河50区块经过30多年开采，地质情况复杂，新布置的井以大位移、小半径绕障定向井为主，存在地面施工条件差、上部地层易缩径、下部地层压力不均衡等多项生产技术难点。固井设计要求固井水泥浆体系技术必须满足以下条件：水泥浆稳定性好、低失水、零自由水、早期强度发展快，水泥石抗压强度高、韧性好。
一、地层简况
河50断块区位于东营凹陷中央隆起带西段，含油面积2.6km2，地质储量875×104，纵向含油层系多。主力油层分布于沙一、沙二、沙二稳、沙三段。上部地层压力系数较低，属于易漏地层；沙一～沙二段原始地层压力21.25MPa，压力系数1.0；沙二稳原始地层压力36.67MPa，压力系数1.2～1.3，属常温、常-中压系统；沙三段地层压力为47MPa，压力系数1.5，属常温高压系统。
二、固井难题
1.大位移、小半径绕障定向井套管居中困难，大斜度井段套管与上下井壁大面积接触，窄边钻井液很难被水泥浆顶替走。
2.层间压力不均衡，沙二和沙三段油层压力系数较高。
3.水泥浆在大斜度井段凝固时，形成上稀下稠，上侧的水泥石强度低，渗透率高。
4.固井封固段长，上部地层压实作用差、压力低，固井施工过程中极易发生漏失。
三、水泥浆体系技术
1.低密度泡沫水泥浆体系与低密度漂珠水泥浆体系
泡沫水泥浆是一种超低密度水泥浆，它是在水泥浆中充入气体(N2或空气)并加入水泥添加剂而形成的一种稳定水泥浆体系，其配制方法有机械充气法和化学发气法。泡沫水泥浆具有滤失量低、隔热性能好、稳定性好、稠化时间易于控制等优点，并具有低污染和一定的堵漏性能。采用低密度化学泡沫水泥浆固井有利于解决低压易漏井和长封固段井的固井难题。
低密高强漂珠水泥浆体系是基于紧密堆积理论和颗粒级配理论设计的，添加复合超活性材料(即增强剂)后更具有了良好的性能。浆体超低密度、高强、低渗透、适用井深范围大(漂珠水泥浆适用井深可达到4000m)。此外，水泥石具有一定的微膨胀性，具有良好的界面胶结能力，可有效防止收缩和气窜的发生，有利于防止酸性气体对水泥环柱及套管的腐蚀。
2.塑性微膨胀水泥浆体系
（1）配方优选
通过大量实验优选得到配方：胜潍APIG600g+降失水剂SWJ45.42g+缓凝剂SWH12.49g+减阻剂SWJZ12.17g+增韧剂SWZR121.70g+膨胀剂SWPZ49.56g+消泡剂SWXP2g。稠化实验条件：100℃、70MPa，初始稠度19Bc，稠化时间182min，过度时间21min(30～100Bc)。
（2）塑性微膨胀水泥浆体系综合性能
当增塑剂加量为1%时，密度：1.92g/cm3；流动度：22cm，API失水：52mL；游离液：0mL；n值：0.846；K值：0.172Pa·sn；SPN系数：0.97。当增塑剂加量为3%时，密度：1.91g/cm3；流动度：22.5cm，API失水：36ml；游离液：0mL；n值：0.834；K值：0.166Pa·sn；SPN系数：0.93。当增塑剂加量为4%时，密度：1.90g/cm3；流动度：22cm，API失水：67ml；游离液：0mL；n值：0.881；K值：0.152Pa·sn；SPN系数：0.92。由实验结果可知：该体系流动性好，失水可以得到控制，体系防气窜性能好。
（3）塑性微膨胀水泥体系力学性能
(养护温度80℃)当体系中不加入增塑剂时，抗冲击韧性：1.62J/cm2(168h)；抗折强度：6.16MPa(24h)，6.51MPa(48h)，6.80MPa(72h)，7.20MPa(168h)；弹性模量：22.1GPa。当增塑剂加量3%时，抗冲击韧性：1.94J/cm2(168h)；抗折强度：6.22MPa(24h)，7.23MPa(48h)，7.58MPa(72h)，7.90MPa(168h)；弹性模量：18.2GPa。当增塑剂加量4%时，抗冲击韧性：1.99J/cm2(168h)；抗折强度：6.30MPa(24h)，7.22MPa(48h)，7.64MPa(72h)，8.00MPa(168h)；弹性模量：17.5GPa。由力学实验可知：塑性微膨胀水泥比未加塑性剂的水泥石抗冲击韧性提高20%以上，抗折强度提高了10%～15%，弹性模量则下降了约20%。
（4）水泥石韧性实验
常规低密度水泥在经过6次冲击实验后，实验试块出现明显的裂缝，而塑性微膨胀水泥没有明显裂缝出现，说明其抗冲击韧性好。
（5）膨胀实验
在相同实验条件下进行了膨胀实验，结果表明塑性微膨胀水泥浆在凝固后，体积略大于原浆水泥石，塑性微膨胀水泥浆体系在水泥浆的胶凝过程中能够产生体积膨胀，消除了水泥浆在侯凝失重情况下产生的油气窜。
四、应用效果
河50区块34口新井已全部投产，投产初期日产油能力350.5t/d，平均单井日产油6.0t/d。油层上部全部采用低密度水泥浆体系封固，油层全部采用塑性微膨胀水泥浆体系封固，水泥返高至井口。
(作者单位：胜利石油管理局黄河钻井总公司固井公司)