南海天然气水合物地层固井二界面胶结特性模拟

针对南海天然气水合物泥质粉砂地层松软且固结弱,固井胶结规律及界面损伤过程仍不清楚的问题,首先,制备南海天然气水合物模拟地层;其次,探讨水泥浆、地层类型和养护时间等对固井二界面胶结强度的影响规律;最后,利用内聚力模型模拟固井二界面黏性接触,并考虑水泥水化过程,建立固井二界面损伤分析模型,探究水合物固井二界面损伤规律.研究结果表明:水合物固井受泥质粉砂地层和低温影响,固井二界面胶结强度低且发展慢,水泥石与泥质粉砂地层难以形成有效胶结,固井封隔失效风险大,特别在低温、低密度水泥浆下更明显;固井候凝时间对固井封隔性能及井筒安全性的影响较大,水泥石需养护3d以上,其强度、二界面胶结强度才会显著增加,固井封隔能力逐渐变好.为此,水合物固井在保证水泥浆低水化热前提下,水泥石还需要低温强度发展快而且强度高,保证固井界面封隔能力与水合物安全高效开采.