常规固井水泥浆体系具有液态密度高、固态脆性强和不可压缩等特性，难以有效解决固井漏失、气窜等技术难题。工程院泡沫固井技术团队，结合复杂油气井固井需求，在国内率先开展机械式充氮泡沫固井技术攻关，创新研发了国内首台“液氮泡沫水泥浆固井自动化装备”，形成了泡沫固井配套工艺，并成功在东北油气分公司推广应用。该项技术自2019年11月21日在东北油气分公司北210-1井首次试验以来，累计应用60余口井，防漏效果突出，固井质量优良率90%以上，目前已成为该区块所有低承压易漏失井的首选固井措施。短短4年时间，泡沫固井技术在东北油气田实现了从0到100%的跨越式推广应用，成为解决复杂井况固井难题的工程利器。

面对泡沫固井技术长期被国外石油公司垄断的困境，2009年工程院通过科技部与油田部立项攻关，历经十四年不懈努力，终于突破了国外技术壁垒，实现了泡沫固井装备国产化与技术自主化，使中国石化成为国内唯一全面拥有成熟泡沫固井技术的单位。2019年11月，受东北油气分公司和华东工程东北项目部邀请，泡沫固井技术创新团队昼夜兼程2000多公里，由西南转战东北。由于地层承压低，重点评价井北210-1已累计漏失钻井液568.59m³。经过专家组多次论证，决定采用泡沫水泥浆一次上返工艺，取代尾管悬挂+回接固井工艺。在东北冰天雪地里，泡沫固井技术团队顶着严寒，激烈奋战3h，保障了北210-1井固井全程无漏失。泡沫固井初战告捷，从此扎根于东北市场。

高效泡沫发生器及注氮泡沫一体化固井装备

松辽盆地长岭断陷的龙凤山区块是东北油气分公司增储上产的重要阵地。该区块地温梯度约3.15℃/100m，地层漏失当量密度1.12~1.20g/cm³，承压能力极低，一次封固段长超过4000.00m，漏失风险极大，堵漏周期长达14d，严重制约钻井提质提效。针对高温深井低承压难题，工程院提出“零承压一次性长封固”工艺，突破了超低密度和高温泡沫稳定性难题，使单级固井取代尾管悬挂+回接固井，简化了完井程序，大幅节约了承压堵漏、尾管及回接作业周期，平均单井节约周期近14d，单井节约承压堵漏等费用200余万元。2022年10月，北201-37HF井采用油基钻井液钻进，存在极大的固井漏失风险，且油基钻井液难清洗影响胶结质量。该井采用泡沫固井技术，不仅提高了一二界面顶替效率，更是刷新了国内入井水泥浆最低密度纪录（1.05g/cm³），取得了“零承压防漏失”固井的良好应用效果，有力支撑了中石化上游示范井工程建设，获东北油气分公司和华东工程东北项目部高度认可，并在石油工程“四提”工作简报中进行报道。

北201-37HF示范井固井作业取得成功

近年来，工程院泡沫固井技术不断通过专利许可、技术服务和支撑，更新迭代装置设备与配套工艺，持续深化拓展泡沫固井应用场景，坚持走规模化应用之路。2020年，注氮泡沫固井一体化装备以“核心专利技术许可”授权四机赛瓦公司商业化制造，为我国泡沫固井装备与技术商业化揭开了新的篇章。2021年，技术成果入选“科创中国”先导技术榜单。截至目前，该技术在中石化川渝、东北、西北、江苏及中石油等地区应用180余口井，持续创造多项应用新指标，攻克了固井漏失、浅层气窜、破碎带漏垮塌、井筒保温等重大技术难题。

成果入选“科创中国”榜单