吉木萨尔页岩油井水泥环性能评价

摘要

水力压裂技术是提高页岩油井产能的重要手段，压裂过程中固井水泥石力学行为对油气井安全和高效生产有重要影响。基于吉木萨尔地区固井水泥浆体系配方，设计了水泥试样养护模具及水泥胶结强度测试方案，养护了水泥石标准圆柱试样及水泥石胶结试样，开展了模拟井底条件下单/三轴压缩实验、循环加载实验以及胶结强度实验，探究了固井水泥石本体、胶结面损伤及破坏规律。研究结果表明：单轴压缩条件下，水泥石具有显著的弹脆特性，破坏时水泥本体形成宏观裂隙，水泥弹性模量均值为3.054 GPa，泊松比均值为0.127；三轴条件下水泥石强度及塑性特征得到增强；循环加载过程中，水泥石塑性变形存在双线性累积现象，塑性变形量与载荷峰值呈正相关，载荷峰值由22.7 MPa增至53.2 MPa时，循环20次后的塑性应变由0.24%增至2.46%；水泥胶结面为天然力学弱层，水泥石胶结强度小于1 MPa，远低于水泥石本体强度，是井筒密封失效的风险点位。

关键词

水泥石 / 固井 / 力学行为 / 胶结强度 / 失效形式 / 吉木萨尔地区 / 页岩油

基金资助

国家自然科学基金青年基金项目“页岩气井多级压裂诱发断层滑移量化计算模型与套管变形控制方法研究”（52204018）;; 克拉玛依市科技计划项目创新环境建设计划（创新人才）“基于微地震信号监测的页岩气井套管变形机理研究”（20212022hjcxrc9）