摘要：热采井固井水泥浆要在低温下实现迅速凝结,防止环空窜流,形成封闭完整性的水泥环,同时要具有抗高温强度衰减性能。为了研究热采抗高温水泥石的力学完整性,以水泥环完全固结之后的套管-水泥环-地层系统为研究对象,建立了组合体力学分析模型,推导了考虑温度效应的总应力分布解析解,提出了水泥环失效的判别准则,对热采井水泥环进行了评价试验,分析了地应力非均匀系数、水泥环弹性模量及热膨胀系数对组合体周向应力的影响。分析结果表明:以硅粉、低密惰性材料P69等构建的水泥石体系C可有效防止水泥石高温下的强度过度下降;组合体周向应力在径向上呈现“Z”形跳跃特性,第1界面处周向应力随地应力非均匀程度和水泥环弹性模量的升高、水泥环热膨胀系数的减小而降低,产生拉伸破坏的风险增大。所得结论可为稠油热采井的固井工艺设计提供指导。

关键词：热采井 固井 水泥石 温度效应 周向应力 

单位：中海石油(中国)有限公司天津分公司; 海洋石油高效开发国家重点实验室