馮俊欽 李亞

摘要：本文簡(jiǎn)單介紹了打水泥塞的相關(guān)概念，和相關(guān)技術(shù)，分析了在打水泥塞施工過(guò)程中暴露出的一些問(wèn)題，對(duì)這些問(wèn)題進(jìn)行了探討，陳述了這幾次打塞的經(jīng)過(guò)，分析了注水泥塞失敗的原因，計(jì)算了相關(guān)數(shù)據(jù)，結(jié)合以往經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)出注水泥塞的施工注意事項(xiàng)。

關(guān)鍵詞：注水泥塞

一、常規(guī)注水泥塞工藝

1.1注水泥塞的工藝的定義

注水泥塞工藝是將一定量的水泥漿替到套管內(nèi)或井眼的某一部位，使其形成滿足注采需要的新的人工井底或滿足工藝過(guò)程的臨時(shí)封閉某井段的工藝技術(shù)。是井下作業(yè)中常用的工藝技術(shù)之一。

1.2注水泥塞的目的及用途

（1）封閉已試油層上返新層試油，或進(jìn)行分層作業(yè)時(shí)的封堵非目的層;

（2）封閉底部水層;

（3）找堵漏、找封竄、上部套管試壓等隔開(kāi)封閉某一層段;

（4）堵塞報(bào)廢井及回填枯竭層位;

（5）出于安全目的的封閉層位（如封閉高壓層、有毒有害流體層）;

（6）特殊情況下的封堵。

1.3常規(guī)注水泥塞工序簡(jiǎn)介

1.3.1注塞前準(zhǔn)備：

（1）井內(nèi)壓井液應(yīng)處于穩(wěn)定狀態(tài)，油套壓平衡。

（2）注水泥塞前，應(yīng)充分循環(huán)洗井，其作用是降溫除氣。

（3）作好水泥漿與壓井液配伍性試驗(yàn)，采取調(diào)整壓井液或水泥漿性能來(lái)解決，以及考慮隔離液等。

（4）必要時(shí)為了保證注水泥塞質(zhì)量，在調(diào)整好壓井液性能基礎(chǔ)上應(yīng)對(duì)水泥塞井段井壁泥餅油垢污物的清除及對(duì)套管的洗刷。

1.3.2注水泥塞工序：

將管柱下到預(yù)定的深度，擺水泥車(chē)，連接地面管線，并對(duì)井口管線試壓25.0-35.0MPa，打壓5分鐘不刺不漏為合格。配置水泥漿。調(diào)整好水泥漿的密度。打入前隔離液，注入水泥漿，然后打入后隔離液，泵入頂替液，頂替管線及流程的泥漿。上提管柱至塞面1.0-3.0m，座好井口，用修井液反洗出多余的泥漿。上提管柱到安全高度，裝好井口，關(guān)井侯凝48小時(shí)。

1.3.2注水泥塞注意事項(xiàng)：

為了確保注水泥塞工序的質(zhì)量，避免井下事故發(fā)生，應(yīng)注意以下注意事項(xiàng)。

（1）將注水泥管柱下至預(yù)計(jì)水泥塞底部，并循環(huán)洗井到進(jìn)出口水質(zhì)一致。

（2）按設(shè)計(jì)配制好水泥漿后按前隔離液，水泥漿、后隔離液、替置液順序和設(shè)計(jì)量注入井內(nèi)。

（3）將水泥漿替置到設(shè)計(jì)位置，此時(shí)，管內(nèi)外應(yīng)處于平衡，上提管柱至預(yù)定水泥面以上1-3m。反循環(huán)洗井，洗出多余水泥漿。后起管柱至安全位置，座井口、灌滿壓井液、關(guān)井候凝。

（4）注水泥塞前最少要準(zhǔn)備1.5倍于井筒容積的壓井液。

（5）填砂后，沉砂時(shí)間要足夠長(zhǎng)，防止卡鉆事故。自溢量大的井盡量不用填砂方法。砂面達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，要下管柱至砂面以上2.0-3.0m進(jìn)行注水泥漿施工，由于注灰時(shí)有一定的下沖量，約1.0-2.0m，這樣就可以減少水泥漿下沉量，并且安全可靠。

