良好的层间封隔是实现水平井分段压裂效果的前提,固井二界面是整个封固系统最薄弱的环节,分段压裂施工参数设计不合理,压裂时很容易先在二界面处形成窜流通道。目前,关于压裂过程中水平井二界面的破坏问题研究还很少,为此有必要对水平井二界面的失效机理以及破坏力学问题进行研究。首先,本文提出了水平井压裂过程中二界面的窜流失效机理,认为在压裂液作用下二界面失效过程是:由于水泥环和地层的性质差异,射孔孔眼处的界面先产生剪切滑移形成脱粘破坏,而后在脱粘长度基础上的裂缝沿二界面继续扩展,同时,二界面的失效长度包括界面脱粘长度和裂缝沿界面扩展长度两部分。根据界面滑移理论,以固井二界面上虚泥饼的存在为前提,考虑了地层与水泥环的压缩膨胀变形问题,建立了非均匀地应力条件下二界面脱粘力学模型,分别得到二界面脱粘区以及粘结弹性区内水泥环和地层的应力分布公式以及二界面剪应力公式,结合界面胶结强度以及边界条件,求解了二界面脱粘压力及脱粘长度的计算公式。应用断裂力学理论,通过对压裂过程中二界面脱粘裂缝区的摩阻分析,建立非均匀地应力下水平井二界面脱粘区裂缝扩展力学模型,最终求解了不同压裂施工条件下二界面的失效长度。根据计算的二界面失效长度,可以得到水平井二界面封隔失效的判定条件,最后,选取扶余地区一水平井井段进行实例计算,分析其二界面的压裂完整性,得出不同压裂液压力下的封隔器封隔间距。本文研究成果不仅可以用以评价水平井固井二界面的封隔失效问题,还可用于指导水平井压裂施工参数的设计。