挤注水泥

油田挤注水泥封井施工工艺作者：张兴瑞来源：《智富时代》2019年第12期【摘要】挤水泥浆封井就是利用液体压力挤压水泥浆，将其挤入地层缝隙或多孔地层，且停止流动并很快凝结硬化实现封堵，从而达到在地层内部形成永久性隔离带的目的。

通过多次现场应用总结出了一套较完善的挤水泥浆封井施工工艺技术，该施工工艺技术具有封堵效果好、成功率高、成本低，现场应用比较广泛等特点。

【关键词】挤水泥浆;封井;施工工艺;现场应用过去现场挤水泥浆都采用常规的油井水泥，因为该水泥具有成本低、易溶于水、水泥浆的穿透能力和渗透能力较强的特点，但有使用的局限性，有的地层孔隙小，普通水泥颗粒进不去该孔隙，为解决这种情况;目前就采用成本比较高的超细水泥来进行封堵。

1.挤水泥浆的适用范围1.1防止地层大量出水。

油井在生产一段时间后，由于地层储油量有限，地层中的可采量逐渐地减少，而地层水会逐渐地增加，对于水层用挤水泥浆的方法封死，可以避免地层水的大量涌入，达到提高含油比的目的。

1.2套管堵漏。

由于长期受地层作用和井内流体的腐蚀等原因，造成套管出现孔洞，影响油井的正常生产，该孔洞可以用水泥浆封死。

1.3将水层与油层分开。

有时地层中油层与水层较近，为了防止地层水侵入油层，在油层与水层之间用射孔弹射开，然后挤入水泥浆，这样就在油层与水层之间形成灰面达到分隔的目的，同时后射开的井段也被封死，不影响下步的采油生产。

1.4可以封堵窜槽。

由于固井质量差、地层疏松胶结差或外力作用的原因，造成地层上下串通，这样对油井的正常生产影响很大，这种现象可以用挤水泥浆的方式将窜槽封死，可以使油井能够正常的生产。

2.挤水泥浆的方法2.1光油管挤水泥浆法。

光油管挤水泥法（也称笼统挤水泥法），就是将欲封夹层以下井段用填砂或注悬空水泥塞的办法全部掩盖，光油管下至待堵井段以上10-15m，水泥浆自管内注入，当水泥浆快出油管时（一般控制灰浆离管柱底部约100m时），开始关套管闸门往地层正挤入水泥浆。

挤水泥操作规程1 主题内容与适用范围本规程规定油气水井打挤水泥操作的内容与要求。

本规程适用于油气水井挤水泥作业。

2 引用标准SY/T 5587.14-2004油水井常规修井作业注水泥塞作业规程3 程序内容3.1施工准备3.1.1 井场备有符合挤水泥要求的入井管柱，入井前认真检查、丈量、复核，丈量误差不大于0.2m/km，并用通径规逐根通过。

