油井水泥-泥饼-地层整体固化胶结的实验证据
固井二界面问题是长期困扰石油工程界且亟待解决的一个复杂性工程难题，它严重制约了石油天然气勘探开发的效果和效益已是不争的事实。研究表明，流体窜流的通道是固井二界面，即只要有泥饼存在，不管多薄，水泥环与地层壁面之间都会存在不同程度的剥离而形成微裂缝，导致固井二界面胶结强度下降，给被圈闭于地层的流体创造窜流路径，因此影响固井二界面封隔失效的主要因素是界面缺陷和强度，原因是固井二界面不能实现整体固化胶结。鉴于此，笔者提出了泥饼仿地成凝饼(MTA)科学构想，旨在实现油井水泥-泥饼-地层整体固化胶结，以切实提高固井二界面胶结质量，缓解或解决油气开采（尤其是压裂开采）过程中的薄隔层间窜流问题。本论文从力学性能、微观结构 (XRD、TG、ESEM)、流体溶蚀等方面对油井水泥-泥饼-地层整体固化胶结进行的实验研究表明：随着养护时间的延长，研究后的固井二界面胶结强度较研究前的提高了37.81％～1606.31％；泥饼与水泥浆发生了局部的同步水化硬化反应，且生成了少量的CSH(Ⅰ)凝胶和片沸石类凝胶，显示为固井二界面整体固化胶结；浸泡28d后，泥饼还原成了浑浊的稀钻井液，而凝饼与水泥硬化体已胶结为一体，且凝饼未被溶蚀，表现为杯内流体仍清澈。这相互印证了两个事实：一是泥饼仿地成了凝饼，二是固井二界面已整体固化胶结，即获得了基于泥饼仿地成凝饼的油井水泥-泥饼-地层整体固化胶结证据，为实现油井水泥-泥饼-地层整体固化胶结奠定了重要基础。
固井工程 界面缺陷 固化胶结 微观结构 流体溶蚀
顾军
中国地质大学 资源学院/油气勘探开发理论与技术湖北省重点实验室 湖北武汉 430074
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2009-07-01（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）