注水泥塞施工工艺48页PPT

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。

注水泥塞对于不同的井况与不同的施工目的，应选用不同的施工方法。

现场应用的注灰塞方法有平推法、泵循环法和挤注法三种。

平推法应用于浅井，后两种方法应用于高压井或深井。

注灰塞的种类，按照注入位置不同分为注底部灰塞和注悬空灰塞两种。

一般说来，底部灰塞较悬空达塞容易些；在常规作业压力不高的浅井注长段灰塞比较容易；在高压深井注短井段的悬空灰塞比较困难；在小井眼注灰塞比在大井眼注灰塞困难。

一、注灰塞的基本办法按设计要求下入注灰管柱进行反洗井；调配合乎要求的水泥浆；按次序将水泥浆挤入井内；上提注灰管进行反洗井；关井候凝。

其具体施工步骤如下：①将注灰管柱下至预计所注灰塞底部，进行循环洗井1.5-2周。

②计算好灰浆量并配制好。

③将灰浆泵入到井筒内，使用顶替液将灰浆泵至设计深度，做到油套压力平衡。

④上提注灰管柱。

提至设计灰塞灰面顶部2m，进行反循环洗井洗出所有残浆。

⑤上提注灰管柱100m、灌满清水，关井候凝至少24小时。

二、注灰塞的基本要求第一，准确计算好灰浆、顶替量。

第二，施工过程中操作人员动作连贯。

第三，顶替液顶替至设计位置后，管柱离开液体时要慢。

为确保安全顺利施工，具体计算公式如下：1.水泥浆体积计算①理论公式：V=πD2/4·H·K式中：V——水泥浆用量（米3）；D——套管内径（米）；H——水泥水泥长度（米）；K——附加系数（一般取1.5～2）。

K的取值原则是：51/2井套管K值常规1.5-2倍取大些；。

②现场计算公式：V=q·H·K式中：q——注灰管内容积（升/米）。

2.干水泥用量计算①理论公式：T=V·式中：γ干——干水泥相对密度（一般取3.15）；γ浆——水泥浆相对密度；γ水——水的相对密度；V——水泥浆的体积（米3）；T——干水泥重量（吨）。

注灰塞套管内容积②现场计算公式：T=V·K式中K为干水泥换算系数。

为了方便现场各种体积单位的计算，将K换算成三种系数。

井下封堵技术之注水泥塞工艺摘要：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。

在修井工作中为了进行回采油层、找漏堵漏、找串封串及上部套管试压工作，用注入水泥浆在井内某一段位置上形成坚固的水泥塞，这是修井中常见的工作之一。

注灰塞的方法有灰筒倒置法、泵注置换法和挤注法三种。

关键词：井下封堵泥塞注水一、引言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。

其原理是：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。

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：一是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；二是封闭底部水层；三是找堵漏、找封窜、上部套管试压等隔开封闭某一层段；四是堵塞报废井及回填枯竭层位；五是出于安全目的的封闭层位（如封闭高压层、有毒有害流体层）；六是特殊情况下的封堵。

注灰塞的方法有灰筒倒置法、泵注置换法和挤注法三种。

灰塞的种类可分两种：底部灰塞和悬空灰塞。

对于这种施工，在我们井下作业这个行当中，并不是一道很复杂的施工工序，但由于多方面的原因，造成施工失败，甚至造成水泥卡钻事故的施工也屡见不鲜。

二、造成注水泥塞失败的原因分析注水泥塞失败的原因有很多，例如对井下条件了解不够，特别是压力、温度对水泥浆性能的影响，南13井就是最好的例子；对水泥标号、生产厂家、性能及该加何种添加剂的水泥浆配方不清楚，也不做仿井下条件的水泥浆稠化试验；对井喷、井漏等井下复杂情况对水泥塞的影响欠考虑；对层间距较小、水泥塞长度较短及用封隔器分层挤注水泥塞等较复杂的施工方法不太了解或缺乏对此类井施工的研究；填砂后，沉砂时间不够，也不进行充分循环洗井，注水泥浆时，将砂子循环至环空，反洗井时将砂子堆至油管接箍处形成砂桥，造成卡钻（小井眼井中）；对各种数据不进行多次计算及核实，造成管柱下深、封堵井段、替量等重要数据出现失误；设备保障不到位。

常规井注灰塞施工工艺在油田开发过程中，经常会遇到油井由于出水而严重影响油井产量的现象。

为了解决开发过程中遇到的上述问题，经常采用注水泥塞的办法加以解决。

因此，注水泥塞是修井行业一项非常重要的施工内容。

注水泥塞的目的方法及应用范围1、目的及方法：就是通过向井内注入水泥浆，待水泥浆沉淀凝固后在夹层位置形成一个灰塞，达到封堵下部油层，开发上部油层或进行其它作业施工的目的。

2、应用范围：要求该油井套管固井质量完好，无窜槽；夹层厚度满足工艺要求；封下采上开发或暂时对上部油层采取工艺措施后合采等施工井。

注水泥塞的施工步骤1、根据施工设计，确定施工方案接到注水泥浆施工设计后，详细研究施工设计，针对施工目的制定注水泥塞施工方案。

从甲方取得施工井相关层位水性、地层温度、地层压力、地层渗透率、漏失情况等资料，并根据相关资料论证是否影响注水泥塞施工。

根据施工设计进行井筒准备，起出原井生产管柱，通井、刮管至施工设计位置。

根据上述内容制定详细的施工方案，并报上级主管部门、主管领导及相关部门进行审核、审批。

2、灰浆量、顶替量、干水泥量的计算3、施工准备地面设备：挤水泥前检查好通井机、绞车、传动系统、提升系统等各种设备，做到起下钻不发生任何故障，水泥车组工作可靠。

井眼准备：井眼应畅通，井壁清洁，井内压力相对稳定。

工具及材料准备：下入井内管柱位置准确，达到规定上扣扭矩并密封。

数据齐全、准确。

地面管线试压合格。

并备有合乎性能的压井液、水泥、添加剂、清水等。

4、注灰操作规程按设计要求，检查、丈量、组配好注灰管柱后，加深油管进行充分循环洗井，井筒清洗干净后，将管柱完成在设计位置。

当油井口袋较深时，多采用压胶塞、木塞或填砂等办法打悬空水泥塞。

木塞外径一般小于套管内径1—2毫米，胶塞外径应大于套管内径1—2毫米。

若采用填砂方式封堵油层，填砂时填砂量要均匀，水量充足，及时将砂子冲至井底，并不停活动管柱，防止卡死。

砂子要填满填实。

填到设计要求位置后进行反洗井，清洗净井筒内残留的砂子。