油井由于套管破损、套管外窜槽、生产层高含水等原因,需要实施井下封堵作业,常用的封堵堵剂是水泥浆体系。水平井井身结构与直井有较大差别,把直井封堵作业技术应用到水平井,难以完成封堵作业。本文针对水平井封堵作业施工特点,开展了封堵堵剂体系性能、配套工具、封堵作业工序和封堵作业参数研究。目前国内外水平井封堵技术遇到的主要技术难题有两个方面,首先是水泥浆堵剂的重力沉降特性造成难以输送至井眼上部空间,再就是采用井筒留塞后钻塞困难。通过分析水平井封堵难题产生的机理和常规封堵技术的不足,从堵剂体系、施工工艺和施工参数等方面对水平井水泥封堵作业施工方案进行优化。通过对查窜找漏技术优化、水泥浆体系性能优化、封堵工艺选择、施工参数计算、封堵工具优选和施工技术要求的研究,为水平井水泥封堵作业施工方案设计提供了理论依据。论文开展了水泥浆和聚合物组合堵剂研究,选配了适合井下温度条件下固化的聚合物堵剂。聚合物堵剂具有无固相颗粒、密度与水相近、与水或油都不混相、凝固后强度高等特性。密度与水相近的特性使其避免重力沉降问题,均匀渗入水平井段的各方向地层;无固相的特性可以使其渗入地层较深距离;与水或油都不混相的特性使其具备较好驻留固结能力。根据水泥浆、聚合物的性能特点,研究了采用水泥浆与聚合物组合堵剂进行水平井封堵的工艺,分析了挤入顺序、施工参数等工艺优化问题。组合堵剂封堵工艺,发挥了堵剂各自特点,形成高强度封堵体系,应用于水平井井筒局部封堵,能有效提高封堵效果和成功率。