1925年,研究发现将在抗拉强度测试中开裂的混凝土试件在户外放置8年,裂纹竟然愈合且强度比先前提高了两倍。后来挪威学者的研究也表明,将在冻融循环损伤后的混凝土放置在水中2~3个月,混凝土的抗压强度有4%~5%的恢复。学者自此开始研究自修复混凝土。自修复水泥浆体系是在水泥中加入与油接触会发生膨胀的膨胀添加剂。现场应用取得了较好效果。
水泥石自愈合技术最早诞生于建筑行业,其自愈合机理主要包括两方面:①结晶沉淀和渗透结晶。②在水泥石中预埋装有修补材料的空心玻璃纤维或者胶囊。修补材料在水泥石裂缝中的固化机理包括空气固化、热聚合等。由于固井水泥工作环境、混配及泵注流程的特殊性,建筑行业的水泥石裂缝自修复技术很难直接推广应用到固井行业。固井行业的自愈水泥体系包括水泥、水和至少一种与地层水或产层水接触后会发生膨胀的添加剂。当水泥环发生结构破坏时,水渗透进入水泥石,添加剂会吸水膨胀,修复固井水泥环的损伤。
自愈合水泥是解决固井水泥环封隔失效的有效措施,可以大幅度降低修井成本,保障固井质量,同时也是固井水泥浆向智能化发展的标志。