注水泥塞技术
注水泥塞工艺技术
早强水泥
D - * * 1830-3050 76.7- 127 100 - 中温、中压条件选用
E - * * 3050-4270 76-143 154 - 超高温、高压条件
F - * * 3050-4880 110-160 190 - 超高温、高压条件选用
G - * * 0-
H - * * 0-2240 0-93 90 120
基本水
J * - - 3660-4880 49-166 180 - 超高温、高压条件选用
注:*表示有此种类型。
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1、油井水泥
1.3 初凝与终凝
水泥是一种无机的水硬性胶凝材料，当其与水混合后立 即发生一系列的物理、化学变化、浆体逐渐由液态转变为固 态，这个变化过程就是水泥浆的凝结过程。
注水泥塞工艺技术
注水泥塞工艺技术
注水泥塞
注水泥塞工艺是将一定量的水泥浆替到套管 内的某一部位，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封闭某井段的工艺技术。 也是我们常说的打水泥塞。
常规修井作业规程第14部分:注塞、钻塞 SY/T 5587.14-2004
2
注水泥塞工艺技术
注水泥塞的目的
C级：适用深度范围0-1828.8m,温度至76.7度，属高早期强 度水泥，分普通，中抗，和高抗硫三种。
7
1、油井水泥
1.2 油井水泥API分类
D级：适用深度范围1828.8-3050,温度至76-127度，为基质水泥加缓凝剂， 用于中温中压条件，分中抗硫和高抗硫两种。
E级：适用深度范围3050-4270,温度至76-143度，为基质水泥加缓凝剂， 用于高温高压条件，分中抗硫和高抗硫两种。
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1、油井水泥
1.2 油井水泥API分类
注水泥风险识别与钻水泥塞技术措施
固62-60井注水泥风险识别与钻水泥塞技术措施
1 水泥车与井口连接地面高压管汇、水泥头与井口连接的部位易发生刺漏爆、
断裂等伤人风险识别。
2 注入水泥浆过程中应连续上下活动钻具，长时间静止易造成水泥浆卡钻的风
险识别。
注水泥过程中必须保证水源充足，施工连续。
钻杆在井内必须连续地上下活动，防止发生卡钻。
3注水泥施工中，记录施工时间，替水泥时间，结束时间，取水泥浆样品，连续测量水泥浆密度，记录水泥浆体积。
4 开始替水时，必须活动钻具，不得停留超过半分钟，替水采用大排量。
5 注完水泥，快速起钻，井队合理安排各岗位人员，保证施工连续、安全。
6候凝4小时后，井口接方钻杆灌泥浆，记录注入时间、返出时间、排量，
7 以上下钻措施中如果有任何遇阻必须接方钻杆下划，避免下到混浆中发生异
常现象。
8 在注水泥及钻水泥塞过程中，实行干部24小时值班。
起完钻后认真检查设备,
保证施工过程中设备运转正常。
9下钻打水泥塞过程中，每钻2-3米上提活动钻具一次，避免钻具在混浆中而造成水泥浆卡钻的风险识别。
10 下钻过程中控制好下钻速度，防止进入混浆带及钻头下到小井眼。
11后期严防水泥环卡钻。
注水泥塞
