气井水泥环长期密封失效机理及预防措施

摘要

高压气井环空带压现象普遍,迫切需要开展高压气井水泥环密封失效机理及预防措施研究.基于水泥石性能演化规律及气井温压场变化特点,开展了高温高压条件下水泥环密封失效试验,分析了不同龄期水泥水化产物、孔隙结构、力学性能及胀缩特性的演化机制,研究了周期载荷下温度压力对水泥环密封能力的影响规律.结果表明:水泥石干缩及周期性温压变化是导致长龄期水泥环密封失效的主要原因;通过改善水泥石收缩特性、控制水泥石渗透率、增强水泥石力学性能,可有效降低环空带压现象,提高水泥石长期密封能力.研究成果可望为高压气井水泥石性能优化及固井技术完善提供参考与指导.