挤水泥固井

挤水泥技术介绍油田, 水泥, 委内瑞拉, 技术, 合同Caracoles合同区位于委内瑞拉东部盆地Ma-turin凹陷的南坡上,是委内瑞拉第三轮招标油田之一,CNPC于1998年2月25日接管该油田。

合同区内油田最早于1946年投入开发,1976年达到历史最高水平,投产125口,开井47口,平均日产油2122m3。

随后油田进入递减阶段,开井数呈下降趋势,从1979年的92口降至1988年的27口,接管时开井43口,日产油254 m3,含水43%,气油比679 m3/m^3。

共钻新井28口,修井78口。

CNPC接管油田以来,通过老井挖潜和新井实施措施,原油产量稳中有升,至2000年12月,开井79口,日产油1468 m3,综合含水58.7%,阶段累积产油57.5812×104m3。

在这些工艺措施中,采用了水泥封堵技术,封堵油层下部的高含水层,控制水淹层位,在这个地区共实施挤水泥125井次,施工成功率100%。

这些油藏驱动类型可分为封闭油藏、边水油藏、气顶边水油藏、气藏油藏和底水驱油藏5种,油层分布井段长,单层厚度小,油藏规模小,分布零碎。

以稀油为主,重油次之。

中新统的Oficina组油层统计了196个油藏,原油重度平均为36.5°API,属轻质油;渐新统的Merecure组油层统计了124个油藏,原油重度平均为27.2°API,多属于中质油。

地层矿化度在0.5×104~3.7×10^4mg/L之间,为NaCl水型。

一、Caracoles油田挤水泥工艺的目的挤水泥是在足够的压力下将水泥浆注在井中某一段,是水泥浆在地层表面脱水、造壁、硬化并封堵空隙的过程。

在钻井、固井、完井和修井作业中都采用挤水泥。

挤水泥作业的目的主体分为三大类,他们是修补固井质量差的井,封堵地层,修补有问题的套管井。

修补固井质量差的井主要是修补薄弱的套管鞋,防止气侵或回流进入水泥环空,完成套管或衬管顶部环空灌浆,封堵由钻井液顶替不当或不良套管扶正造成的在井眼上侧或下侧窜槽,封堵套管、水泥或地层、水泥界面间的微环隙。

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。

油田修井作业挤水泥技术浅析摘要：近年来，我国油田建设发展迅速，修井作业技术更是日趋成熟，其中挤水泥技术作为油田修井作业的重要构成和关键环节，需要根据地质环境、工艺目的、油井条件等采取相应的方法，方能达到最佳效果。

对此，本文阐述了挤水泥技术对水泥的要求，并就其技术工艺进行了分析，希望对提高技术实效有所帮助。

关键词：油田修井作业挤水泥技术修井作业是油田建设的重要环节，为进一步改善修井质量，诸多技术工艺相继诞生和应用，其中挤水泥技术凭借其封窜、封层、封井以及堵水的良好功效得以在修井作业中广泛应用，并逐渐发展成为其不可或缺的技术工艺之一。

但为最大限度的发挥挤水泥技术的优势，应基于油田修井作业实际条件选择最佳的施工工艺，故在此就其加以重点分析。

一、挤水泥技术对水泥的要求阐述挤水泥技术是指在压差的作用下，促使水泥在喉道位置因滤失形成滤饼，然后再凝结固化后形成水泥石。

因水泥性能直接关系到施工效果，故一般对水泥具有如下要求：稠度适宜、流动性好，且均匀不起泡；稳定性合适、抗水腐蚀能力强，且固化不易受油气水干扰；失水压力、失水量适合，无固化渗透，且抗压强度、渗透性能够满足射孔要求，以免产生不必要的裂缝；水泥密度上下一致，体积收缩率较小，且具有较高的顶替效率。

概括的讲，即无论是水泥灌注期间，还是候凝、硬化环节，其物理和化学性能均要与实际要求相符，如若地层松散、渗透性高，通常采用组合水泥，其首浆和尾浆的失水量适宜控制在300-800mL/30mim和100mL/30mim，而稠化时间则分别为2h和4h左右；若为致密地层，其泵压建议为24-28Mpa，吸收排量则为50-100L/mim，具体参数应视情况而定[1]。