@2. API标准规定,常规油井水泥清水配浆温度为 ( B )。 A、 39℃ B、27℃ C、 0℃ D、 -5℃ @3.常规油井水泥清水配浆温度不超过( D )，超过此温度将缩 短稠化时间。 A、 50℃ B、27℃ C、45℃ D、 38℃ @7.试验数据表明，若配浆清水低于（ C ）将延迟水泥浆凝固。 A、-10℃ B、0℃ C、15℃ D、20℃ 5．常温注水泥塞施工，现场不应使用（ A ）以上的热水配浆。 （A）38℃ （B）27℃ （C）15℃ （D）55℃ 6．浅井注水泥塞施工管线试压（ D ）。 （A）2 MPa （B）10 MPa（C）5 MPa （D）25 MPa 7．水泥浆密度要在施工现场配制水泥浆的过程中使用( C ) 直接测定。 （A）温度计 （B）粘度计 （C）密度计 （D）流量计
2)备足符合要求配水泥浆的清水；
配水泥浆的清水要做氯离子(CL-)化验，当 井深小于3000m时为1000mg／L以下，当井深 超过3000m时为700mg/L以下；
三、注水泥塞施工 • 施工准备 3.油井水泥的准备 1)对油井水泥及添加剂的各性能进行 抽样化验； 2)将油井水泥和添加剂按设计要求用 量备足送到井场,检查水泥质量,标 准是牌号正确、水泥不潮不结块； 3)将水泥摆设在配水泥浆的操作台上。
油管规范
重量 N/m 85 93 131 壁厚 mm 6.5 5.5 6.45 内径 mm 47.4 62.0 76.0
本体 断面积 mm2 1092 1169 1438
容积 L/m 1.77 3.02 4.77
管本体 容积 L/m 1.09 1.17 1.44
73.02 （27/8）
88.9 （31/2）
三、注水泥塞施工 • 施工准备 1.准备注水泥塞施工所需的工具、用具；
注水泥塞
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。
注水泥塞
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。
油井打水泥塞施工方案
油井打水泥塞施工方案一、引言油井打水泥塞施工是油田开发过程中的重要环节，其目的是为了保证油井的稳定和安全。
本文将详细介绍油井打水泥塞施工的方案和步骤。
二、施工准备在开始油井打水泥塞施工之前，需要进行以下准备工作： 1. 确定施工装备和材料：包括水泥、水泥浆搅拌设备、水泥输送管道等。
2. 按照工程设计要求准备施工场地：确保施工场地平整、洁净，并做好防尘措施。
3. 确定施工人员和作业计划：根据工程需求确定所需的施工人员，并制定施工作业计划。
4. 检查施工设备的完好性：确保施工设备完好，并进行必要的维护和修理。
三、施工步骤1.封堵工序：–设置封堵层位置：根据井筒的状态和需要封堵的区域，确定封堵层位置。
–打开封堵层：使用封堵器将井筒打开，将封堵物质注入井筒内。
–注入封堵物质：使用水泥浆搅拌设备将水泥浆注入井筒，形成封堵层。
–封堵固化：等待水泥浆固化，使封堵层具备一定的强度。
2.注水工序：–设置注水层位置：根据油井的设计要求和施工需求，确定注水层位置。
–打开注水层：使用注水器将井筒打开，形成注水通道。
–注入水泥浆：使用水泥浆搅拌设备将水泥浆注入井筒，并将其压入注水层。
–检测注水效果：等待水泥浆固化后，使用相应的检测设备对注水效果进行检测。
3.验收工序：–观察施工结果：检查封堵层和注水层的形成情况，并评估其稳定性。
–进行试井：对油井进行试井，评估油井的产能和稳定性。
–进行压力测试：对油井进行压力测试，检测油井的耐压能力。
–进行检漏测试：使用相应的检测设备对油井进行检漏测试，确保油井没有漏水现象。
四、施工安全在油井打水泥塞施工过程中，必须重视施工安全，采取相应的措施保证施工人员的安全： 1. 检查施工设备的安全性：确保施工设备符合安全标准，并进行必要的安全检查。
2. 提供个人防护装备：为施工人员提供必要的个人防护装备，如安全帽、安全鞋等。