3.1.2按规定进行压井，达到井筒液柱压力与地层压力相平衡。

并备1.5倍井筒容积的压井液。

3.1.3备足工作液(包括洗井液、前置液、隔离液、配浆液和顶替液)，液量应不小于使用量的1.5倍。

3.1.4按设计要求备足合格的油井水泥和添加剂。

3.1.5作业前取水样做水分析，取水泥样做水泥浆初凝、终凝、流动度试验和添加剂配方试验。

3.1.6检查好提升动力设备、井架、游动系统、工具、用具。

3.1.7 泵注设备的性能应符合设计要求，并有备用设备。

3.1.8用泵注设备连接井口及地面高压管线按井口和管线额定压力试压，不刺不漏为合格。

3.2施工程序3.2.1低替高挤法施工3.2.1.1求吸水：参照《找串、求吸水、找漏、验封操作规程》试挤求吸水，记录相应资料。

并根据吸水情况对施工设计进行修正，交技术开发部和公司主管领导审批，根据审批后的设计进行挤水泥施工。

3.2.1.2循环洗(压)井：参照《洗(压)井操作规程》，循环洗(压)井至井筒内液体密度均匀、井口无溢流无气泡。

3.2.1.3配水泥浆：按设计要求用水泥车循环加机械(或人工)搅拌配制符合要求密度的水泥浆，按稠化试验结果加入缓凝剂并充分搅拌均匀，不得混入杂物。

挤注压力大于40Mpa，水泥浆量大于4m3时必须使用固井车配浆挤注。

用固井车配浆挤注时，现场配浆用清水、添加剂的搅拌由固井队负责完成,施工单位负责添加剂加入量的检查。

水泥浆配完后，应现场取样2-3个，观察检验水泥浆的稠化和凝固时间，发现异常要及时向专业分公司和相关单位汇报，以便制定下步措施。

挤水泥推荐作法适用于油水井修井作业中挤封油层、水泥隔板防砂、堵漏挤注灰塞、封串、封井等。

一、套管内平推法挤水泥1、摸清井况。

2、试挤：以压力平稳算起，时间不得低于3min，挤入量不少于1m³。

3、根据吸收能力，确定水泥浆密度和数量。

4、座好井口，从井口直接推挤水泥浆，顶替压井液，憋压候凝。

二、光钻具挤水泥1、对非目的层采取保护措施。

2、上部套管试压合格。

（试压压力要高于欲挤封井段挤水泥时最高压力）3、挤封管柱管脚距欲挤封井段100m以上。

4、挤水泥程序：座井口→试挤→挤水泥浆→正顶替压井液→反顶替压井液→憋压关井侯凝。

三、封隔器挤水泥1、井内保持稳定，挤水泥前充分洗井后坐封封隔器。

2、封隔器挤水泥分为单级和双级挤水泥，主要目的是用封隔器隔开非挤封井段。

3、试挤：以压力平稳算起，时间不得低于3min，挤入量不少于1m³。

4、按设计量挤入水泥浆。

5、按设计量顶替压井液。

6、扩压（根据回压确定扩压时间）。

7、上提挤水泥管柱，管脚位于油层以上30m控压反洗井，反洗量应大于挤封管柱内容积的3倍以上。

8、提出井内全部挤水泥管柱，井内灌满压井液，憋压关井侯凝。

9、若封隔器坐封于油层以上且底部无尾管，挤入水泥浆后按设计顶替量替、挤压井液，憋压关井侯凝。

四、不喷吐法挤水泥1、井口安装好闸板防喷器和旋转防喷器。

2、挤水泥管柱中接好回压阀或工作筒，保证施工时管柱密封不反吐。

3、施工压力控制在井控装置允许的压力范围内。

4、挤水泥、活动管柱必须在井口和管柱密闭的压力下进行。

5、挤封管柱管脚距欲挤封井段50m或欲挤封井段顶部。

6、挤水泥程序：试挤→挤水泥浆→正顶替压井液→反顶替压井液→上提管柱至油层以上30m→控压反洗井→憋压关井侯凝。

五、挤水泥施工要求1、挤水泥时，最高挤入压力不得超过套管抗挤强度的70%或上部套管现场实际试压值。

2、挤水泥施工时间不得超过水泥浆稠化时间的70%。

3、挤水泥后留水泥塞应高于封堵井段30m—50m。

水泥挤注工艺技术
水泥挤注工艺是在型材内壁堆积混凝土的过程中采用的技术。

水泥挤注工艺包括预备工作、挤注工艺、保护工艺、收尾工艺等几大部分。

预备工作主要是检查钢筋混凝土构件在构造尺寸和构造质量等方面是否符合要求，同时核查挤注前油灰浆状态。

