陈 雷， 杨红歧， 肖京男， 周仕明， 初永涛， 魏 钊

(1.中国石化石油工程技术研究院，北京 100101；2.中石化华北石油工程有限公司井下作业分公司，河南郑州 450042)

杭锦旗区块位于鄂尔多斯盆地伊盟北部隆起，天然气探明储量500×108m3。该区块断层局部发育，漏失与垮塌风险高，钻遇破碎带易发生井漏，且多为裂缝性漏失。2016—2017年92口井的固井质量统计结果发现，仅6口井实现了一次性固井水泥返出，水泥失返率高达93.4%。低密度水泥浆受减轻剂成本限制，一般密度为1.30～1.50 kg/L，不能满足杭锦旗区块固井防漏要求[1-2]。泡沫水泥浆是在水泥浆中混入一定比例的气泡形成泡沫，以降低水泥浆的密度[3]，发泡工艺主要有化学发泡和机械充气发泡2种方式[4]。化学发泡工艺较为简单，但发泡量小，水泥浆密度降低幅度有限，且无法实时控制密度；机械充气泡沫工艺发泡量大，水泥浆密度降低幅度大，尤其适用于长封固段、超低密度水泥浆固井[5-8]。国外Halliburton、BJ等公司已经形成了完善配套的泡沫水泥浆体系和机械设备，泡沫水泥浆密度可实时控制，能够满足低压易漏地层固井需求。但机械充气泡沫水泥浆固井技术的研发门槛较高，国内除新疆火烧山油田引进Halliburton公司的液氮混合设备进行了机械发泡现场试验外，目前的研究和应用主要集中在化学发泡泡沫水泥浆技术[9-12]。

笔者针对杭锦旗区块的地层特点和固井技术要求，开展了漂珠-氮气水泥浆研究，设计出了密度为1.15～1.20 kg/L的漂珠-氮气超低密度泡沫水泥浆，并自主研发了机械充氮泡沫设备，现场配套节流加回压装置，形成了低成本超低密度泡沫水泥浆控压防漏固井工艺，在杭锦旗区块5口井进行了现场应用，并获得较好的应用效果。……