注水泥塞工艺

注水泥塞技术刘东清1.注水泥塞概念注水泥塞工艺是将一定量的水泥浆替到套管或井眼的某一部位，使其形成满足工程需要的新的人工井底或满足工艺要求的临时封闭某井段的工艺技术。

钻井、完井施工及井下作业、修井中都会遇到注水泥塞工艺技术。

2.注水泥塞用途钻井完井过程中注水泥塞一般是在井下存在复杂情况需要封堵处理、套管开窗侧钻、弃井或底部井段没有油气层需要进行封填等情况下使用。

井下作业中注水泥塞的用途主要有以下几种：（1）封闭已试油层上返新层试油，或进行分层作业时的封堵非目的层；（2）封闭底部水层；（3）找堵漏、找封窜、上部套管试压等隔开封闭某一层段；（4）堵塞报废井及回填枯竭层位；（5）出于安全目的的封闭层位（如封闭高压层、有毒有害流体层）等。

在修井作业中，为了进行回采油层，找窜封窜，找漏堵漏，上部套管试压等往往注水泥塞。

3.注水泥塞难点在井内密度较小的大量液体上面打密度大的用浆量较小的水泥塞是一个比较麻烦的问题，特别是远离井底的悬空水泥塞或有强度要求的侧钻水泥塞。

水泥塞过短，容易因计量误差造成水泥塞“打飞”；水泥塞过长，容易造成“插旗杆”“灌香肠”等事故。

水泥塞过浅，水泥强度发展慢；水泥塞过深或大直径水泥塞，容易造成钻井液对水泥浆的污染和掺混，影响施工安全和水泥塞质量。

有机构统计，水泥塞施工的一次成功率仅为25%，也就是说，要成功取得一个合格的水泥塞，平均需要进行3次注水泥塞尝试。

塔河油田对2004-2005年实施的81井次各类打水泥塞施工进行统计分析，由于井深、替浆量较难把握等因素的影响，一次成功率（塞面误差控制在±10m）仅为23.25％，其中打塞后塞面上移大于30m的14井次，最高上移487m；塞面下移超过30m的13井次，第一次打塞后无塞面的4井次。

4.一般注水泥塞做法针对常规打水泥塞施工存在一次成功率低的问题,各研究机构和施工单位都在不断地思考和开发新的工艺技术或井下工具，以适应不同现场情况的需要。

注水泥塞作业技术措施郭晨【摘要】注水泥塞的井下作业施工过程中,为了提高水泥塞的质量,应设计最佳的注水泥塞施工程序,保证安全平稳地完成注水泥塞施工的任务,合理解决注水泥塞的难点问题,保证注水泥塞的质量,达到设计的标准.【期刊名称】《化工设计通讯》【年(卷),期】2019(045)002【总页数】1页(P39)【关键词】注水泥塞;作业技术;措施;探讨【作者】郭晨【作者单位】中国石油青海油田分公司井下作业公司,青海海西 816400【正文语种】中文【中图分类】TE3581 注水泥塞技术概述注水泥塞的工艺技术是将水泥浆注入到套管外，使其形成稳固的水泥环，对套管起到保护作用的施工技术措施。

在井下作业施工中，应用注水泥浆工艺，通过水泥塞保护套管柱。

只有提高注水泥塞的质量，才能满足油气田生产的技术要求。

注水泥塞过程中，需要选择合适的位置，解决水泥浆密度控制难度过大的问题。

在注水泥浆前需要充分洗井，将黏附在井壁的钻井液清洗干净，降低井液对水泥浆体系带来的不利影响。

同时为了防止水泥浆受到污染，通过隔离液的作用，预防水泥浆体系变化，保证水泥浆的质量符合施工的要求，达到设计的注水泥塞施工的质量。

在石油井下作业施工过程中，为了达到最佳的封堵效果，强化注水泥塞的技术研究，设计最优化的注水泥工序，才能达到预期的施工的质量标准。

应用水泥塞封闭已经试油作业的层位，进行分层的井下作业施工的时候，用于封隔已经操作的层位，达到分层的作用效果。

在找漏作业过程中，封固漏失层位，通过注水泥塞的方式，解决井下储层漏失的难题。

注悬空的水泥塞以及侧钻水泥塞的难度系数最大，注入的水泥塞不能过长，也不可以过短，使其规格尺寸达到设计要求，才能实现预期的作用效果。

提高注水泥塞的一次性成功率，降低注水泥塞作业施工的成本，才能保证井下作业施工的顺利实施，达到降本增效的技术要求。

2 注水泥塞作业技术措施研究和应用注水泥塞的作业技术措施，提高注水泥浆作业施工的质量，降低施工的成本，保证水泥浆凝固后，形成稳固的水泥环，达到最佳的封堵作用效果，满足油田井下作业施工的需要。