3. 安排专业人员指导：配备经验丰富的施工人员，并提供必要的岗前培训和安全培训。
合成基钻井液注水泥塞施工推荐作法
合成基钻井液注水泥塞施工推荐做法一、施工难点1.合成基钻井液与水泥浆相容性差，容易与水泥浆发生污染，对水泥石强度影响大，容易出现水泥塞不凝固或胶结质量差的情况，造成注水泥塞失败；2.施工工艺上需要配置加重驱油隔离液、加重驱油冲洗液直供固井车，为保证冲洗效率，固井车排量要≥1m³/min，活动罐供水能力是施工的关键点；3.若在易漏失地层注水泥塞，容易在注水泥塞过程中发生漏失，造成注水泥塞失败。
二、注水泥塞的施工准备1.材料准备:φ101.6mm×6m快装管线4根，20m³固井活动罐2个，50.8mm水龙带200m，电潜泵2台，气动隔膜泵2台，合成基钻井基础油2m³2.做好承压试验，施工前充分循环处理井眼，确保井下无漏失，压稳油气层，提高地层承压能力（井筒内钻井液随钻堵漏剂含量提至2-3%），尽量提高循环排量27.3l/s(井眼尺寸215.9mm),在设计注水泥塞井段下200m注稠塞封井（随钻堵漏剂含量3-5%，密度1.87-1.95g/cm³，粘度滴流），为注水泥塞施工做好井眼准备；3.保障注水泥塞作业连续施工，施工前对所有管线进行密封和功能测试，因替浆时完全采用泵冲计数，施工前要做好泵冲与流量计的对比校准，做好注水泥塞施工器具准备；4.合成基钻井液需要平台大班、工程班组同时参与施工，参与人员须提前做好培训，了解注灰流程，统一指挥，做好注水泥塞的人员准备。
三、注水泥塞施工1.注灰管柱与连接顶驱后，将钻具坐于井口，拆上单根与中单（保持上单根与顶驱连接），安装井口注灰工具（φ127mm钻杆+φ168mm 钻杆旋塞阀+φ168mm钻杆循环头+流量计壳体+2寸1502旋塞阀+注灰管线）；2.注基础油+前置加重驱油隔离+加重驱油冲洗液+水泥浆+后置加重驱油隔离液（固井泵施工）后关闭钻杆旋塞，拆井口循环头，将顶驱悬挂钻杆与旋塞连接后打开旋塞阀开泵顶替；3.提前计算替浆量，当加重驱油隔离出钻杆水眼后需要旋转顶驱，转速10rpm，防止加重驱油隔离液、冲洗液走“单边”，影响冲洗效果，造成注水泥塞失败；4.注水泥塞施工要保证施工连续性，使用灌注泵增加上水效率，提前将循环池液位调整至合适位置，保证注水泥浆返出的钻井液和顶替钻井液为同一泥浆池，便于观察注水泥塞期间的漏失情况；5.注水泥塞结束后，起钻钻杆14-15柱（根据注水泥塞长度决定），以泵速60冲/分循环，返出口有专人观察，发现加重驱油隔离液返出后及时倒罐，防止污染合成基钻井液。
注水泥塞工艺技术
防止油层互窜
在油田开发过程中，油层之间可能 会出现互窜现象，影响采收率。注 水泥塞工艺可以有效封堵层间通道， 防止油层互窜。
保护油田生态环境
注水泥塞工艺可以减少对油田周围 生态环境的破坏，降低油田开发对 环境的影响。
矿井封堵中的应用
矿井安全保障
保护矿产资源
注水泥塞工艺可以有效封堵矿井中的裂 隙和通道，防止地下水、瓦斯等有害气 体进入矿井，提高矿井的安全性。
新型材料的应用
研究与应用新型材料，提高注水泥塞的质量和耐 久性，满足更复杂和严苛的工程需求。
环保与可持续发展
发展绿色、环保的注水泥塞工艺，减少对环境的 负面影响，实现可持续发展。
应用领域的拓展
海洋工程
随着海洋资源的开发利用，注水泥塞工艺在海洋油气田开发、海 底隧道、跨海大桥等海洋工程中得到更广泛的应用。
适用于各种地层条件，能够有效 地封堵地层裂隙、孔洞和井眼， 提高地层强度和稳定性。
适用范围
01
02
03
油气田开发
