摘要：固井水泥环是储层间密封的重要保障,对井筒安全起重要作用.聚能射孔过程会引起水泥环初始破裂,在后期水力压裂增产过程存在裂缝延伸、层间窜流的危险.本文基于高温高压射孔实验平台,模拟井底真实环境,开展了聚能射孔过程水泥环破裂形态实验研究,通过CT扫描射孔后水泥环,获得了不同参数(水泥环配方、射孔弹型号)工况下射孔周围水泥环的裂缝形态,实验结果为水泥环安全评价、水泥环制备、射孔弹型号选择等提供了理论依据.石油开采是通过勘探、钻井、固并、射孔、采油等工程来完成的.固/完井之后,采用聚能射孔方式在预定层位将套管和水泥环穿透,形成井筒与储层的流通通道,并通过一系列措施将气液混合物采出.水泥环是一种带有先天缺陷的脆性材料,在油气井开采作业中,水泥环将受到射孔弹高能聚流的作用,在瞬间会承受6000-8000MPa的冲击压力,其应力波在水泥环局部形成拉伸的高应力区,当水泥环的径向拉应力超过其极限时,水泥环会破裂形成宏观裂纹,射孔弹爆炸时产生的冲击波还使得射孔段上下一定范围内的水泥环产生裂缝或破裂,且在井下高温高压条件下,油田开发过程中的各种增产措施可能使这些裂纹进一步扩大,甚至导致水泥环的封隔作用彻底失效,造成地下油、气、水层之间的窜流,严重影响着油气井的安全生产,因此研究聚能射孔过程固井水泥环破裂形态,评价射孔过程水泥环安全,提出保证水泥环安全的措施,具有重要的意义.
