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固井质量对油井的寿命、原油采收率等具有重大影响。固井顶替效率高低是提高固井质量的关键,因而开展固井顶替效率的数学模型与应用研究具有工程实际意义。本文介绍了固井流体的流变与流动特性;给出了固井顶替排量和固井隔离液紊流最小注入量的数学模型;建立了定向井水泥浆和泥浆一维两相流动的固井顶替效率数学模型;并给出了上述数学模型的计算方法;以吉林油田长深D平7井为例,对其固井隔离液紊流最小顶替排量、隔离液紊流最小注入量及固井顶替效率进行了计算;并分析了固井顶替效率与泥浆、水泥浆的流变参数和流动参数的关系。上述研究成果可为提高吉林油田固井质量提供理论支撑。