注水泥塞工艺可用于油气 田开发中的井筒封堵，防 止油气泄漏和地层水入侵。
矿产资源开采
在矿产资源开采过程中， 注水泥塞工艺可用于封堵 矿体周围的裂隙和孔洞， 提高采矿安全性和效率。
水利工程
注水泥塞工艺可以减少对矿产资源的 破坏，保护矿产资源的可持续利用。
提高矿井开采效率
通过注水泥塞工艺，可以将矿井中的 各个采区分隔开，提高采区的开采效 率，增加矿井的产量。
建筑基础工程中的应用
地基加固
通过注水泥塞工艺，可以将水泥 浆注入到地基土层中，提高地基 的承载力和稳定性，防止地基沉
降和变形。
地下工程防水
注浆施工
通过注浆泵将制备好的注浆浆液注入地层中，通过压力 和注浆量的控制，使浆液在地层中扩散、渗透和固结， 达到封堵地层的目的。
注水泥塞施工实用技术
注水泥塞施工实用技术探讨编写人：xxx前言在修井工作中为了进行回采油层、找漏堵漏、找串封串与上部套管试压工作，用注入水泥浆在井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。
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。
在南翼山、南八仙与涩北地区注水泥塞施工的成功率并不高，如：南10井、南13井、涩4-8井、仙试3井等，仅这几口井水泥卡钻事故，所造成的直接经济损失近千万，加上其它注水泥塞失败所造成的经济损失，这个数字是相当惊人的。
为何这并不复杂的施工工序，给我们井下作业带来如此巨大的损失，因为这一工序有其特殊性（在极短的时间，连续完成相应的工序，不能出现任何失误，且影响因素复杂），下面就这一问题，和大家进行探讨，为今后此类井的施工，提供现场实用技术。
一2011年以来水泥卡钻统计分析1.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。
2.对水泥标号、生产厂家、性能与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。
3.对井喷、井漏等井下复杂情况对水泥塞的影响欠考虑。
4.对层间距较小、水泥塞长度较短与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。
5.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）。
6.对各种数据不进行多次计算与核实，造成管柱下深、封堵井段、替量等重要数据出现失误。
7.设备保障不到位。
如南13井在施工中提升系统或循环系统出现故障，造成施工失败。
8.在施工前，不进行技术交底，施工人员配合不当或造成失误。
9.小井眼注塞或打悬空塞有一定的难度。
措施井施工注水泥塞
应急处理措施
1 2
制定应急预案
针对可能出现的紧急情况制定应急预案，包括人 员伤亡、设备故障、环境污染等，明确应对措施 和责任人。
配备应急器材
根据可能发生的紧急情况，配备相应的应急器材 ，如急救箱、灭火器、通风设备等。
3
进行应急演练
定期进行应急演练，提高员工的应急响应能力， 确保在紧急情况下能够迅速采取措施。
安全操作规程遵守要求
严格执行安全操作规程
01
施工人员必须严格遵守安全操作规程，禁止违规操作和违章指
挥。
检查设备安全状况
02
在施工前对相关设备进行检查和维护，确保设备的安全状况良
好。
禁止酒后作业
03
严禁酒后作业和疲劳作业，以降低事故风险。
05
质量控制要点
材料质量控制要求
水泥质量控制
使用符合国家标准的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，确保水泥质 量合格。
