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固井二界面封固系统研究 1 2 顾 军 高德利 1.中国地质大学 武汉 油气井工程学科 2. 中国石油大学 北京 摘要 固井二界面问题是一个亟待解决的工程难题 它会直接影响勘探开发的效果和效益已是不争的 事实 本文首次提出了固井二界面封固系统的概念 分析了系统组分对固井二界面封固系统的作用或影响 完善了系统的状态变化模型和动态破坏模型 笔者认为 固井二界面问题的研究和解决必须要从系统的角 度出发 才能从根本上解决固井二界面的胶结问题 否则 这一难题还将会长期伴随固井界 目前油田固井质量的问题大致体现在四个方面 一是投产之后的层间窜问题 二是固井 后管外冒油气水问题 三是整个环空的 声变 问题 四是固井一界面的 声幅 问题 但 无论哪一个问题 抛开射孔 压裂等开采作业的影响 可以说产生这些固井质量问题的根源 都是固井二界面封固系统失效 也是为什么测井资料看起来密封良好的环空在完成完井数周 或数月后会检测到有气体出现的真正原因 1 但是 国内外解决固井二界面问题基本都未考虑死泥浆的影响 即只注重研究泥饼的影 响 往往强调提高顶替效率和冲刷泥饼 结果则是固井二界面胶结问题依然十分突出 因此 对固井二界面封固系统的构成和性质进行深入的探索和研究不仅十分迫切和必要 而且具有 重要的现实意义和重大的经济效益 固井二界面封固系统的概念 1 界面 界面就是两种不相容和不反应的物质相接触时的交界区域 简单地说就是两 相的接触面 它有气-液 气-固 液-固 固-固和液-液 两种不相容液体 可有反应也可无 反应 形式 实际上 任何材料都是以各种性质的界面相邻接的 2 固体与液体或气体之 间的接触面常称为固体的表面 图1 a 和 b 固体与固体之间的接触面称为界面 它既可以是材料中两个不同的固相的分界面 图 1 c 也可以是材料中两个相似但方 向不同的晶体的分界面 图1 d 液体 气体 表面 表面 固体 固体 a 固体与液体之间的表面 b 固体与气体之间的表面 固相B 晶体B 界面 固相A 晶体A c 固相与固相之间的分界面 d 晶体与晶体之间的分界面 图1 界面的概念 161 2 固井二界面封固系统 就油气井完井工程而言 通常把套管与水泥环之间的胶结面 称之为固井一界面 把水泥环与地层 或外层套管 之间的胶结面称之为固井二界面 固井 二界面封固系统 图2 是指由水泥浆 死泥浆 滤饼和地层壁面四部分构成的一个固化胶 结整体 它是对固井二界面这一概念更深层更内涵更实用的概括和阐释 3 5 死泥浆 套管 渗透层