挤注工艺主要是将混凝土挤注到规定的构件内，并采用挤注结束端和挤注中间端等方法使混凝土填充构件内部。

保护工艺是挤注后的处理，主要包括湿布覆盖等。

收尾工艺是对挤注工艺的结束工作，主要包括清理现场，检查构件质量。

水泥塞的分类一、打水泥塞分类与研究根据用途将打水泥塞分为：完井水泥塞、堵漏水泥塞、侧钻水泥塞、纠斜水泥塞、封井水泥塞、导眼水泥塞等六大类，分别叙述如下。

1、完井水泥塞完井水泥塞，是指一口井在完井时为了配合分层开采而采取的一种打水泥塞方法。

其特点是：采用原钻机，井内为泥浆，水泥浆量较小，井内一般较稳定，施工相对简单，但要严格控制好替浆量，防止少替和替空。

2、堵漏水泥塞堵漏水泥塞用途较为广泛，一般用于油气井的二次开采修井作业中。

其特点是：采用修井机，井内一般为油田水且漏失严重，偶尔也伴有井涌发生，水泥浆量不确定，水泥浆入井后与油田水或井内其它液体可能发生不良反应，施工难度较大。

施工方法根据具体井具体对待，其中TK640井在修井作业时漏失严重，通过采取多种有效的办法，施工一次成功。

详见附件1：《TK640井堵漏水泥塞小结》。

3、侧钻水泥塞侧钻水泥塞目前应用较多，用于老井改造，配合下一步侧钻施工。

其特点是：采用钻机，井内为油田水或泥浆，井内一般不稳定，既涌又漏，可能是井底塞或悬空塞，水泥浆量较小，水泥石强度要求高，施工难度较大，一次施工成功率不高，在经过一次或数次施工，井内情况趋于稳定后，最终才能成功。

4、纠斜水泥塞纠斜水泥塞应用较少，一般在正常钻井施工中出现不应该的井斜后使用。

其特点是：采用钻机，井内为泥浆，井内稳定，可能是井底塞或悬空塞，水泥浆量一般较大，水泥石强度要求高，施工难度不大，一次施工都能成功。

5、封井水泥塞封井水泥塞，用于一口井完井时由于多种原因造成的封井作业，应用较少。

其特点是：采用钻机，井内为泥浆，一般分井口和接近井底两段水泥塞，井内不一定稳定，可能是井底塞或悬空塞，水泥浆量一般不大。

常规封井水泥塞难度一般不大，特殊井就不同了，像T708井在封井时由于H2S气体和稠油的影响，施工难度很大，通过采取多种不同方法尝试，最终封井成功。

详见附件2：《T708井封井水泥塞小结》。

6、导眼水泥塞导眼水泥塞用于水平井在造斜前的井眼测井取完数据后的回填作业，配合下一步造斜作业。

论安全挤水泥作业修留永摘要固井是建井过程中必不可少的一个环节，非常重要，它关系到一口井的成败，所以在公司的QHSE体系文件中对于固井管理已经作了明确的规定，为的是确保下套管注水泥成功，固井质量合格。

但是在实际固井工作中由于客观情况的变化，或主观上的工作失误，会出现一些固井复杂情况。

在注水泥过程中发生井漏、蹩高压、替空、油气水侵窜槽等都会导致固井质量不合格。

如果出现了水泥上返不够、局部替空、套管试不住压等情况就需要采取补救措施，这就引出了二次固井和挤水泥作业的问题。

挤水泥作业比较复杂，如果措施不当就会酿成严重的水泥焊钻具事故。

近几年来，这类事故也偶有发生，为确保挤水泥作业的安全，有必要阐述安全挤水泥作业的问题。

主题词固井复杂挤水泥安全挤水泥就是利用液体压力挤压水泥浆，使之进入环空需要封固的井段或进入地层的裂缝、孔隙，以达到封隔油气层的目的，也可以达到堵炮眼和封堵套管漏失的目的。

如果管外有漏失层和高渗透层，则挤入压力小于地层破裂压力时就可以将水泥挤入，这叫做低压挤水泥。

如果挤入压力超过地层破裂压力才能将水泥挤入，叫做高压挤水泥。

一、挤水泥工艺在石油钻井工业中常用的挤水泥工艺有三种。

1、利用井口装置关井挤水泥下光钻杆或油管到预计井深，泵入一定量的水泥浆，替钻井液，把管柱提出水泥面，循环出多余的水泥浆，然后关闭井口（可以关防喷器，也可以应用采油树的锥挂关闭井口），从管柱水眼内挤入一定量的钻井液，达到把水泥浆挤入地层封隔油气水层的目的（或达到堵炮眼、堵套管破损、堵尾管重叠段的目的）。

