固井漏失及环空带压一直是制约重庆南川平桥南区块页岩气井勘探开发的技术难题。常规低密度水泥浆体系在减小漏失方面有一定的效果,但环空密封能力较差,对于气测显示活跃的井易出现环空带压现象。泡沫水泥浆体系可达到兼顾防漏及防窜的双重效果。机械发泡工艺有着泡沫分布均匀,稳定性好,密度根据设计可调等优点。为此,本文对机械发泡水泥浆体系性能、配方优选及工艺流程等方面进行了研究,形成了一套适用于区块特点的机械发泡泡沫固井工艺。通过分析平桥南区块的地质分层以及产层岩性的特征,结合井身结构的设计,提出了满足固井所需泡沫水泥浆的基本性能要求。利用室内实验,从泡沫稳定性、密度、抗压强度、渗透率、稠化时间、失水特性、流变性能、防窜机理等对泡沫水泥浆体系在性能方面的适用性进行了评价。结果表明:加入一定比例的表面活性剂可以形成气泡细小、密度均匀稳定的泡沫浆;抗压强度较常规低密度水泥浆更高;气相介质的存在,使得通过孔隙介质的滤液流量大大减少,泡沫水泥的渗透率及失水特性明显较常规水泥浆降低;稠化时间只与水灰比有关,与气浆比无关,泡沫水泥与非充气水泥浆的稠化时间基本相同;表观粘度随着气体含量及压力的增加而增大,随剪切速率及温度的增加而降低,符合泵送要求。通过实验优选出了适用于平桥南区块技套及产层套管防漏防窜固井泡沫水泥浆配方。对泡沫水泥浆的制做方法优选、注泡沫浆施工工艺方法、地面配套设备、水泥浆柱结构设计以及相应的施工流程进行了研究,形成一套适用于平桥南区块机械充氮泡沫水泥浆固井工艺技术。本文研究的机械充氮泡沫水泥浆及固井工艺技术在焦页197-4HF井二开技套常规泥浆固井及焦页198-1HF井三开产层套管油基泥浆固井的应用,进一步验证了机械充氮泡沫水泥浆固井技术在防漏、防窜方面的技术优势,固井质量达到预期效果。