注水泥塞工艺目录二、工艺原理二、注水泥塞的目的及用途三、注水泥塞的方法及施工步骤四、注水泥塞计算注水泥塞工艺是将一定量的水泥浆替到套管内或井眼的某一部位，使其形成满足注采需要的新的人工井底或满足工艺过程的临时封闭某井段的工艺技术。

一、工艺原理当干水泥与适量的水混合成水泥浆后，水泥颗粒与水立即发生水化反应，使水泥浆中产生以水硅酸钙为主要成分的胶体，随着水化作用的不断进行，胶体不断增多，并逐渐聚集变稠。

同时在胶体中产生形成水泥石的新化合物，逐渐在非晶质胶体中开始呈现微粒晶体，并逐渐硬化，使水泥浆失去流动性。

在这一过程中，当水泥浆开始变稠并部分失去塑性时，称为初凝；当水泥浆完全失去流动性并刚能承担一定压力时称为终凝。

终凝完毕后水泥浆硬化成石。

二、注水泥塞的目的及用途在井下作业中注水泥塞是常用的工艺技术之一。

注水泥塞的目的及用途主要有以下几种：（1）封闭已试油层上返新层试油，或进行分层作业时的封堵非目的层。

（2）封闭底部水层；（3）找堵漏、找封窜、上部套管试压等隔开封闭某一层段。

（4）堵塞报废井及回填枯竭层位。

（5）出于安全目的的封闭层位（如封闭高压层、有毒有害流体层）（6）特殊情况下的封堵。

三、注水泥塞的方法及施工步骤1.注水泥塞方法按注水泥塞位置来分有实心水泥塞及悬空水泥塞两种。

为节省水泥、和方便施工，一般情况下多采用注悬空水泥塞方法。

根据井内压力及施工工艺分为灌注法注水泥塞、循环法注水泥塞、挤注法注水泥塞（包括循环+挤注）、电缆/绳索倒灰法等四种方法。

2.注水泥塞施工步骤（1）循环注水泥塞这是目前油田应用最广泛的方法。

是将配好的水泥浆泵入井内循环顶替至预定位置，候凝固结，形成封堵。

其施工步骤如下：1).将注水泥管柱下至预计水泥塞底部,并循环洗井到井内稳定。

2).按设计配制好水泥浆后按前隔离液，水泥浆、后隔离液、替置液顺序和设计量注入井内。

3).将水泥浆替置到设计位置,此时,管内外应处于平衡，上提管柱至预定水泥面以上1-3m4).反循环洗井，洗出多余水泥浆。

填砂注水泥塞工艺特点和施工应用探究修井作业施工过程中，经常遇到漏失严重、套管损坏的油井，进行注水泥塞封堵井段的施工工序。

如果不对漏失井段进行预处理，而采用直接向井筒内注入水泥浆封层，其一次成功率几乎非常微小。

因为水泥浆未等凝固会直接漏入地层，在井筒内无法凝结。

这样，形成了多次注水泥塞，即污染了地层，又增加了费用，还耽误时间，增加了工作量。

标签：填砂；注水泥塞；井漏随着油田的不断开发，地层原始压力不断下降，目前采油厂部分油井，因长期生产和多次作业、注采，造成油井近井地带压力降低，随着油田开发进入晚期，井筒漏失现象越来越严重。

