鹽巖蠕變對(duì)水泥環(huán)氣密封完整性影響規(guī)律研究

謝關(guān)寶，滕春鳴，柳華杰

（1.頁(yè)巖油氣富集機(jī)理與有效開發(fā)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 102206；2.中國(guó)石化石油工程技術(shù)研究院，北京 102206；3.中國(guó)石油大學(xué)（華東）石油工程學(xué)院，山東青島 266580）

鹽巖主要由鉀、鈉、鈣、鎂的鹵化物及硫酸鹽礦物組成，具有較好的可溶性和可塑性，鉆井過程中易發(fā)生塑性變形或蠕動(dòng)流動(dòng)，導(dǎo)致井眼不規(guī)則，使套管變形或擠毀；尤其是儲(chǔ)氣庫(kù)等對(duì)井筒密封性的要求比較高，鹽巖層段存在井漏、固井質(zhì)量難以保證等工程技術(shù)難題，對(duì)井筒完整封閉性構(gòu)成潛在風(fēng)險(xiǎn)[1-5]。針對(duì)鹽巖蠕變，Ge Weifeng 等人[6]基于數(shù)值模擬方法，研究了鹽層蠕變對(duì)水平井套管外壓的影響；B.Mota 等人[7]分析了堿和硫酸鈣對(duì)硅酸三鈣水化和微觀結(jié)構(gòu)發(fā)展的影響；B.Schug 等人[8-9]研究認(rèn)為，石膏蠕變的速度與石膏在孔隙流體中的溶解度有很大的關(guān)系；R.Gholami 等人[10-13]研究認(rèn)為，鹽巖蠕變是巖層顆粒直徑、礦物、含水率、深度和應(yīng)變率的函數(shù)，并提出了一種基于損傷力學(xué)的方法，可以確定不同蠕變階段的應(yīng)變率；Wang Tongtao 等人[14-18]研究認(rèn)為，儲(chǔ)氣鹽穴頂板失效的主要原因是不能及時(shí)傳遞鹽穴頂部蓋層上的載荷，導(dǎo)致應(yīng)力集中，進(jìn)而誘發(fā)局部損壞。目前，有關(guān)鹽巖蠕變對(duì)井筒氣密性評(píng)價(jià)及分析的研究較少，也缺少相關(guān)理論依據(jù)與實(shí)踐[19-20]。為此，筆者采用巖石物理試驗(yàn)和數(shù)值模擬相結(jié)合的方法，分析了鹽巖地層固井對(duì)一界面、二界面氣密性的影響，并進(jìn)行了實(shí)例分析，以期為研究鹽巖蠕變對(duì)井筒氣密性的影響提供理論依據(jù)。……