（6）頂替完灰漿上提管柱時(shí)，起管柱時(shí)間不能太快，防止產(chǎn)生抽汲效應(yīng)，將下部壓井液抽汲到灰漿中，造成注水泥塞失敗。

二、相關(guān)數(shù)據(jù)的計(jì)算

2.1水泥漿體積的計(jì)算

三、漏失層注水泥塞工藝淺析

注水泥塞技術(shù)的逐步完善，使其對(duì)復(fù)雜井況的適應(yīng)能力不斷加強(qiáng)，應(yīng)用范圍逐步拓展，在特殊情況下注水泥塞的施工成功率不斷提高。

漏失地層具有壓力較低的特點(diǎn)，在注水泥塞的施工過(guò)程中水泥漿容易倒灌入地層，造成常規(guī)注水泥塞工藝施工的一次成功率很低，嚴(yán)重時(shí)連續(xù)幾次施工都無(wú)法完成封堵任務(wù)。高滲透地層甚至出現(xiàn)向井內(nèi)灌水時(shí)無(wú)法灌滿井筒，使常規(guī)注水泥塞工藝無(wú)法施工。而注水泥塞作業(yè)往往需要在漏失地層中進(jìn)行。隨著漏失層注水泥塞作業(yè)工藝的不斷完善，施工成功率在不斷提高。常用的漏失層注水泥塞作業(yè)有以下幾種：

（1）填砂、填石子堵漏;

（2）擠注法注水泥塞工藝;

（3）長(zhǎng)纖維物混入水泥漿中防漏失;

（4）云母片等規(guī)則雜物;

（5）墊稠泥漿或粘稠劑物質(zhì);

（6）底木塞;

（7）化學(xué)暫堵劑處理。

3.1填砂法注水塞工藝

（1）施工工序：探人工井底—>計(jì)算需要填砂數(shù)量—>將管柱下到被封堵層段上部20m—>向油管邊灌水邊填砂—>沉砂8小時(shí)，探砂面—>砂面符合要求后按常規(guī)注水泥塞方法注水泥塞。

（2）注意事項(xiàng)：

a、根據(jù)設(shè)計(jì)要求將管柱下到被封堵井段的上部20m，保證填砂作業(yè)能埋住被封堵井段不少于5m。

b、向油管正填砂，砂量是預(yù)先探人工井底后計(jì)算好的砂子數(shù)量，填砂過(guò)程中要將砂子用水滲透，向油管邊灌水邊填砂。

c、填砂后沉砂8小時(shí)，探砂面，保證砂面符合設(shè)計(jì)要求。

d、沉砂時(shí)間要足夠長(zhǎng)，防止卡鉆事故。砂面達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，要下管柱至砂面以上2-3m進(jìn)行注水泥漿施工，由于注灰時(shí)有一定的下沖量，約1.0-2.0m，這樣就可以減少水泥漿下沉量，并且安全可靠。

3.2擠入法注水塞工藝

（1）施工工序：安裝井口裝置（采油樹(shù)四通或者防噴器）—>用光油管下入設(shè)計(jì)注塞位置以下5.0-10.0m;—>用清水充分循環(huán)洗井—>關(guān)閉井口，試擠一定量的前置液，記錄排量、壓力、累計(jì)流量和地層吸入量—>校核設(shè)計(jì)的水泥量—>注前置液—>擠注水泥漿—>替后置液、替頂替液—>上提管柱至設(shè)計(jì)塞面以上2.0-3.0m反循環(huán)循環(huán)出多余水泥漿—>打開(kāi)回水閘門(mén)，起管柱至安全位置—>關(guān)井口，從管柱或環(huán)空擠入頂替液—>憋至設(shè)計(jì)壓力時(shí)關(guān)井侯凝。

