碰压法打水泥塞

碰压法打水泥塞
【摘要】本文针对溢流、漏失及层间矛盾大的井注水泥塞一次施工成功率低的难题，研究出碰压法注水泥塞工艺技术，该工艺以井下导流短接为关键，地面配套使用压塞管汇，利用泵车将水泥浆注入设计井段，完成注水泥塞施工，减少层间矛盾的影响，避免了注水泥施工对地层的污染，提高了注水泥塞一次成功率。

【关键词】注水泥塞碰压胶塞管柱
随着油田开发进入中后期，注水泥塞封堵成为油田稳产增产的主要措施之一。

常规注水泥塞方式在溢流、漏失、层间矛盾大的井成功率低，溢流井注水泥塞主要表现为：一是顶替完反洗井时易将水泥浆洗出井筒，造成井筒内灰量减少或没有灰量，导致重复注水泥塞施工；二是关井候凝过程中井内水泥浆在下部高压影响下上移，易造成灰塞上升。

漏失井注水泥塞主要表现为：一是水泥浆在井筒液柱压力的作用下经常漏入地层，不能停留在设计封堵井段凝固，造成注水泥塞施工失败，需要多次重复施工；二是多次注水泥塞易造成储层污染。

层间矛盾大的井在层间压力的作用下造成水泥塞的上升或下移，不能停留在设计封堵井段，造成注水泥塞失败。

为解决上述问题，针对溢流井、漏失及层间矛盾大的井注水泥塞施工，研究出碰压法注水泥塞工艺，减少层间矛盾的影响，提高了注水泥塞一次成功率。

1 相关工具
1.1 井下碰压注灰控制装置
1.1.1 结构组成
井下导流短接结构主要由上接头、外筒、中心管、胶塞、出液孔、底座和下接头组成。

1.1.2 工作原理
将井下碰压注灰控制装置随管柱下至设计位置，先挤入前置液（清水），投胶塞1，正挤配置合格的适量水泥浆；投胶塞2，正挤适量后置液（清水），控制塞面深度；投胶塞3，正挤适量清水，待胶塞3达到出液孔2位置，此时有压力显示（碰压），立即停泵，完成注水泥施工。

1.2 井口压塞管汇
1.2.1 结构组成
井口压塞管汇结构主要有本体、压塞阀、放压阀等组成。

1.2.2 工作原理
注水泥管柱下至设计位置后，安装井口，将压塞管汇装至井口上，关闭压塞阀2、打开压塞阀1，投放胶塞1、关闭压塞阀1。

打开压塞2，正挤配置合格的水泥浆；关闭压塞阀2，打开压塞阀1投放胶塞2、关闭压塞阀1。

正挤后置液（清水）压胶塞2；关闭压塞阀2，打开压塞阀1、投放胶塞3、关闭压塞阀1。

正挤适量清水至碰压显示，完成注水泥浆施工。

1.2.3 主要作用
依次投放胶塞，隔离水灰。

1.3 其他配套工具
1.3.1 封隔器
封闭油套环形空间，隔离封堵层与待生产层。

1.3.2 定压滑套
安装至封隔器下，主要作用是验管。

1.3.3 反向球座
安装至定压滑套下，注水泥施工结束停泵后，防止下部流体倒流，具有单流止逆功能。

1.3.4 十字叉
承托定压滑套芯子。

1.3.5 胶塞
隔离灰浆与清水，阻断导流短接以上油管内压力对地层的作用。

2 注水泥管柱
2.1 管柱组成
碰压法注水泥井下工艺管柱结构如图所示，自上而下为：油管+井下导流短接+封隔器+反向球座+定压滑套+十字叉。

2.2 工艺流程及原理
⑴下管柱、校深、调整封隔器深度。

⑵验管，验管合格打开定压滑套，滑套芯子落在十字叉上。

⑶坐封封隔器、验封，在不大于验管压力下正挤测吸水。

⑷油管上安装地面管汇、管线试压。

⑸正挤一定量的清水隔离液，关闭压塞阀2，投胶塞1，关闭放压阀、压塞阀1。

⑹配置水泥浆，打开压塞阀2，根据夹层厚度设计、挤注一定量水泥浆。

⑺关闭压塞阀2，打开放压阀、压塞阀1，冲洗管线内灰浆，投胶塞2，关闭放压阀、压塞阀1。

⑻打开压塞阀2，根据设计塞面至十字叉的套管内容积，和十字叉至导流短接的油管管内容积，挤注一定量的清水。

⑼关闭压塞阀2，打开放压阀、压塞阀1，投胶塞3，关闭放压阀、压塞阀1。

⑽打开压塞阀2，计算、计量、挤注导流短接以上的油管管内容积的清水。

⑾由于胶塞与油管过盈配合，胶塞1、2隔离开洗井液，使水泥浆不受水侵；胶塞2、3之间的清水量控制了塞面深度；在液压作用下，当胶塞1下行至低座时，堵塞底座孔，水泥浆从孔1、2经中心管与外筒环空导入下接头内；当胶塞2下行至胶塞1上时，胶塞2堵塞孔1，控塞清水从孔2经中心管与外筒环空导入下接头内；当胶塞3下行至胶塞2上时，胶塞3堵塞孔2，碰压、停泵，胶塞3隔离其以上液柱压力对井底的作用，防止塞面下移，单流阀关闭并隔离地层压力对其以上的作用，封隔器阻断环空液柱压力与井底压力之间的相互作用，防止水泥浆上返，关井候凝、起出管柱。

3 技术特点
与常规注水泥塞相比，碰压法注水泥塞工艺具有以下特点：
⑴隔离、阻断了设计塞面上下油层之间压力的相互作用，隔离、
阻断了油管与地层之间、环空与地层之间压力的相互作用。

⑵胶塞隔离灰浆，使之不受水侵，保证了水泥塞的密实。

⑶管柱校深，胶塞2、3之间清水定量，计量、碰压双措施保证了塞面精准。

⑷提高注水泥塞一次成功率，节约修井时间和修井成本，减少施工中的储层污染。

参考文献：
[1]吴奇.《井下作业工程师手册》.北京.石油工业出版社.2003.。