现代石油工业已经具有150多年的历史，人类对石油的勘探开发正处于一个相对的瓶颈之中。而随着世界现代化进程的发展，现在全球对能源的要求越来越多，对石油的需求量也逐渐增多。我国石油资源相对不足，2003年我国人均石油可采储量只有2.47吨，仅为世界水平的9.7％。因此，进一步发展油气勘探开发技术，保证油田建井质量，提高油田油气开采率对我国具有十分重要的意义。　　 固井二界面问题是长期困扰石油工程界且亟待解决的一个复杂性工程难题，它严重制约了石油天然气勘探开发的效果和效益已是不争的事实。为了提高油气井固井质量，人们做了大量的研究，但收效甚微。为此，找到油井水泥浆与多功能钻井液泥饼不能实现整体固化胶结的原因，为实现固井液与钻井液泥饼在固井二界面处的整体固化胶结提供理论指导，提高油气井固井质量，对我国现代化建设具有重要意义。　　 本论文以油井水泥-多功能钻井液泥饼-地层界面物理化学作用规律为研究重点，设计了大量相关实验，分别研究了高炉水淬矿渣以及钻井液组分对油井水泥-多功能钻井液泥饼-地层界面胶结强度的影响规律。结合XRD测试、TG测试、离子浓度测试、粒度测试等现代化测试技术手段对油井水泥-多功能钻井液泥饼-地层界面的物理化学作用机理进行了研究。探讨了油井水泥浆与MTC固井液之间差异性，初步总结了油井水泥-多功能钻井液泥饼-地层界面物质扩散的阻碍机理，对进行提高油气井固井质量研究具有一定的指导意义。本论文具体取得的结论如下：　　 1.研究了高炉水淬矿渣对多功能钻井液性能的影响规律。通过实验测试发现，随高炉水淬矿渣的掺加量增加，多功能钻井液的密度、PH值以及固相含量增大，多功能钻井液的流变性基本变化不大，其滤失量降低。　　 2.研究了高炉水淬矿渣对油井水泥.多功能钻井液体系固井二界面胶结强度的影响规律，并结合现代测试技术对其原因进行了简要的分析。研究发现，油井水泥-多功能钻井液体系的固井二界面胶结强度会随高炉水淬矿渣掺加量的增加而增大。但结合微观测试发现，固井二界面胶结强度随高炉水淬矿渣掺加量增加而增大的主要原因并不是在界面处生成了有益于胶结强度提高的新物质，而是因为掺加高炉水淬矿渣后，矿渣能够改善多功能钻井液固相颗粒级配，使形成的泥饼更加致密，固井二界面胶结强度随之提高。　　 3.研究了不同钻井液基浆配制的多功能钻井液对固井二界面胶结强度的影响规律。通过实验测试发现，采用配制成多功能钻井液后固井二界面胶结强度均比直接采用钻井液原浆时有所提高，但提高的程度明显不同，固井二界面胶结强度提高百分比大小依次为：　　 实验室自制钻井液>南阳油田现场钻井液>吐哈油田现场钻井液　　 结合XRD、离子浓度测试等测试手段可以发现，钻井液成分越复杂，对油井水泥-多功能钻井液泥饼-地层界面水化离子的扩散阻碍作用越大，用其配制的多功能钻井液对应的固井二界面胶结强度提高百分比越小。　　 4.对油井水泥浆和MTC固井浆进行离子浓度测试可以发现，油井水泥浆中Ca2+、Mg2+等金属阳离子远远大于这些离子在MTC固井浆中的浓度，而MTC固井浆中的Na+离子浓度要大于其在油井水泥中的离子浓度。　　 5.通过大量的实验研究与分析，认为油井水泥浆-多功能钻井液泥饼-地层界面离子扩散阻碍机理主要包括三个方面：1)油井水泥水化后会产生大量的Ca2+离子，这些Ca2+离子会在浓度差作用下向泥饼方向发生扩散，并同钻井液的阴性离子发生反应，在泥饼内孔隙和界面处发生沉淀，形成阻塞层。油井水泥浆中的Ca2+离子和OH-离子会继续在这一阻塞层表面析出结晶，，进一步阻碍了油井水泥浆中水化离子向多功能钻井液泥饼方向的扩散。2)钻井液一些有机处理剂能够吸附在钻井液固相颗粒表面，同时某些有机处理剂还能与钻井液中的Ca2+、Mg2+等金属离子发生反应，在泥饼孔隙处形成絮凝团，阻碍界面处离子的扩散运移。3)钻井液中的原油类物质能够在固井二界面处相互吸引、聚结，在固井二界面处形成一层原油膜，进而阻碍界面处离子的扩散运移。