2、用封隔器挤水泥用油管或钻杆把封隔器下到预计井深，泵入一定量的水泥浆，替钻井液，把管柱提出水泥面，循环出多余的水泥浆，然后坐封封隔器，从管柱水眼内挤入一定量的钻井液。

3、用水泥承留器挤水泥用钻杆或油管将水泥承留器下到挤水泥目的层顶部，（也可以用电缆把水泥承留器下到预计井深，点火坐封）从管柱水眼内直接挤水泥。

二、挤水泥设计主要内容1、需采集的数据地层孔隙压力、漏失压力；射孔位置；循环温度；套管内介质性能；容积数据；挤水泥允许井口压力数据；下井套管记录；作业管柱资料（油管或钻杆）；套管强度资料（抗拉、抗内压强度等）；井口装置。

浅谈挤水泥技术在修井中的运用摘要：本文从油井水泥的成份、水泥添加剂、水化机理、固化过程、施工方法等方面详细论述了油田修井作业中针对不同情况，采用不同的方法，达到挤水泥的最佳效果。

关键词：修井；挤水泥技术Abstract: this article from the composition of oil well cement, cement additives, hydration mechanism and curing process and method of construction aspects in detail elaborated the oilfield workover operations according to different situations, used different methods to squeeze the best effect of cement.Keywords: workover; Crowded cement technology1 油井水泥的特点1.1 油井水泥的主要成分油井水泥属硅酸盐类水泥，主要原料为石灰石、粘土和少量铁矿石。

把原料按一定比例混合磨碎，做成生料，在1450℃的高温下煅烧，生成以硅酸钙为主要成分的熟料，再加少量的石膏磨细，便成为油井水泥。

1.2 水泥浆的物理性能水泥浆应具有良好的流动性，在注水泥中不会凝固，注到预定位置后要尽快凝结硬化形成水泥石。

由于井下情况差别很大，对水泥浆的主要物理性能，如密度、稠化时间、失水、强度等要进行测量，根据现场要求进行调配。

1.3 水泥添加剂（1）促凝剂：可缩短水泥浆稠化时间的物质称为促凝剂。

常用的有：R-5、氯化钙、氯化钠、氯化钾、水玻璃及海水等；（2）缓凝剂：可延长水泥浆稠化时间的物质称为缓凝剂。

常用的有：HR20、HR12、葡萄糖酸钙、铁络盐、璜化单宁和璜化烤胶、CMC；（3）降失水剂：可降低水泥浆失水量的物质称为降失水剂。

海外石油钻井挤、注水泥塞安全操作规程前言海外石油钻井挤、注水泥塞是石油钻井生产中不可或缺的环节，但是挤、注水泥塞的过程中存在着一定的风险，可能会对设备安全、环境安全以及人员安全带来不良影响。

