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第26卷第1期 钻 井液与 完 井液 V01．26No．1 2009年1月 DRILl。INGFLUIDCOMPI。ETIONFLUID Jan．2009 文章编号：l001—5620(2009)01—0035—03 不同养护条件对胶结界面抗气窜强度的影响规律 杨振杰1 齐斌1 别尔哈森1 陈道元2 石凤岐2 (1．西安石油大学石油工程学院，西安；2．中原石油勘探局固井工程处，河南清丰) 摘要 设计了水浴、空气和先空气后水浴等3种养护条件，利用白行研制的胶结界面抗气窜强度实验仪，研究 了不同养护条件对固井胶结界面抗气窜强度的影响规律。试验结果表明：对于相同的水泥浆体系，在含水保水的 养护条件下，胶结界面的抗气窜强度较高，耐久性好；而在无水或缺水的养护条件下胶结界面的抗气窜强度很低， 即使延长养护时间，界面强度仍然不会提高；胶乳防气窜水泥浆只有在含水的环境中养护才能发挥作用，而在缺水 的条件下其抗气窜强度还不如油井水泥净浆；缺水状态会破坏天然气井固井水泥环的界面胶结强度并引起抗气窜 强度的降低，是天然气井投产后发生气窜的一个重要原因之一。该结果对研究新的天然气井防气窜理论和方法有 重要的启示和指导意义。 关键词 天然气井；固井质量；气窜；胶结界面；养护环境 中图分类号：TE256．7 文献标识码：A 0 引言 关，也就是说与水泥环的养护条件密切相关。 通过分析天然气田的具体井况可以看出，天然 天然气井投产后，必然要经历各种试井、测试和 气井水泥环所处的养护环境与其他油气井有所区 投产作业，使套管和水泥环受到温度、压力等各种因 别，即气层段的水泥环本身有时就是一个缺水环境， 素大幅度变化的影响，水泥环的封隔性能不可避免地 而在尾管以上的套管回接段的水泥环更是一个无水 会受到破坏，即在胶结界面产生微间隙和微裂缝，从 环境。养护环境的不同，应该对界面胶结强度特别 而形成井下地层流体(特别是天然气)的窜流通道，导 是抗气窜强度有重要的影响。这种影响究竟有多 致层间封隔失效Ll弗]。由于气窜引起的天然气井井口 大，影响程度如何，是否应该加以重视，以及对抗气 annular 气体滞留和井口压力升高(sustainedpres-窜技术的发展有什么关联，目前还没有文献报道，相 sure)是世界上许多油气田面临的严重问题，使很多关研究工作基本上没有。为了深入认识气井井口窜 气井存在安全和环境的隐患[7]。如四川许多气田，气 气的原因，初步研究了不同养护条件对固井水泥环 井固井质量总体合格，但许多气井井口环李都有不同 抗气窜强度的影响规律，以找到更好的防止天然气 程度的气窜现象。这些井气层井段均采用优质防气 深井井口窜气的工艺技术。 窜水泥浆封隔，对尾管上部进行了套管回接，水泥浆 1 实验仪器与方法 返到地面，回接套管与技术套管的环空全部被封固， 但气体仍然会窜剑地面。 因为重点研究不同养护条件对回接套管与技术 为解决天然气井的气窜问题，研究和运用了大 套管封固井段抗气窜性能的影响规律，因此只涉及 量防气窜水泥浆体系和专用技术[2’5’8]，并投入了大到对固井一界面抗气窜强度的研究。实验通过固井 量人力及物力，但仍然不能有效地解决该技术难题。 液与钻井液浸泡钢管的界面来模拟固井一界面。实 那么在已经认识的气窜原因之外，还有没有其他的 验仪器采用XAN—RC抗气窜强度模拟实验装置(西 影响因素呢?在研究中发现，水泥环的界面胶结强 安石油大学研制)，实验压力为50MPa。样品的制 度特别是抗气窜强度与水泥环所处的环境密切相 作方法和实验方法见参考文献E93。 第一作者简介：杨振