根据冀东油田XX构造开发的需要,要求该区块深井的完井固井采用一次性返至井口的方式进行固井,区块一般完钻井深为4000～5100m,封固段为1600～5100m,井底压力为35～58MPa,年均地表温度为20℃,井底温度为105～130℃,顶部与底部温差85～110℃;地质情况复杂,在明化镇组、馆陶组和东营组存在多个易漏层,固井过程中容易出现漏失;井下多套压力系统共存,在油层压力高的目的层经常发生气窜,严重影响固井质量。针对长封固段大温差固井水泥浆体系面临的顶部抗压强度发展缓慢、沉降稳定性差,固井过程中涌漏并存等难题,设计采用常规密度水泥浆封固下部产层,低密度水泥浆封固上部非油气层段来满足压力平衡要求,开展了水泥浆减轻剂、防漏剂、防窜剂等材料的优选,研制出了满足XX构造的大温差条件下固井的防漏低密度水泥浆、防窜常规密度水泥浆,并进行了3井次的现场应用。论文开展的主要工作及研究成果如下:(1)基于孔隙-裂缝共存的达西定律和新型固井水泥浆漏失模拟装置,结合水泥浆漏失及其堵漏过程,建立了考虑漏失承压值、漏失通道结构和水泥浆视黏度等因素的水泥浆防漏能力F值模型,提出了以承压值△Pm和防漏能力F值相结合的综合防漏评价方法,并通过多组不同防漏能力水泥浆进行实验验证,结果表明该评价方法与实验结果趋势一致,说明该方法可用于评价水泥浆的防漏能力。(2)针对长封固段大温差固井水泥浆既要满足防漏要求,又要满足井底较高温度下的施工要求、顶部较低温度下凝结水泥石强度要求的问题,优选出优质的微珠和微硅作为减轻剂和稳定剂,改性纤维和橡胶颗粒材料作为防漏堵漏材料,同时考虑抗高温和温差敏感小的缓凝剂和降失水剂,研制出了 1.35～1.50g/cm3的能满足井底温度105～130℃,顶部与底部温差85～110℃固井的低密度水泥浆。该水泥浆的漏失承压值△Pm大于7.0MPa,防漏能力F值为79.82～95.16,顶部水泥浆72～96h凝结强度大于3.5MPa,且综合性能协调良好,满足该构造长封固段大温差防漏固井要求。(3)在分析目前XX构造常用防窜剂及水泥浆体系存在问题的基础上,优选液硅作为防窜剂,研制出液硅防窜常规密度水泥浆,通过实验测试水泥浆静胶凝强度过渡时间小于30min和SPN值小于3,且综合工程性能协调良好,满足XX构造目的层防窜固井要求。(4)防窜固井研究出的防漏低密度和防气窜常规密度水泥浆体系,采用分步实施的办法在冀东油田XX构造长封固段固井中进行了3井次的应用试验。结果表明,注水泥和候凝过程无漏失和窜流现象,固井质量优良,解决了长封固段大温差固井中,上部井段易漏失和水泥浆凝结强度发展缓慢、目的层易窜的技术难题。