（2）注意事項(xiàng)：

a、注水泥塞前需按井下溫度和壓力做水泥漿試驗(yàn)，確定泥漿性能調(diào)整劑。

b、所有入井管柱確保丈量準(zhǔn)確，水眼暢通;絲扣涂抹螺紋密封脂，按標(biāo)準(zhǔn)扭矩上扣，確保管柱的密封。

c、注入水泥漿后必須充分循環(huán)沖洗掉多余的水泥漿。水泥漿及混漿返出井口時(shí)要及時(shí)排放掉，嚴(yán)禁進(jìn)入循環(huán)系統(tǒng)。沖洗干凈后，再循環(huán)半周，以確保井內(nèi)管柱安全。

d、洗出多余水泥漿后，要上提管柱至安全位置。

四、油井水泥添加劑淺析

油井水泥的品種是有限的，為了滿足不同情況下注水泥塞作業(yè)施工及其質(zhì)量的要求，須配合各種外加劑填加劑來(lái)調(diào)節(jié)水泥性能。目前常用的添加劑主要有：促凝劑、緩凝劑、降失水劑、減阻劑、加重劑、減輕劑、熱穩(wěn)定劑、消泡劑、防漏失劑。

4.1常用油井水泥添加劑

（1）促凝劑：在淺井和井下溫度較低的注水泥塞或堵漏施工中，為了縮短水泥凝結(jié)時(shí)間及增加水泥早期強(qiáng)度，加入速凝劑，可縮短水泥漿稠化時(shí)間。常用的速凝劑有HR-5、氯化鈣，氯化鈉、氯化鉀和硅酸鈉等。

（2）緩凝劑：對(duì)于深井或地溫梯度高的井，由于水泥漿凝結(jié)時(shí)間縮短，流動(dòng)性差，而施工時(shí)間比較長(zhǎng)，常加入延長(zhǎng)凝結(jié)時(shí)間（或稠化時(shí)間）的緩凝劑。常用的緩凝劑有HR20、HR12、葡萄糖酸鈣（鈉）、鐵鉻鹽、磺化丹寧、羧甲基羥乙基纖維素、酒石酸、硼酸鹽、磷酸鹽等。

（3）降失水劑：降失水劑能防止水泥漿急劇脫水、改善水泥漿中微粒的數(shù)量和級(jí)配。常用降失水劑有DR-13、DR-15、CMC、檸檬酸、羧甲基羥乙基纖維素、粘土等。

（4）減阻劑（分散劑）：減阻劑的加入能改善水泥漿的流動(dòng)性，降低水泥漿流動(dòng)阻力，有利于水泥漿在低速低壓下進(jìn)入紊流狀態(tài)，提高注水泥質(zhì)量。常用的減阻劑有b-萘磺酸甲醛聚合物、鐵鉻木質(zhì)素磺酸鹽、木質(zhì)素磺酸鹽等。

（5）加重劑：在有高壓地層情況下擠注水泥，常加入密度大的添加劑來(lái)增加水泥漿密度。主要有重晶石粉、赤鐵礦粉、鈦鐵礦粉和石英砂粉等高密度的惰性材料。

（6）降密度劑（減輕劑）：井下有低壓漏失層時(shí)，注水泥時(shí)可能發(fā)生井漏，以引出更多的麻煩，因而常加入降密度劑，降低水泥漿密度。常用降密度添加劑有膨潤(rùn)土、硅藻土，瀝青粉、膨脹珍珠巖、火山灰、粘土粉、瀝青粉等密度小、吸水性強(qiáng)的混合材料。

（7）熱穩(wěn)定劑：熱穩(wěn)定劑的加入可使水泥石在較高溫度下保持一定強(qiáng)度。常用的熱穩(wěn)定劑有：硅粉，其摻入量占干水泥質(zhì)量的30%-40%。對(duì)熱穩(wěn)定劑的性能要求：270℃，35MPa條件下48小時(shí)強(qiáng)度不衰減為合格。

（8）消泡劑：防止水泥漿產(chǎn)生氣泡的物質(zhì)稱為消泡劑。常用的消泡劑有：甘油聚醚、山梨醇甘油酸脂、磷酸三丁酯及硅醚油等。

（9）防漏失劑：井下有低壓漏失層時(shí)，也可以加入與泥漿堵漏劑相同的物質(zhì)，也可用膠質(zhì)水泥漿。常用添加劑有碎木片、樹(shù)皮、鋸木等纖維狀物質(zhì)，還有顆粒狀物質(zhì)如硬瀝青，塑料及珍珠巖等，還有片狀材料如云母、玻璃紙片等。

