VELAYATI Arian，ROOSTAEI Morteza，RASOOLIMANESH Rasool，SOLEYMANI Mohammad，FATTAHPOUR Vahidoddin

（1.University of Alberta,Edmonton T6G 2R3,Canada; 2.RGL Reservoir Management Inc.,Leduc T9E 0B7,Canada;3.Supervisor of Design and Exploitation Unit at Ehyasepahan Iron Mines (EIM),Tehran 8175977955,Iran;4.Drilling Technologies Director,RIPI,Tehran 1485733111,Iran）

0 引言

泡沫水泥是由基浆、发泡剂、稳定剂和气体组成的混合物，气体通常经加压注入基浆[1-2]，主要用来封固低压易漏地层。泡沫水泥广泛应用于各类油气井固井作业，包括深水无隔水管固井、低破裂压力梯度固井、水平井固井、注蒸汽井固井以及高温高压固井等[3]，还可用于产层以替代常规机械工具（如砂筛和砾石充填）进行防砂作业[4-9]。20世纪80年代初，泡沫水泥在油气井中的应用迅速发展。几十年来，泡沫水泥一直是研究热点，尤其在改进水泥浆中泡沫尺寸分布方面，学者们进行了大量研究[10-11]。

通过在水泥浆组分中添加减轻剂得到常规低密度水泥浆，密度为1.32～1.44 g/cm3，能够有效避免常规水泥浆在易漏地层中的井漏[11]；密度低于该范围的水泥浆抗压强度会降低，渗透率增大，无法进行有效的地层封固。为了使水泥达到固井作业所要求而减轻剂无法实现的低密度，前人研发了泡沫水泥。除了具有低密度外，泡沫水泥还具有韧性和膨胀性，在设计合理时可达到低渗透率和高抗压强度，进行有效的地层封固，阻止气窜，控制水泥浆滤失，改善除泥效果。所以设计泡沫水泥浆时需要考虑泡沫的稳定性、发泡剂和稳定剂的类型、水灰比（WCR）、高压高温条件下的性能、作业及实验设备的局限性等[12-13]。

胶质气体泡沫（CGA）由具有优良胶质特性的球状微气泡组成[14]，CGA体系已得到广泛应用，在石油行业被用于优化钻井液及提高采收率[15]。本文将CGA作为泡沫组分用于水泥浆，并通过加入空心球和微块改良CGA基泡沫水泥体系，通过室内实验测试泡沫水泥的密度、抗压强度、渗透率、孔隙度以及泡沫稳定性等来评价其性能。……