二、油田修井作业中挤水泥技术分析1.常见的技术方法油田修井作业中的挤水泥技术，主要是用于封堵外窜槽、枯竭层位、报废油井以及阻挡水层，以此避免层位运移、减少出水、加固套管，进而提高油田采收效率和质量。

一般涉及下述几种技术工艺：一是光管柱挤入法；若加以细分，该技术包括适用于地层吸收效果不明、套管密压不合理、老井等情况的循环挤入法，即将管柱下放至挤注层10-20m以上位置，然后挤注水泥浆，当其形成滤饼致使泵压上升明显时停止挤注，并清洗多余泥浆，对管柱进行提升、候凝操作，如图1所示，虽然其安全性良好，但要严格控制失水压力[2]；适用于加固套管、封堵炮眼的送浆加压法，即经油管将适量的水泥浆送至要求位置，然后借助管柱的上提对井筒施工一定的压力，并随后关井，以此促使水泥浆顺利到达目的层并滤失、凝结，虽然该技术安全性好，能够有效掌握计入压力，且用浆量少，但需要较长的送浆和挤入时间，并准确控制泥浆的顶替量；再如适用于封井、封层、封窜等的平推加压法，即下方光管柱至挤入层上部的合适位置，先挤入泥浆后挤入清水，待水泥浆达到预定位置后直接带压关井，该种技术挤入压力低、泥浆量充足且无需洗井，在水层为正压的浅井地层中尤为有效。

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。

固井工艺技术常规固井工艺内管法固井工艺尾管固井工艺尾管回接固井工艺分级固井工艺选择式注水泥固井工艺筛管(裸眼）顶部注水泥固井工艺封隔器完井及水泥充填封隔器固井工艺注水泥塞工艺预应力固井工艺挤水泥补救工艺技术漏失井固井技术高压井固井技术大斜度井固井技术深井及超深井固井技术长封固段井固井技术小间隙井固井技术糖葫芦井眼固井技术气井固井技术（一）常规固井工艺常规固井工艺是指在井身质量较好，且井下无特殊复杂情况,封固段较短的封固要求下，将配制好的水泥浆，通过前置液、下胶塞（隔离塞）与钻井液隔离后，一次性地通过高压管汇、水泥头、套管串注入井内,从管串底部进入环空，到达设计位置,以达到设计井段的套管与井壁间的有效封固。

套管串结构：引鞋+旋流短节+2根套管+浮箍+套管串.施工流程：注前置液→注水泥浆→压碰压塞（上胶塞）→替钻井液→碰压→候凝。

保证施工安全和固井质量的基本条件：（1）井眼畅通。

（2）井底干净。

（3）井径规则，井径扩大率小于15％。

（4）固井前井下不漏失。

（5）钻井液中无严重油气侵，油气上窜速度小于10m/h.（6）套管居中，居中度不小于75%。

（7)套管与井壁环形间隙大于20mm。

（8)钻井液性能在不影响井壁稳定、保证井下压稳的情况下，应保证低粘度、低切力、低密度,具有良好的流动性能。

（9）水泥浆稠化时间、流动度等物理性能应满足施工要求。

（10)水泥浆和钻井液要有一定密度差，一般要大于0。

2. （11）下灰设备、供水设备、注水泥设备、替泥浆设备及高低压管汇等，性能满足施工要求。

（二）内管法固井工艺内管法固井工艺是用下部连接有浮箍插头的小直径钻杆插入套管的插座式浮箍（或插座式浮鞋)，与环空建立循环，用水泥车通过钻杆向套管外环空注水泥。

采用该工艺注水泥能减少水泥浆在套管内与钻井液的掺混，缩短顶替钻井液时间。

用该工艺进行表层时，水泥浆可提前返出,从而减少因附加水泥量过大而造成的浪费和环境污染.该工艺一般用于大直径套管固井。

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。