而注水泥塞工艺由于井筒漏失往往不能一次成功，本文将通过研究利用填砂技术来提高注塞一次成功率。

1 漏失井封堵对策研究对漏失的井段进行预处理，找出了几种应对方法：采用桥塞封堵漏层；打木塞封堵；挤暂堵剂；填砂等多项可行技术。

（1）打桥塞技术：打桥塞封堵的效果好，但因桥塞价格费用高，施工还需要多加一趟管柱，而且，对套管内的要求高，比如，套管内损坏程度、管壁清洁程度等。

再有，对今后的层位再利用，钻塞时增加了很大的难度，这些都制约了桥塞技术的应用。

（2）打木塞技术：打木塞的封堵效果差，而且木塞对套管的规范有限制，无法在组合套管或侧钻井内使用，这种技术也不是最好的办法，不是首选的技术。

（3）挤注暂堵剂技术：暂堵剂的造价昂贵，用量也大，但封堵的效果也不好，也不是好的技术。

（4）填砂技术：因砂源广，费用低，成本上非常适合，且封堵的效果很好，在今后封堵层位再利用的处理上也非常省力，对油层的污染小。

即可提高作业时率，又可节省产生的费用，是非常可行的技术方法。

2 填砂注塞原理及操作方法2.1 原理这种技术的原理是：在注灰的管柱内，泵车用清水将砂缓慢地送入井筒内，在设计的灰面10m以下部位形成砂柱，从而堵塞漏失层位，保证水泥浆在井筒内不漏失形成灰塞。

2.2 操作方法（1）所需砂量的计算方法：公式：Q = π/4 R（H1-H2-H3）式中：Q—所需的砂量，m3：R—套管内径，mm；H1—实探井底，m；H2 —设计灰面深度，m；H3—水泥塞厚度，m。

常规注水泥塞作业规程1 主题内容与适用范围本规程规定了注水泥塞的作业设计、作业准备、作业程序、质量控制与安全要求，资料录取及质量检验。

本规程适用于油井裸眼段、套管内注水泥塞作业，主要用于以下几种用途：处理钻井过程中的井漏；定向钻井的侧钻和造斜；堵塞报废井及回填枯竭层位；其他类型的注水泥塞作业亦可参照使用。

2 引用标准无3 作业设计3.1 资料收集3.1.1 收集作业井的井身结构、封固井段、井径数据、井下情况、设备情况、钻具情况、钻井液性能、钻井参数。

3.1.2 收集水泥浆性能。

3.2 设计原则水泥塞厚度应严格按工程技术要求执行。

3.3 注水泥塞设计编写要求编写内容、格式应符合附录A的要求。

4 作业准备4.1 材料准备4.1.1 按设计要求备足合格的油井水泥和添加剂,并妥善保存,防止受潮。

4.1.2 作业前取水泥样和水样做水泥浆初凝、终凝、流动度试验和添加剂配方试验。

水泥养护温度应按作业井段的温度。

4.1.3 备足配浆液,其总量不应小于使用量的1.5倍4.2 井眼及管柱准备4.2.1 准确计算、丈量、配好注水泥塞管柱,并作好记录。

4.2.2 循环并处理好泥浆性能，提高泥浆对井壁的冲洗效果，钻井液性能应能维持井壁稳定、井眼干净、无油气侵。

4.2.3 保证按下入钻具紧扣顺序、整立柱起钻，不得错扣。

4.3 地面设施、设备准备4.3.1 对地面设备进行严格细致检查，保证固定部位安全可靠，转动部分运转正常，仪表准确灵活。

主要检查下列部位：a)井架及底座；b)提升系统：绞车、天车、游动滑车、大钩吊环、钢丝绳及固定绳卡等；c)动力设备:柴油机、钻井泵、空压机、发电机及传动系统；d)仪表:指重表、泵冲数表、泵压表、及扭矩表等；4.3.2 B型钳使用灵活、安全可靠性的质量检查4.3.3 地面管线连接可靠、不刺不漏。

4.3.4 顶替泥浆的计量准备。

4.3.5 受污染钻井液的处理准备。

5 作业程序5.1 按相关指令要求将注水泥塞管柱下入井中至规定的深度。

怎样打好水泥塞【摘要】对打水泥塞这个工艺从水泥的选择和水泥浆的配置、打塞步骤和提高成功率要注意的问题进行简要的叙述。

【关键词】打水泥塞步骤成功率实例所谓打水泥塞，就是通过一定的途径和方法，将一定要求的水泥浆替入到井筒的适当位置，让其凝固，封堵下面已经打开的地层，便于上面目地层的地层改造、求产和其它井下作业等施工。

打水泥塞的成败直接关系到以后的施工的好坏，所以说打水泥塞在井下作业中是一项很重要的工序。

在我工作的这段时间里，我先后经历几次打水泥塞，每次都取得了成功，达到了设计要求，在这里我把打塞的整个过程、作为一个技术员在打塞的时候应该做的事情和提高成功率的方法,和大家探讨一下。

