环氧树脂作为新材料逐渐进入到油气井固井工程中,由于有机高分子材料价格昂贵。所以为解决价格成本问题,将油井水泥浆等无机材料与环氧树脂掺混的方式逐渐成为研究趋势。但是,作为无机材料的油井水泥浆与环氧树脂掺混时,会发生粘度高、稠化时间无法调节等一系列缺陷,使得树脂水泥浆无法满足现场施工要求。因此,开展常规树脂水泥浆体系的综合评价并改性,对树脂水泥浆体系在固井工程中的广泛应用具有重要意义。根据文献调研,首先从两种广泛使用的水性环氧树脂中,筛选出一种于适用于油井水泥浆的水性环氧树脂。然后针对常规树脂水泥浆进行综合性能评价,通过实验发现常规树脂水泥浆体系中,不同占比的环氧树脂对油井水泥浆的流动度、密度、稠化时间、力学性能影响较大。其中60%占比的树脂水泥,其28d的抗压强度可以达到51MPa,相较于油井水泥分别提高了 47%,弹性模量低至1.8GPa,相较于油井水泥石降低了76.5%,形成了“高强、低弹”的树脂水泥石。针对常规树脂水泥石流动度差、密度、稠化时间不可调节、某些配比下无法形成强度的缺点。本文通过优选固化剂、稀释剂、填充材料及配比关系,形成一套密度范围在1.35-2.2g/cm3可调,稠化时间90℃下在30-175min可调,48h抗压强度大于30MPa,并且树脂水泥浆在不同温度下测试失水量均小于50mL,沉降稳定性良好,流动度超过18cm的树脂水泥浆体系。由于环氧树脂的大量加入,固化后树脂水泥石表现出了弹-塑性,利用传统水泥石的力学评价方法难以对树脂水泥石进行全面的评价。并且环氧树脂具有玻璃化转变温度的特性,在高温条件下树脂将受热变形,影响树脂水泥石的力学性能。因此,本文通过模拟井下温度的情况从抗压承载能力、弹性承载能力、胶结强度等三个方面建立了全新的弹-塑性力学评价体系对树脂水泥石进行力学评价。实验结果发现,将树脂水泥石在高温下进行力学测试时,其抗压强度衰减幅度超30%。通过X衍射分析、核磁共振及扫描电镜等微观分析手段,发现树脂的掺入并没有生成新的产物。通过核磁共振实验发现树脂的掺入将油井水泥石的孔隙度由10.9%降低至4.2%,降幅高达61%。通过环境扫描电镜实验发现,树脂主要是依靠其固化后形成的三维网状结构,将水泥水化产物包裹其中形成具有一定强度、能够约束微裂缝产生和发展、吸收应变能的结构变形中心。本次研究在显著改善油井水泥石力学性能的同时,推进了树脂水泥浆体系研发的进展。