材料准备
水泥
选择符合规格要求的水泥，确保 其质量和稳定性。
水
确保水源清洁，以满足施工要求。
其他添加剂
根据需要选择其他添加剂，如增强 剂、缓凝剂等。
人员准备
技术人员
聘请经验丰富的技术人员 ，负责施工过程中的技术 指导和问题解决。
施工人员
招聘熟练的施工人员，按 照技术人员的指导进行操 作。
安全员
聘请专业的安全员，负责 施工现场的安全管理。
质量检测
对注水泥塞后的井进行质量检测，包括水泥塞高 度、强度等指标的检查。
03
施工技术要求
钻杆选择与使用要求
钻杆选择
根据施工条件和要求，选择符合规格和质量的钻杆，确保钻 杆的强度和耐用性。
注水泥塞施工工艺行业特制
优选专业
10
水泥收缩效应
❖ 水泥浆在稠化和凝固过程中，水泥与水的总体积（绝对 体积）要变小。这种现象称为水泥的缩水效应。水泥收缩效 应对油井的影响有两点：
❖ 1、由于深部油层温度较上部油层的温度高，所以深部水泥 先发生收缩效益，较早地形成真空，从油层内吸收油，气。 到深度被高压油，气饱和后，油气便沿着上部温度较低，凝 固较满的水泥上升在水泥中形成油，气流动通道，造成管外 环行空间油气外冒或喷出如遇有压力低而渗透性高的地层， 则油，气可以直接侵入该层，形成隐性串通。
❖ 在固井和封堵等一些作业中，为了适应 不同井深的需要和防止地层流体中的硫酸盐 对水泥石的腐蚀，有多种级别和不同类型的 （表2-1）油井水泥可供选取。
优选专业
3
API油井水泥级别和类型（表2-1 ）
级别
类型 普通型 中抗硫酸盐型 高抗硫酸盐型
备注
A
√
×
×
普通水泥
B
×
√
√
抗硫水泥
C
√
√
√
具有高早期强度
优选专业
8
压力变化对水泥初凝时间的影响
（表2-2）
大气压（公斤\厘米m2）
初凝时间
1
100
比一个大气压时缩短10％
200
比一个大气压时缩短15～40％
300
比一个大气压时缩短35～40％
400
比一个大气压时缩短45～52％
500
比一个大气压时缩短55～60％
水平井注水泥塞回填技术探讨
水平井注水泥塞回填技术探讨随着石油勘探技术的不断发展，水平井逐渐成为了一个极具前景的勘探方式。
然而，在水平井的建造和生产过程中，由于地层原因、井壁稳定性等多种原因，井底常常难以控制，从而导致钻完井后井底漏油、井底水压过高等问题。
这时候，注水泥塞回填技术就成为了一种常见的解决方法。
一、水平井注水泥塞回填的定义水平井注水泥塞回填是指在水平井钻探过程中，发现井底出现漏油、井底水压过高等问题时，通过注入水泥浆，形成井下固化带来控制井底流动和稳定井壁的效果。
二、水平井注水泥塞回填的操作步骤1.麻烦两个人千方百计的把一个矫健的手推车推弄到井口处。
2.请一个人平稳的将装有泥浆的桶升下井内，以确保泥浆在井底止沉3.安装过滤器和撑筏(用于托起注入管)后，在撑筏上架设泵、搅拌罐和注浆机。
4.先开泵注入水，抽液池的污物透过过滤器过滤再注入井下，进行一定时间后将水泵停止，观察水位是否会有急剧波动。
5.将低于井下一定水位的桶浆浆池中混合好，经过搅拌罐（水泥、石灰）进行<沸水>的活化处理后，再次使用注浆机，按照设计流量自动进入井下，进行回填工作。
三、水平井注水泥塞回填的注意事项1.注水泥塞回填过程中，应定期清理注入管以避免堵塞。
2.在回填过程中，应逐步增加泵送浆量，确保回填浆体均匀，避免出现空隙。
3.注浆的过程中，应密切关注井底回流情况，以避免产生二次浆塞等不良后果。
4.回填后，明确待水泥固化后，始可重新进行生产，以免影响井底流动。
