文章首先界定了隔层界面抗剪切强度这一概念,认为隔层界面抗剪切强度实际上反映为隔层界面泥饼剪切胶结强度。随后研究了泥饼的成分、结构,得出泥饼在本质上属于粘性土这一结论。在此基础上,考察了初始泥饼的三相比例指标,认为初始泥饼是饱和土(泥)。结合泥饼形成过程和泥饼特征,在泥饼层状模型和网架结构模型的基础上,建立了一种更具体、更形象的初始泥饼模型—海绵泥饼模型。根据该模型的假设,结合土的三相比例指标,考察了泥饼的可压缩性等参数。根据库仑定律中土的抗剪切强度的影响因素,类比考察了隔层界面抗剪切强度的影响因素,并将各因素对隔层界面抗剪切强度的影响最终归结为对破坏面正应力的影响、对泥饼内摩擦角的影响以及对泥饼粘聚力的影响。在诸多影响因素中,钻井液、泥饼厚度、界面缺失、地层应力等几个因素影响比较显著。在明确了隔层界面抗剪切强度的意义并建立了泥饼模型之后,为研究隔层界面泥饼的抗剪切强度,对泥饼的形态和隔层界面受力状态进行了分阶段分析。结果认为,泥饼在井下从塑性状态逐渐转化为半固态、固态,并最终处于三轴应力状态,但主要受径向应力和周向压力。文章通过土的重塑和直剪实验,分别测量了膨润土-铁矿粉重塑土、膨润土岩屑重塑土的抗剪切强度及其指标,用以类比研究—定含水率和压实条件下,泥饼中三大类固相物质(即粘土矿物、加重材料和钻屑)对泥饼抗剪切强度及抗剪指标的影响规律。结果表明,在一定含水量条件和压实条件下,随着泥饼中铁矿粉含量的增大,泥饼的内摩擦角和粘聚力均线性减小；当泥饼中钻屑质量分数低于10%时,泥饼的内摩擦角和粘聚力均线性减小；而当泥饼中岩屑质量分数高于10%时,泥饼的内摩擦角、粘聚力变化不大。泥饼中膨润土含量的增加有利于提高泥饼粘聚力。根据厚壁圆筒理论,利用拉梅公式推算了隔层界面处的径向位移量。结果显示隔层界面处的径向位移大小在10-1mm级甚至更小,与泥饼的可压缩量处于同一数量级。因此,若泥饼过厚,就有不被充分压实的可能,进而影响泥饼本身的力学性质,这是泥饼厚度影响隔层界面抗剪切强度的本质。通过比较隔层界面径向位移与泥饼径向可压缩量,即可判断泥饼是否被充分压实。若隔层界面径向位移大于泥饼的径向可压缩量,则泥饼可被充分压实。对于同一种钻井液形成的泥饼,在其可被充分压实的厚度范围内,泥饼的厚度对隔层界面抗剪切强度并无影响,且抗剪切强度的值相对较大；相反,若隔层界面径向位移小于泥饼的径向可压缩量,则泥饼不能被充分压实,隔层界面抗剪切强度的影响还需考虑被压实的程度和界面应力。此外,还基于组合体弹性分析研究了隔层界面系统各部分的力学参数对隔层界面径向位移和界面应力的影响,结果表明,使用刚度较小的套管和水泥能有效增大隔层界面处的径向位移；使用刚度较大的水泥能有效增大隔层界面径向应力。考察了界面缺失对隔层界面抗剪切强度的影响。界面缺失的原因很多,可能是泥饼本身因干裂而产生微裂隙,也可能是水泥从井壁脱落和地层在应力条件下变形而造成缺陷等。但不管缺陷的原因如何,其结果都会导致在水泥环和隔层壁面之间产生间隙而不能直接胶结,并使得地层应力或者套管内液柱压力无法有效传递,在库伦公式中相当于降低了正应力。基于以上理论,将界面缺失等效为泥饼环的缺失,并结合隔层界面应力状况建立了界面缺失对隔层界面抗剪切强度的影响模型,结果认为界面缺失量与隔层界面抗剪切强度呈反比,并通过模拟实验验证了该结论。分析了压裂压力及隔层厚度对隔层界面窜流的影响。认为在水力压裂作业过程中,隔层的破坏是一种拉张破坏。当压裂液在井底产生的高压能克服隔层界面所受正应力和泥饼本身的粘聚力,则隔层界面会产生拉张破坏,产生裂缝。当裂缝的延伸长度大于隔层厚度,则隔层界面会被窜通,形成窜流；若裂缝延伸长度小于隔层厚度,则并不会直接产生窜流,但压裂在隔层界面产生的裂缝会增大界面缺失量,从而降低隔层界面抗剪切强度,对隔层界面系统的封固不利。压裂压力所造成的界面缺失程度与裂缝宽度、延伸长度有关。基于以上结果,文章最终建立了隔层界面抗剪切强度的预测方法和预测模型。最后基于该模型,利用Visual Basic编制了相应的程序,实现隔层界面抗剪切强度预测的信息化。