因此，为了确保海外石油钻井工作的安全和顺利进行，特制定海外石油钻井挤、注水泥塞安全操作规程。

本规程涉及挤、注水泥塞的相关操作流程和安全措施，旨在帮助工作人员掌握合理的作业方式，有效地保障设备、人员和环境的安全。

一、工作环境及设备准备工作环境和设备准备是安全操作的前提。

在进行挤、注水泥塞的作业前，必须对工作环境和设备的条件进行详细的安全检查，确保不会出现因设备老化、工作环境影响等原因引发的安全事故。

1.工作环境对于海外石油钻井挤、注水泥塞作业的环境，必须进行全面的安全评估，主要包括以下几个方面的内容：•地质条件。

对石油、天然气藏的分布、状态、性质及岩石地层的厚度、坚硬度等进行调查和分析，掌握现场地质状况，为合理作业提供有力支撑。

•周边环境。

调查现场周边的自然环境及人为干扰情况，如大气环境、气象条件、地质地貌、土壤类型、现场设施、人员流量等，针对这些影响因素，采取相应的安全措施，确保周边环境的安全。

•现场平面布局。

根据实际情况，合理规划现场平面布局，确保设备运转、物资存放、人员出入等方面的安全和便捷。

•场地整治。

现场环境必须保持整洁并且没有杂物，必要时还应进行草皮等方面的修整工作，确保作业的高效完成。

2.设备准备设备准备是保障安全作业的基础，具体应包括以下方面：•设备安全检查。

在设备使用之前，必须对设备的各项安全装置、操作系统、漏液阀门等进行检查，确保设备处于正常工作状态。

•液压系统检查。

对液压系统的进出口法兰、管道、接头、泵等进行检查，确保不泄漏，避免因液压系统故障引发的意外。

•钻具调节。

钻具必须根据实际情况进行合理调节，以免钻具失控或者设备损坏等情况的出现。

•检查泥浆。

应该对钻井液进行详细检查，确保泥浆的性质符合实际工作需要，以免因钻液不当导致事故发生。

油田管理提高挤水泥一次成功率高广威（欢喜岭采油厂作业一大队，辽宁盘锦124010）摘要：随着油田注水开发，打调整井的数量越来越多。

由于长时间注水、注汽，尤其是近几年的高压注水（注水压力已接近或超过破裂压力），油层压力普遍升高，地应力也发生变化；此外，由于油层连通性差或非均质性，在油层中形成局部超高压圈闭，注水、注汽所形成的高压层及窜流对固井质量的影响尤为严重，给分层注采造成层间干扰，使采油工艺复杂化，并降低了油井利用率，缩短油井使用寿命。

因此，认真总结注采调整井挤水泥施工工作的经验教训，施工时不能再使用油田原始压力和地应力等资料，提高挤水泥技术，为采油井提供优质油井，具有十分重要的意义。

关键词：挤水泥；油井利用率挤水泥的应用面很广，覆盖了钻井、固井、完井和修井等诸多环节。

到目前为止，作业一大队已经进行了大量的挤水泥施工作业（包括挤灰封窜，堵水，增加固井质量等）。

然而，相比于常规的注水泥，挤水泥失效率常有发生，导致作业成本急剧增加。

1挤灰失败原因分析1.1水泥浆稠化挤灰过程中水泥浆稠化时间过快，其根本原因是由挤水泥过程中，以及反洗过程中使用的洗井液的氯根超标引起的。

联合站应对洗井液进行严格把关，且针对挤灰施工、注灰施工、泵管试压、设立专用清水罐，并且有专人对水质进行化验，以确保水质合格。

1.2挤灰计量不准确挤灰各参数的准确也至关重要，挤灰前需测试地层吸水指数，确定挤灰最高泵压，以及挤灰的最佳排量顶替量的计算、计量必须准确，要保证灰浆送至预计灰面位置。

然而现场操作人员计量不规范，对设计要求灰量，应顶替多少顶替量把握不好，或者计量器具不会使用，出现过期等情况，因此人为因素造成灰面误差较大。

1.3挤灰过程中压力过高目前，预测挤水泥挤注压力的方法只重视地层起裂压力，没有考虑水泥环的承载能力，这与挤水泥的实际情况不符。

挤灰时，井口油、套闸门均关闭，挤灰压力最高能达到近20MPa，油井挤水泥产生的高压易压毁地层，破坏地层的稳定性，严重时油井报废。

井下作业微膨水泥浆挤注量的公式计算 井下作业工程是指在地下进行施工作业的一类工程，而井下作业微膨水泥浆挤注是其中的一种重要施工方法。

微膨水泥浆挤注是指在井下使用微膨胀水泥浆进行注浆作业，通过控制注入量和压力，以达到固结土体、防止地下水渗漏等目的。

本文将详细介绍井下作业微膨水泥浆挤注量的公式计算方法。

1. 确定注浆量的基本要素： （1）固结土层深度（H）：通过地质调查等手段获取固结土层的深度。

（2）注浆孔的直径（D）：需要根据具体注浆孔设计方案确定。

（3）注浆孔的长度（L）：同样需要根据设计方案确定。

2. 确定膨胀系数（k）： 微膨水泥浆挤注所使用的水泥浆具有微膨胀性能。

根据实测数据及相关经验，可确定膨胀系数。

膨胀系数的大小受到水泥浆中掺加的外加剂、水胶比等因素的影响。

3. 计算注浆液体的体积：注浆液体的体积（V）可通过以下公式计算：V = π*(D/2)^2*L4. 计算膨胀后的注浆液体体积：膨胀后的注浆液体体积（V')可通过以下公式计算：V' = V * (1 + k)5. 确定注浆液体的密度：注浆液体的密度（ρ）可通过测量取样后的实验结果得到。