1、施工设计1.1 资料收集a 施工井的井别、套管规格和套损情况。

b 需要封堵的井段以及其他有关井段的情况。

c 地层的产液和产气量，产液和产气的性质。

d 井的漏失情况以及历次作业情况。

e 目前的井下情况和井史。

f施工井的地层温度和地层压力系数j水泥性能1.2 打水泥塞的施工设计a 水泥塞厚度应该在10m以上，灰面要在设计的深度位置，达到设计要求。

b 水泥塞底面到被封隔层顶界距离一般应该大于5m，漏失比较大的井根据现场情况作决定。

c注水泥塞后井筒口袋深度应符合地质要求。

d用非清水压井注水泥塞时，压井液前后均必须替入适量清水做隔离液，井深超过3500米的井必须采用优质性能压井液。

1.3施工用液准备根据施工设计要求备足符合要求的压井液和清水A施工前备足洗井液，隔离液和顶替液，液量不少于使用液量的1.5倍，施工前应取水样，做水分析。

B将合格的清水放入1 m3配水泥浆罐内1.4油水井水泥准备A按设计要求，选择合适的油井水泥及添加剂，并妥善保管，防止受潮。

水泥的基本性能见表1（吉林油田常用的是A级和G级水泥，当井深超过1800m时一般用G级水泥，没超过1800m的就用A级水泥，另外根据井况的需要可添加缓凝剂，施工前要在实验室，对所用的水泥及添加剂的性能进行抽样化验）。

快速注水泥塞工艺研究与应用发布时间：2022-09-13T02:30:55.407Z 来源：《科技新时代》2022年2月第4期作者：张来喜冶廷福许红玮吴正银张峰龚秋全周胤男王海兵洪振华[导读] 随着油田的不断发展，地层能量下降，为提高采收率，寻求新的开发层时，需要采取张来喜冶廷福许红玮吴正银张峰龚秋全周胤男王海兵洪振华青海油田井下作业公司青海海西 816400）摘要：随着油田的不断发展，地层能量下降，为提高采收率，寻求新的开发层时，需要采取层调、封堵、填封等施工工艺，考虑经济因素，优选注水泥塞封堵工艺，面临降本增效及日益严峻的环保形势，对注水泥塞施工提出了更高的要求。

关键词：施工工艺注水泥塞封堵注水泥工艺环保1．研究背景目前，石油修井作业施工过程中，对于层调、封堵等施工，对于其封堵的目的层进行注水塞，完成封堵作业。

注水泥塞工艺是将一定量的水泥浆替到套管内或井眼的某一部位，使其满足工艺过程的临时封闭封堵某井段层位,或形成满足注采需要的新的人工井底的一项工艺技术。

注水泥塞的目的及用途主要有以下几种: ①封闭已试油层上返新层试油，或进行分层作业时的封堵非目的层；②封闭底部水层；③堵漏、封窜、上部套管试压等隔开封闭某一层段，堵塞报废井及回填枯竭层位；④出于安全目的的封闭层位（如封闭高压层、有毒有害流体层）；⑤特殊情况下的封堵等。

具体实施过程中，使用水泥车将搅拌好的水泥浆注入井筒，顶替泥浆至设计位置后，上提管柱至设计塞面位置以上2m-5m位置，开泵反循环洗井，洗出多余水泥浆，井筒内水泥浆凝固后封堵其下部油水层。

这种常规传统注塞工艺，存在拌浆时间长、拌浆不均匀、顶替量计量不精准等问题，影响注塞质量，增加人力物力，施工人员容易吸入水泥灰尘，并且造成水泥落地，造成环境污染，鉴于目前的形势，急需研究一套快速注水泥塞的工艺技术，实现自动搅拌、自动计量、安全环保的目的，杜绝工程事故，确保施工成功率。

2．方法研究2.1研究的目的：如何降低员工的劳动强度，提高注塞质量和效率；就此，我们研究、设计、加工一种水泥浆精准计量电动搅拌池。

平衡法注水泥塞现场应用技术摘要：目前油气田注回填水泥塞侧钻、注试油水泥塞分层试采以及注水泥塞封井工作量较大，随着深井，超深井越来越多，井下情况越来越复杂，使得施工中出现了“插旗杆”或者“灌香肠”事故，给固井施工造成较大的压力，本文根据多年注水泥塞的施工经验，总结了平衡法水泥塞施工中各个施工步骤的技术要求。

