液氮冷冻暂堵技术是应用于油气田井口压力控制的一种新型带压作业技术，其主要特点是可以在油管与各个环空中形成长段桥塞，即使井口段套管或油管腐蚀穿孔通过内外封堵也可实现全部暂堵。对于生产井，冷冻暂堵技术具有不伤害产层、不需要诱喷的优势条件。而对于高含硫井、高压井、正在生产井的井口改造，与传统的修井机相比，冷冻暂堵技术具有成本低、周期短等特点。

近日，中科院理化所低温工程与系统应用研究中心团队研制成功国内首套液氮冷冻暂堵设备。该团队在液氮冷冻暂堵技术的基础理论、模拟仿真及样机研制等方面开展了细致深入的研究，创新性地提出双介质注入器、可控温度兑温流程、套管连续流恒温器、氮气兑温器等设计，成功完成了国内首台套样机的研制工作，经测试其承压能力达到52MPa，冷冻温度77K～273K连续可控，设备整体性能处于国际领先水平。

该设备的主要工作原理是通过液压系统将暂堵剂逐层注入各层套管环空和油管内部，然后在表层套管周围安装低温恒温装置并在装置内加入冷冻剂，同时精确控制恒温器的温度和降温速度，从而保持套管表面维持在最佳的冷冻温度，经过一定时间的冷冻后，就完成了对多层套管环空和油管内部暂时封堵。这种基于低温氮气冷却的冷冻暂堵设备较传统的“干冰配合甲醇”冷却方案具有冷冻时间短、无需人工现场加注制冷剂、冷却目标温度可控、降温速度可控、暂堵剂附着强度高等优点，同时采用低温氮气冷却，无毒无害、不可燃、安全、环保。

液氮冷冻暂堵设备的研发是在国家重点研发计划项目《海洋石油天然气开采事故防控技术研究及工程示范》以及中国海洋石油总公司科研项目“海上井控应急救援装备及技术研究（Ⅰ期）”的支持下完成的。

目前，该设备已通过测试和验收，成果获得专家的好评和认可，相关产业化推广工作已经开始进行。

冷冻暂堵设备

模拟井口冷冻实验