四、水平井注水泥塞回填的优点1.注水泥塞回填可以有效地控制水流和油井底底流的产生，确保钻井作业的连续性，提高采收率。
2.注水泥塞回填的成本相对较低，可以有效地优化生产成本。
3.注水泥塞回填可以有效地控制井壁稳定性，减少井下事故的发生。
五、结论通过对水平井注水泥塞回填技术的探讨，我们可以看到，注水泥塞回填技术是一种重要的解决水平井底流量和井壁稳定性问题的技术，为水平井钻探和生产的稳定性、可持续性和经济性提供了重要的保障。
负压井打水泥塞配套技术探讨
负压井打水泥塞配套技术探讨负压井是一种新型的灌溉工具，不仅能够节约水资源，还可以缓解旱涝灾害。
但是，在使用中也存在着一些问题，如打水泥塞方面，需要一定的技术和经验。
本文将就负压井打水泥塞的技术问题进行探讨。
一、负压井打水泥塞的原理负压井打水泥塞的工作原理是采用高压油泵将油液压入水泵进口，形成一定压力，使得水泵的进水口处形成一股负压，从而使得河水、湖水、井水等自然水源被抽入管道，并随着流动的速度升高，形成一定的真空度。
在负压状态下，塞头进入管道中，通过弯头进入水泵，在水泵压力的作用下，塞头被压入水泵进口，使得塞头和管道之间形成水泥塞，达到堵住管道的效果。
1、水泵的选购和安装负压井的水泵是打水泥塞的关键部分，在选购时要选择大功率、高效率、高质量、适用于此类工作的水泵，一般选择叶轮式离心泵或淋雨式泵，具有自吸和自保护功能。
水泵在安装时要注意水泵的进口与出口方向是否正确、垂直或水平方向是否正确，并注意水泵安装的高度，主要是为了维护水泵的自吸能力和正常的运转状态。
2、选择合适的水泥和砂在打水泥塞时，首先要选择合适的水泥和砂，一般建议采用普通硅蒸石粉、圆珠砂或锐石砂等材料，并在选择时应注意材料的含水率和颗粒度的匹配性等因素。
3、塞头的安装和拆卸在安装和拆卸塞头时，首先要将塞头与管道插头配合好，通过拧紧螺钉来固定和调整中心；在拆卸时要注意用专用工具解除螺钉，逐渐减少外力的压力，防止损坏管道。
4、清洁管道和检测进水口在打水泥塞之前，应将管道内进行充分的清洁，对于进水口的检测也很重要，通常需要在进水口处设置过滤网或滤水器，避免杂质和泥沙经过塞头，形成塞头被磨损或破裂的情况，从而影响负压井的灌溉效果。
5、注意施工环境和安全问题在施工时一定要保证环境的整洁和安全，注意避开高压电线和危险区域，选用合适的工具和设备，如防护眼镜、手套、防滑鞋等，以防止工人在工作过程中出现意外情况。
三、结语负压井打水泥塞是一项技术含量较高的工作，需要一定的经验和技术支持，通过合理的选材、安装、调试和维护，可以保证负压井的正常运作，充分利用自然水源进行灌溉，节约水资源，缓解旱涝灾害，对于推进全国节水和环保建设具有重要的意义。
注水泥塞
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。
措施井施工注水泥塞课件
验收标准
确保水泥塞无裂缝、疏松等缺陷，与 井壁结合紧密，满足设计要求的抗压 强度和密封性能。
质量记录
建立完善的质量记录制度，对施工过 程和检测结果进行详细记录，以便后 期追溯和复查。
定期维护
对已完成的水泥塞进行定期维护和检 查，及时发现和处理潜在问题，确保 其长期稳定运行。
06
案例分析与实践操作
成功案例分享
粘结力
水泥塞具有较好的粘结力，能够与井壁或地层紧密 结合，不易脱落。
耐久性
水泥塞的耐久性较好，不易受地下水侵蚀，能够长 期保持其性能。
水泥塞的应用场景
80%
油田措施井
在油田措施井施工中，水泥塞可 用于封堵油层、气层或水层，控 制油气水流向，提高采收率。
100%
矿井建设