关键词：平衡法注水泥塞；技术要求；现场实践水泥塞作业具有突然性，在固井施工中又划入“零星作业” ，因此给人的错觉就是简单、小型而不重要的施工作业，从而导致出现一些事故，而这些事故往往就会造成一口投资几千万上亿的井报废，因此应该引起固井工程师的高度重视，从各个方面进行仔细的考虑，确保施工作业的安全进行，以达到业主的要求。

一、水泥塞的分类注水泥塞施工种类繁多，一般根据用途分为：堵漏水泥塞、侧钻水泥塞、封井水泥塞、试油水泥塞、回填水泥塞（其中又分为纠斜和导眼水泥塞两种）等。

其中又根据注水泥塞的入井管柱离井底或人工井底又分为底塞和悬空水泥塞两种，注悬空水泥塞时由于水泥浆向下沉降和水泥浆候凝期间的重力置换等因素可能造成注水泥塞施工失败，所以在注悬空水泥塞作业前应在入井管柱下面垫100～300m的高粘液体，以减少水泥浆的下沉和置换程度。

二、注水泥塞方法注水泥塞主要有以下两种方法：（一）平衡法注水泥塞所谓平衡法注水泥塞就是通过压力平衡计算，前置液所占环空高度与后置液所占钻具高度保持一致，同时确保替浆结束后钻具内液柱压力略高于环空液柱压力的注水泥塞方法，目前施工主要采用这种方法注水泥塞。

（二）倾筒法注水泥塞所谓倾筒法注水泥塞就是预先把水泥浆配好后装入特制的倾筒内，然后通过电缆把倾筒送至注水泥塞位置进行注水泥塞，目前这种方法在油气田采用不多。

三、施工过程技术要求（一）注水泥塞设计1、资料收集，应有作业井的套管规格、井段、注塞管柱规格、温度、压力系数、泥浆性能、井下情况、作业目的等。

2、设计原则，坚持“三压稳”的原则，即施工前压稳、施工过程中压稳和候凝过程中压稳。

技术应用166 2015年19期浅谈井下封堵技术之注水泥塞工艺保长更朱启耀李宇杰中国石油天然气股份有限公司青海油田分公司涩北作业公司，青海格尔木 816000摘要：在油田的开发与生产进入中后期后，为保证各项工作如分层试油、回采油层、封层、封井等的顺利进行，采取将水泥浆注入油层套管中的方法，以坚硬的水泥塞帮助井中某一层段实现封隔，这便是注水泥塞工艺。

本文简单介绍了注水泥塞工艺以及影响因素、使用方法和施工时需要注意的问题。

关键词：油井；注水泥塞；封堵技术中图分类号：TE256 文献标识码：A 文章编号：1671-5799(2015)19-0166-011 注水泥塞概述为了满足工艺过程中的需要或是注采的需要，在套管内把适量的水泥浆替到其中以实现对某井段的临时封闭或形成新的人工井底，这一工艺技术就是注水泥塞。

这一工艺技术的原理为，在适量的水和干水泥相混合后产生水泥浆，水立即与水泥颗粒产生水化反应最后产生胶体，胶体的主要成分是水硅酸钙，在不断进行水化作用的过程中，胶体也会不断的增加，最后聚集变稠。

与此同时，非晶质胶体中还会出现新化合物，慢慢形成微粒晶体并不断的硬化，最后水泥的流动性就会变弱直至丧失。

分为初凝与终凝两个阶段，初凝是水泥浆不断变稠，开始失去部分塑性的过程；终凝是水泥浆流动性完全消失，并对压力形成一定的承担能力的过程[1]。

注水泥塞工艺技术常用于井下作业。

这一工艺使用的主要目的和用途为：①对底部水层进行封闭；②对油气层进行封闭，从而上返新油层，或者是在分层作业的过程中进行非目的层的封堵；③上部套管试压、找封窜、找堵漏等实施某一层段的隔开和封闭；④对枯竭层位进行回填，对报废井进行堵塞；⑤为了安全而实施的封闭，如有害有毒流体层封闭、高压层封闭等；⑥出于特殊原因需要实施的封堵。

挤注法、泵注置换法、灰筒倒置法是注灰塞的三种方法，灰塞分为悬空灰塞与底部灰塞两种。

这一施工工序在实际的井下作业中并不是复杂、难度大的工艺，但施工会受到多种因素的影响而导致失败，出现施工事故如水泥卡钻。