了排水孔壓0.1 MPa 三軸破壞實(shí)驗(yàn)，數(shù)據(jù)如表2 所示。在排水條件下，為了能更明顯地闡述水泥石在不同圍壓下的力學(xué)表現(xiàn)，取各圍壓條件下與平均值最接近的水泥石試樣實(shí)驗(yàn)過(guò)程原始數(shù)據(jù)，獲得應(yīng)力應(yīng)變曲線如圖1 所示。

表1 試樣信息及實(shí)驗(yàn)條件

表2 完全排水不同圍壓條件三軸力學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果

圖1 完全排水條件下水泥石不同圍壓三軸強(qiáng)度破壞實(shí)驗(yàn)應(yīng)力應(yīng)變曲線

由圖1 可以看出，圍壓越高，水泥石的破壞強(qiáng)度越高。由表2 可知，圍壓為20 MPa 時(shí)，水泥石差應(yīng)力破壞強(qiáng)度均值達(dá)到66.5 MPa；圍壓為10 MPa 時(shí)，水泥石破壞強(qiáng)度均值為56.2 MPa；圍壓為5 MPa 時(shí)，水泥石破壞強(qiáng)度均值為52 MPa；圍壓為0.1 MPa，即單軸實(shí)驗(yàn)時(shí)，水泥石破壞強(qiáng)度均值為38.4 MPa。三軸試驗(yàn)機(jī)圍壓加載在水泥石3個(gè)正應(yīng)力方向，水泥石孔壓為常壓并保持不變，受圍壓作用水泥石整體體積變小，水泥石骨架在圍壓作用下更密實(shí)，孔隙變小，飽和水泥石中流體被擠壓，離開(kāi)水泥石內(nèi)部進(jìn)入三軸實(shí)驗(yàn)機(jī)孔隙水壓的水壓箱中，水泥石密度增加，強(qiáng)度增強(qiáng)。在摩爾-庫(kù)倫準(zhǔn)則中，圍壓越大，差應(yīng)力峰值強(qiáng)度越大，且構(gòu)成的摩爾圓半徑越大，實(shí)驗(yàn)結(jié)論與理論相符。

為了探究孔隙水壓對(duì)水泥石力學(xué)性能的影響，在圍壓10 MPa 的實(shí)驗(yàn)條件下，進(jìn)行不同孔隙水壓的三軸破壞實(shí)驗(yàn)，具體的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表3 所示。

表3 圍壓10 MPa 下不同孔隙水壓三軸力學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果

由表3 可知，圍壓為10 MPa 時(shí)，孔壓為8、5和0.1 MPa 的水泥石差應(yīng)力峰值均值分別為55.7、56.6 和63.2 MPa（計(jì)算時(shí)去掉與均值相差過(guò)大的離散數(shù)據(jù)）。根據(jù)水泥石差應(yīng)力峰值均值數(shù)據(jù)，水泥石的破壞強(qiáng)度受到孔隙水壓的影響，孔隙水壓越大，水泥石破壞強(qiáng)度越低。根據(jù)式（3）、（6）得到水泥石軸向破壞應(yīng)力值在孔壓為8、5 和0.1 MPa時(shí)分別為59.3、62.3 和66.1 MPa，說(shuō)明水泥石骨架的破壞強(qiáng)度隨著孔壓的增加而逐漸降低。由此認(rèn)為，將水泥石骨架理解為框架連接，圍壓從外部加載，使框架被壓緊，更不易破壞，但是孔隙水壓從框架之間加載，作用于框架的各個(gè)方向，使壓緊的框架變松散，從而使水泥石骨架的破壞強(qiáng)度降低，導(dǎo)致整體水泥石強(qiáng)度降低?；诙嗫捉橘|(zhì)理論的摩爾-庫(kù)倫準(zhǔn)則理論也能解釋這一現(xiàn)象：相同圍壓時(shí)，孔壓越大，破壞強(qiáng)度減小，由式（5）可知，最小主應(yīng)力的有效應(yīng)力值減小，導(dǎo)致摩爾圓整體左移且半徑減小，而對(duì)應(yīng)的包絡(luò)線斜率降低，意味著內(nèi)摩擦角的減小，材質(zhì)更加松散。

根據(jù)表3 可知，在不同孔壓條件下，水泥石的三軸強(qiáng)度破壞實(shí)驗(yàn)的應(yīng)力-應(yīng)變變化如圖2 所示。由圖2 可知，圍壓為10 MPa 排水三軸實(shí)驗(yàn)中，水泥石差應(yīng)力破壞強(qiáng)度與孔壓是具有一定關(guān)系的。隨著孔隙水壓的增加，孔隙內(nèi)部流體對(duì)水泥石骨架的作用力增加，水泥石骨架外擴(kuò)，孔隙體積逐漸變大。因?yàn)橥獠繃鷫合拗屏丝紫扼w積的增加，所以水泥石整體體積應(yīng)變小于加載圍壓時(shí)的體積應(yīng)變。

