钻井液在井壁形成的滤饼不能与水泥环整体固化以及钻井液和与其化学成分不同的固井液接触后会影响各自性能,这就导致了固井二界面胶结质量差,形成油、气、水窜,从而发生层间窜流,影响油气的后期开采。塔里木油田气井由于存在疏松滤饼,使得固井液不能与井壁良好胶结,而且在井下复杂环境下,滤饼中的水分被水泥石吸收粉化,从而发生龟裂,为层间窜流提供了通道,严重影响固井质量。为提高二界面胶结强度根据上述原因研制出一套钻固一体化工作液体系。通过在原始钻井液中加入具有潜在活性的固化剂和外加剂配制的可固化钻井液在保证钻井施工正常进行的同时还可在井壁上形成含有固化剂的滤饼。完成钻井作业后,向可固化钻井液中继续补充固化剂、激活剂和其他外加剂配制可固化固井液。固井作业中,可固化固井液中的激活剂通过激发滤饼中固化剂的潜在活性实现滤饼固化,最终使滤饼与同样含有固化剂的可固化固井液整体固化。通过定性和定量的研究方法确定了可固化钻井液与可固化固井液中固化剂和外加剂的种类和加量并考察了浆体性能。结合分析各潜活性材料的主要化学成分和活性激发机理选择高炉水淬矿渣作为固化剂,同时通过室内研究发现,可固化钻井液粘度、滤失量和滤饼厚度随矿渣加量的增大而增大,当复配矿渣(复配比例为成都S75:成都S95=7:3)加量为20%时,可固化钻井液综合性能较好,并可满足长期老化要求。由于可固化钻井液滤饼能与可固化固井液固化体实现整体固化,所以选择可固化固井液作为固井液。可固化固井液中复配矿渣(复配比例为成都S75:成都S95=7:3)加量为70%时其综合性能较好;激活剂复配比例为CJ:SJ:PHJ=7:2:1配制的固井液和固化体性能较好。由于可固化固井液是由可固化钻井液直接转化而来,所以二者相容性好。可固化固井液中的激活剂可以固化可固化钻井液滤饼,并产生一定的二界面胶结强度。根据XRD分析结果可知滤饼与可固化固井液固化体能实现整体固化胶结的原因是两者水化产物一致,且水化反应进行同步,均生成C-S-H凝胶和CaCO3;滤饼与可固化固井液固化体间可相互渗透生成致密结构,从而达到良好的胶结效果。研究表明,钻固一体化工作液的使用可以整体固结井壁滤饼和固化体,有望解决固井二界面胶结质量问题。同时可固化固井液固化体的体积收缩率小于低密度水泥石,这也有利于改善由于水泥石体积收缩形成微环隙而导致的二界面胶结质量差问题。