6. 计算注浆液体的质量：注浆液体的质量（m）可通过以下公式计算：7. 计算膨胀后的注浆液体的质量：膨胀后的注浆液体的质量（m'）可通过以下公式计算：m' = V' * ρ8. 计算微膨水泥浆挤注量：微膨水泥浆挤注量可通过以下公式计算：Q = (m' - m) * g其中，g为重力加速度。

三、举例说明 假设固结土层深度（H）为10m，注浆孔的直径（D）为0.2m，注浆孔的长度（L）为8m。

已经测量得到膨胀系数（k）为0.05，注浆液体的密度（ρ）为1500kg/m³。

根据上述公式，可以按照以下步骤进行计算：1. 计算注浆液体的体积：V = π*(0.2/2)^2*8≈ 0.1005m³2. 计算膨胀后的注浆液体体积： V' = 0.1005 * (1 + 0.05) ≈ 0.1055m³3. 计算注浆液体的质量：m = 0.1005 * 1500 ≈ 150.75kg4. 计算膨胀后的注浆液体的质量： m' = 0.1055 * 1500 ≈ 158.25kg5. 计算微膨水泥浆挤注量：Q = (158.25 - 150.75) * g 通过以上计算方法，我们可以得到井下作业微膨水泥浆挤注量的公式计算结果。

明确职责划分提高打水泥塞(挤水泥)施工成功率摘要：油田油气水井在开发生产过程中，由于受油气水运移及各种应力、腐蚀、地质结构及施工措施诸因素的影响，一方面使新井水泥返高不够，固井质量不合格；另一方面使生产井原固井水泥环遭到破坏，或造成油气层窜通或地层胶结物被破坏，近井地带形成空洞，或因地层出水，套管破漏使油水井不能正常生产。

但是在实际固井工作中，由于客观情况的变化，或主观上的工作失误，会出现在注水泥工程中发生井漏、高压、替空、油气水侵窜槽等都会导致固井质量不合格。

通过提高挤水泥工艺施工成功率，使目井质量合格，恢复油气水井正常生产，延长油水井的寿命。

关键词：挤水泥；打塞；职责划分；提高成功率一、挤水泥的目的1、挤水泥的目的和作用(1)对油气水井封堵某一出水层位或高含水层，解决在生产过程中注水开发形成的矛盾。

(2)对油气水井层间窜通，油层与非油层窜通，生产井与临井窜通，通过挤水泥封窜槽。

(3)通过挤水泥弥补油水井因套管破损不能承受各种应力作用，填补地层亏空。

(4)封堵某井段漏失，保护油气资源。

(5)对固井质量不合格的油气水井，通过挤水泥使其达到完井质量标准。

(6)对油气水地层出砂井段，采用挤水泥及其添加剂实现人工井壁防砂。

(7)对某些因地质、工程因素需暂闭井及油田井网，生产层调整需上返的油水井进行挤封。

2、挤水泥的工艺挤水泥工艺是利用液体压力挤入一定规格、数量的水泥浆，使之进人地层缝隙或多孔地带，套管外空洞、破漏处等目的层，达到在地层与地层，或地层与套管之间形成密封带，以承受各种应力。

满足油气水井注采需要及生产措施的一种工艺技术。

二、影响水泥浆促凝(缓凝)的主要因素及其物质1、促凝剂：主要用来缩短水泥浆稠化时间提高水泥早期强度。

目前在用的促凝剂主要有氯化钙、氯化钠、氯化钾和海水等。

2、缓凝荆：要作用就是能够有效地延长或维持水泥浆处于液态和可泵性的时间。

目前在用的缓凝剂主要有有机或无机磷酸盐；硼酸及其盐类等。