4.2添加劑的選擇及注意事項(xiàng)

選擇填加劑時(shí)還必須注意以下問(wèn)題：

（1）在填加劑時(shí)，不僅要使水泥漿某項(xiàng)性能要求能達(dá)到要求，還應(yīng)考慮填加劑對(duì)其它性能的影響。如在使用緩凝劑時(shí)，往往使水泥早期強(qiáng)度下降;使用速凝劑時(shí)，往往使水泥漿流動(dòng)性變差，所以必須對(duì)水泥漿全面性能進(jìn)行檢查。

（2）填加劑品種的選選和用量的確定，事先應(yīng)作室內(nèi)試驗(yàn)，取得基本數(shù)據(jù)，以指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)施工。有些填加劑用量比例都有極限，超過(guò)此限，則會(huì)起相反的作用，應(yīng)引起注意。

（3）在選用填加劑時(shí)還應(yīng)注意施工條件。如用量過(guò)大或過(guò)于靈敏都會(huì)給現(xiàn)場(chǎng)施工帶來(lái)困難。

五、躍新372井的打水泥塞分析

5.1、躍新372井基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

5.2、施工工序及分析

5.2.1施工工序：

1、封堵管柱組合：Φ73mm外加厚油管157根×1606.54m+補(bǔ)心差×1.22m=1607.76m。

2、測(cè)吸水指數(shù)：擠注前對(duì)封堵層測(cè)吸水值數(shù)，排量控制在300-500L/min，吸水值為：102L/min，壓力15MPa。

3、試擠清水：排量300-500L/min，試擠過(guò)程中觀察擠注壓力變化;

4、施工參數(shù)：該區(qū)塊地層等壓梯度：0.022Mpa/m，井段地層最低破裂壓力為24.601MPa Mpa，打塞中施工最高泵壓不能超過(guò)15Mpa，排量不超過(guò)300-500L/min。

5、擠灰封堵：

（1）、用鹽水17m3徹底循環(huán)洗井一周。

（2）、用清水0.5m3打前隔離液，注1.85g/cm3水泥漿1m3，用清水0.5m3打后隔離液。

（3）、用鹽水4.06m3頂替水泥漿至1515.00m，起打塞管柱至井深1322.72m，關(guān)閉套管閘門(mén)。

（4）、用密度為1.23g/cm3的鹽水0.85m3正擠水泥漿至1500m，擠注排量200-300L/min，擠注過(guò)程中壓力不能超過(guò)15Mpa。

（5）、憋壓15MPa，關(guān)井侯凝48h。

6、要求：

（1）封堵前對(duì)井口試壓，保證井口無(wú)滲漏。

（2）從配置水泥漿至關(guān)井，時(shí)間控制在120分鐘以內(nèi)。

（3）調(diào)配水泥漿用的清水清潔干凈，PH值7.5-8.5之間

（4）施工負(fù)責(zé)人在施工前做好施工技術(shù)交底。

（5）人員分工明確，每道工序有專(zhuān)人把關(guān)，每個(gè)崗位任務(wù)明確，頂替量必須計(jì)量準(zhǔn)確，有兩人計(jì)量。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況相應(yīng)調(diào)整施工措施。

5.2.2經(jīng)驗(yàn)分析：

該井注水泥塞封堵井段為封堵1512-1500m。該井段平均孔隙度為21.20%，屬于高漏失井段。在井深在1537.82-1540.21m井段破損，采油一廠技術(shù)科通知用油水井水泥對(duì)破損井段以下進(jìn)行封堵，2013.8.19-2013.8.22日分兩次用密度為1.85/cm3的水泥漿進(jìn)行封堵，共泵入水泥漿1.80m3，封堵后塞面：1500.12m，對(duì)1500.12m以上套管進(jìn)行試壓，打壓20MPa，穩(wěn)壓30min，無(wú)壓降。