圖2 圍壓10 MPa 水泥石不同孔壓三軸強(qiáng)度破壞實(shí)驗(yàn)應(yīng)力應(yīng)變曲線

3.2 水泥石摩爾-庫(kù)倫準(zhǔn)則分析與應(yīng)用

為了驗(yàn)證基于多孔介質(zhì)力學(xué)的摩爾-庫(kù)倫準(zhǔn)則的實(shí)際意義，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)圍壓不同，孔隙水壓不同的四組排水三軸破壞實(shí)驗(yàn)，數(shù)據(jù)如表4 所示。

表4 排水條件下不同孔隙水壓三軸力學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果

由表4 數(shù)據(jù)畫(huà)出基于有效應(yīng)力的摩爾庫(kù)倫圓如圖3 所示。圖3 中顯示圍壓與孔壓的壓差越高，水泥石的破壞強(qiáng)度越高。由公式（6）和（7）可知，水泥石骨架的破壞強(qiáng)度是最大主應(yīng)力減去孔隙水壓。當(dāng)圍壓與孔壓的壓差相同時(shí)（即摩爾圓的左端起點(diǎn)一致），不同圍壓下的差應(yīng)力（摩爾圓大?。┮惨恢?，這證明實(shí)驗(yàn)規(guī)律符合基于多孔介質(zhì)力學(xué)的摩爾-庫(kù)倫準(zhǔn)則。

對(duì)養(yǎng)護(hù)7 d 的水泥石在不同圍壓和孔隙水壓條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，畫(huà)出摩爾庫(kù)倫圓，并對(duì)所有的摩爾圓進(jìn)行切線線性回歸得到摩爾-庫(kù)倫包絡(luò)線，如圖4 所示。

圖3 水泥石排水三軸強(qiáng)度破壞實(shí)驗(yàn)?zāi)枅A

圖4 油井水泥石排水條件下三軸強(qiáng)度破壞實(shí)驗(yàn)有效應(yīng)力摩爾庫(kù)倫準(zhǔn)則

基于有效應(yīng)力原理，將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)代入式（10）和式（11），計(jì)算出水泥石骨架的內(nèi)聚力為13.3 MPa，內(nèi)摩擦系數(shù)為0.5516。最后確定純油井水泥石作為多孔介質(zhì)的摩爾-庫(kù)倫破壞準(zhǔn)則為如下。

為了證明不排水試驗(yàn)與排水試驗(yàn)水泥石破壞準(zhǔn)則存在差異，進(jìn)行不同圍壓不排水三軸試驗(yàn)，得到數(shù)據(jù)如表5 所示。

表5 不排水三軸力學(xué)破壞強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)結(jié)果

表5 表明圍壓超過(guò)5 MPa 之后，圍壓越高，剪應(yīng)力峰值數(shù)據(jù)變化浮動(dòng)，沒(méi)有呈現(xiàn)出遞增的趨勢(shì)。摩爾圓半徑變化不大是這種現(xiàn)象的直觀表現(xiàn)，如圖5 所示。圖5 中的摩爾圓分布驗(yàn)證了線性摩爾-庫(kù)倫準(zhǔn)則不適合高圍壓不排水三軸試驗(yàn)，高圍壓時(shí)摩爾圓切線與低圍壓摩爾圓無(wú)法形成一條直線，且圍壓越高的摩爾庫(kù)倫圓，相互之間的切線越趨于平行x 軸，符合非線性摩爾庫(kù)倫包絡(luò)線。

圖5 水泥石不排水條件下三軸強(qiáng)度破壞實(shí)驗(yàn)?zāi)?庫(kù)倫圓

4 結(jié)論

1.排水實(shí)驗(yàn)條件下孔隙水壓是影響水泥石破壞強(qiáng)度的因素。圍壓相同時(shí)，隨著孔壓增大，水泥石骨架破壞強(qiáng)度逐漸降低。圍壓和孔壓壓差相同時(shí)，水泥石破壞強(qiáng)度不變。

2.不排水實(shí)驗(yàn)條件下孔隙水壓隨外壓變化而變化。數(shù)據(jù)顯示，高圍壓條件下的破壞行為不符合線性摩爾庫(kù)倫準(zhǔn)則，如果用線性摩爾庫(kù)倫準(zhǔn)則進(jìn)行預(yù)判，會(huì)高估封閉條件下水泥石的破壞強(qiáng)度。

3.與不排水實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)圖對(duì)比發(fā)現(xiàn)，排水實(shí)驗(yàn)水泥石即使在高圍壓條件下也能符合線性摩爾-庫(kù)倫準(zhǔn)則，摩爾圓半徑隨著右移逐漸增大，水泥石的破壞強(qiáng)度逐漸增加。

4.該次實(shí)驗(yàn)獲得常規(guī)G 級(jí)水泥石骨架內(nèi)聚力為13.3 MPa，內(nèi)摩擦系數(shù)為0.55；建立基于有效應(yīng)力的純油井水泥摩爾庫(kù)倫破壞準(zhǔn)則。