国家标准计划《油井水泥弹性模量评价方法》由 TC184（全国水泥标准化技术委员会）归口 ，主管部门为中国建筑材料联合会。

主要起草单位 中国建筑材料科学研究总院有限公司 、中国石油天然气股份有限公司西南油气田分公司工程技术研究院 。

石油天然气行业是国民经济支柱产业之一。

2021年，习总书记视察胜利油田时指出，石油能源建设对我们国家意义重大，中国作为制造业大国，要发展实体经济，能源的饭碗必须端在自己手里。

随着我国能源战略的推进，石油天然气的安全长效开发和固井工程质量日益引发关注。

环空带压导致的固井水泥环力学损坏甚至封隔失效是复杂油气资源开发的世界性难题。

目前国内外的复杂高温深井均存在不同程度的环空带压，比如墨西哥湾外大陆架地区约43%的气井存在环空带压，我国塔里木和西南油气田等也存在环空带压问题。

水泥环在作业中发生的力学损坏和水泥浆性能质量是导致水泥环气窜的主要原因，为此，国内外先后研发了不同种类的韧性水泥浆体系以保证固井水泥环质量。

弹性模量作为衡量水泥石韧性的关键性指标，且每年有超过200万吨油井水泥在全国油气井固井工程使用，但是目前国内外尚无统一的油井水泥弹性模量评价方法，弹模量评价方法作为弹性力学评价方法的一种主要评价方式，已在其他行业广泛应用，且在油井水泥固井工程实践中取得了良好的试验效果，因此，如何形成统一的油井水泥弹性模量评价方法以实现固井过程中水泥浆性能的跟踪评价和保障水泥环力学完整性极其必要。

在国家重点研发计划《高耐蚀高韧性固井水泥基材料的研究与应用》和《深层页岩气固井水泥基材料开发与应用》等国家级项目和中石油重大科技项目的支持下，中国建筑材料科学研究总院有限公司联合中国石油天然气股份有限公司西南油气田分公司工程技术研究院等单位开展科研攻关，针对复杂油气固井水泥石弹性要求高的特点，利用交变载荷下不同循环周期水泥石三轴应力评价实验确定的弹性恢复量为关键指标，建立了固井水泥弹性模量评价方法，提出了水泥石的应变-时间特征，探明了固井水泥浆体系的韧性特征。

本项技术成果在2022年四川省石油学会组织的成果评价会上，以罗平亚院士为组长的专家组评价为国际领先水平。

在川渝等典型固井工程进行评价实验200余井次，有效降低了环空带压率，提升了固井质量，保障了复杂油气资源规模高效开发。

弹性模量评价方法在道路、桥梁等行业已广泛采用，且已实现标准化，其采用的仪器设备为成熟产品，广泛易得。

因此，油井水泥弹性模量评价方法作为完全自主知识产权的创新成果，经固井工程实践证明是先进的可行的。

随着我国能源战略的推进，石油天然气的安全长效开发和固井工程质量日益引发关注。

环空带压导致的固井水泥环力学损坏甚至封隔失效是复杂油气资源开发的世界性难题。

目前国内外的复杂高温深井均存在不同程度的环空带压，比如墨西哥湾外大陆架地区约43%的气井存在环空带压，我国塔里木和西南油气田等也存在环空带压问题。

水泥环在作业中发生的力学损坏和水泥浆性能质量是导致水泥环气窜的主要原因，为此，国内外先后研发了不同种类的韧性水泥浆体系以保证固井水泥环质量。

弹性模量作为衡量水泥石韧性的关键性指标，且每年有超过200万吨油井水泥在全国油气井固井工程使用，但是目前国内外尚无统一的油井水泥弹性模量评价方法，弹模量评价方法作为弹性力学评价方法的一种主要评价方式，已在其他行业广泛应用，且在油井水泥固井工程实践中取得了良好的试验效果，因此，如何形成统一的油井水泥弹性模量评价方法以实现固井过程中水泥浆性能的跟踪评价和保障水泥环力学完整性极其必要。

在国家重点研发计划《高耐蚀高韧性固井水泥基材料的研究与应用》和《深层页岩气固井水泥基材料开发与应用》等国家级项目和中石油重大科技项目的支持下，中国建筑材料科学研究总院有限公司联合中国石油天然气股份有限公司西南油气田分公司工程技术研究院等单位开展科研攻关，针对复杂油气固井水泥石弹性要求高的特点，利用交变载荷下不同循环周期水泥石三轴应力评价实验确定的弹性恢复量为关键指标，建立了固井水泥弹性模量评价方法，提出了水泥石的应变-时间特征，探明了固井水泥浆体系的韧性特征。

本项技术成果在2022年四川省石油学会组织的成果评价会上，以罗平亚院士为组长的专家组评价为国际领先水平。

在川渝等典型固井工程进行评价实验200余井次，有效降低了环空带压率，提升了固井质量，保障了复杂油气资源规模高效开发。

弹性模量评价方法在道路、桥梁等行业已广泛采用，且已实现标准化，其采用的仪器设备为成熟产品，广泛易得。

因此，油井水泥弹性模量评价方法作为完全自主知识产权的创新成果，经固井工程实践证明是先进的可行的。

因此，尽快实现油井水泥弹性模量评价方法的标准化，以规范指导固井设计，提升固井质量，为进一步在全国油气开发中大规模推广应用，全面落实习近平总书记关于大力提升勘探开发力度的重要指示批示精神和全力服务保障国家能源安全提高技术支持，具有重要战略意义。

本文件规定了油井水泥弹性模量评价方法。 主要技术内容包括确定水泥石的加载速率和卸载速率，确定水泥石的最高加载载荷，确定水泥石实验的温度与压力；确定水泥石的应力应变曲线，以不同循环周期水泥石的应变恢复程度描述水泥石的力学性能，以不同循环周出现的水泥石的破环程度描述水泥石的长期力学性能。