常規(guī)固井水泥漿體系具有液態(tài)密度高、固態(tài)脆性強和不可壓縮等特性，難以有效解決固井漏失、氣竄等技術難題。工程院泡沫固井技術團隊，結合復雜油氣井固井需求，在國內率先開展機械式充氮泡沫固井技術攻關，創(chuàng)新研發(fā)了國內首臺“液氮泡沫水泥漿固井自動化裝備”，形成了泡沫固井配套工藝，并成功在東北油氣分公司推廣應用。該項技術自2019年11月21日在東北油氣分公司北210-1井首次試驗以來，累計應用60余口井，防漏效果突出，固井質量優(yōu)良率90%以上，目前已成為該區(qū)塊所有低承壓易漏失井的首選固井措施。短短4年時間，泡沫固井技術在東北油氣田實現(xiàn)了從0到100%的跨越式推廣應用，成為解決復雜井況固井難題的工程利器。

面對泡沫固井技術長期被國外石油公司壟斷的困境，2009年工程院通過科技部與油田部立項攻關，歷經十四年不懈努力，終于突破了國外技術壁壘，實現(xiàn)了泡沫固井裝備國產化與技術自主化，使中國石化成為國內唯一全面擁有成熟泡沫固井技術的單位。2019年11月，受東北油氣分公司和華東工程東北項目部邀請，泡沫固井技術創(chuàng)新團隊晝夜兼程2000多公里，由西南轉戰(zhàn)東北。由于地層承壓低，重點評價井北210-1已累計漏失鉆井液568.59m3。經過專家組多次論證，決定采用泡沫水泥漿一次上返工藝，取代尾管懸掛+回接固井工藝。在東北冰天雪地里，泡沫固井技術團隊頂著嚴寒，激烈奮戰(zhàn)3h，保障了北210-1井固井全程無漏失。泡沫固井初戰(zhàn)告捷，從此扎根于東北市場。

高效泡沫發(fā)生器及注氮泡沫一體化固井裝備

松遼盆地長嶺斷陷的龍鳳山區(qū)塊是東北油氣分公司增儲上產的重要陣地。該區(qū)塊地溫梯度約3.15℃/100m，地層漏失當量密度1.12~1.20g/cm3，承壓能力極低，一次封固段長超過4000.00m，漏失風險極大，堵漏周期長達14d，嚴重制約鉆井提質提效。針對高溫深井低承壓難題，工程院提出“零承壓一次性長封固”工藝，突破了超低密度和高溫泡沫穩(wěn)定性難題，使單級固井取代尾管懸掛+回接固井，簡化了完井程序，大幅節(jié)約了承壓堵漏、尾管及回接作業(yè)周期，平均單井節(jié)約周期近14d，單井節(jié)約承壓堵漏等費用200余萬元。2022年10月，北201-37HF井采用油基鉆井液鉆進，存在極大的固井漏失風險，且油基鉆井液難清洗影響膠結質量。該井采用泡沫固井技術，不僅提高了一二界面頂替效率，更是刷新了國內入井水泥漿最低密度紀錄（1.05g/cm3），取得了“零承壓防漏失”固井的良好應用效果，有力支撐了中石化上游示范井工程建設，獲東北油氣分公司和華東工程東北項目部高度認可，并在石油工程“四提”工作簡報中進行報道。

北201-37HF示范井固井作業(yè)取得成功

近年來，工程院泡沫固井技術不斷通過專利許可、技術服務和支撐，更新迭代裝置設備與配套工藝，持續(xù)深化拓展泡沫固井應用場景，堅持走規(guī)模化應用之路。2020年，注氮泡沫固井一體化裝備以“核心專利技術許可”授權四機賽瓦公司商業(yè)化制造，為我國泡沫固井裝備與技術商業(yè)化揭開了新的篇章。2021年，技術成果入選“科創(chuàng)中國”先導技術榜單。截至目前，該技術在中石化川渝、東北、西北、江蘇及中石油等地區(qū)應用180余口井，持續(xù)創(chuàng)造多項應用新指標，攻克了固井漏失、淺層氣竄、破碎帶漏垮塌、井筒保溫等重大技術難題。

成果入選“科創(chuàng)中國”榜單