在矿井建设中，水泥塞可用于封 堵废弃的矿洞或隧道，防止渗水 、漏气等安全隐患。
案例一
某油田措施井注水泥塞施工，通过精 心组织和严格控制，成功实现了水泥 塞的精准定位和稳固，提高了油田采 收率。
案例二
某气田措施井注水泥塞施工，采用新 型材料和技术手段，有效解决了气井 压力高、温度波动大等难题，保障了 气田的安全生产和经济效益。
现场实践操作演示
演示一
注水泥塞施工前的准备工作，包括井筒清洗、钻杆检查、水泥浆配制等步骤， 确保施工顺利进行。
总结词
措施井施工流程包括钻孔、下管、注浆等多个环节。
要点二
详细描述
措施井施工流程包括钻孔、下管、注浆等多个环节。首先 ，使用钻机在预定位置钻孔，根据需要确定孔深和孔径。 然后，将井管按设计要求下入孔内，井管起到支撑和保护 孔壁的作用。接下来，进行注浆施工，通过注浆管将水泥 浆注入井管与孔壁之间的空隙，形成密实的止水塞。最后 ，进行洗井、试压等工作，确保措施井的施工质量。
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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。
例如井下作业常用的无管柱打水泥塞的工艺（电缆打水泥塞工艺、倒灰法打水泥塞工艺），针对漏失严重井常用的机械管柱桥堵打塞技术、充填物打塞技术、填砂打塞（投灰）技术、预垫稠泥浆打塞技术等，针对水平井研究使用的水平裸眼段打塞技术，为解决准确定位水泥塞、提高水泥塞质量而开发使用的水泥浆分流器（如图2）、水泥塞定位器、碰压自锁水泥塞控制器等。
电缆/绳索倒灰法注水泥塞是利用倒灰筒等工具将一定量的水泥浆装入筒内，由电缆或钢丝绳送至预定的注水泥深度处，通过电流爆破或机械撞击等方法将灰筒打开，水泥浆流出,然后提出倒灰筒,井筒内的水泥浆候凝固结，形成封堵。
与常规打水泥塞方法相比较，该工艺具有施工时间短、工序少、一次成功率高、成本低等特点。
水泥塞定位器分为带回压凡尔式、无回压凡尔式两种，设计了一套钻杆胶塞蹩压剪断销钉的机构。
注水泥塞时将水泥塞定位器连接到钻具底部，下到预定的设计深度，开泵循环调整泥浆性能，正常后开始注入设计量的隔离液和水泥浆，投入钻杆胶塞并替入隔离液和替浆，胶塞到达胶塞套位置将剪销剪断并和胶塞套一起掉到球座位置，此时有压力显示。
立即停泵，起钻到预定水泥塞顶部位置，开泵充分循环出多余的水泥浆。
水泥塞定位器可以较准确确定替浆量，较准确定位水泥塞的高度，减少水泥用量，降低施工风险，提高生产效率。
钻井和完井施工作业中的注水泥塞作业，通常使用平衡法注水泥塞技术。
是将钻具(或油管)下至设计注水泥塞深度底部，注水泥并替出水泥浆，管内留够水泥容量，使水泥面高
出环空水泥面高度，慢慢起出钻具使水泥塞留在原位置。
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).将水泥浆替置到计算的水泥塞高,即钻杆未起出水泥塞时的水泥顶界，此时,管内外液柱压力应处于平衡。
实际顶替时,通常的做法是留有一定的顶替量（一般30-50米钻杆内容积）,防止起钻时管内返喷钻井液。
4).上提管柱至预定水泥面以上。
套管内打水泥塞，钻井液干净且无井漏之忧时可将管柱提至预定水泥塞面以上1-3m ，反循环洗井，洗出多余水泥浆；裸眼打水泥塞一般采用正循环，管柱提至预定水泥塞面以上10-30m 左右。
5).起管柱至安全位置,坐井口、灌满钻井液、关井候凝。
6).候凝一定时间后,探水泥面位置(深度)。
7).按标准试压检验水泥塞密封情况。
试压方法根据不同的井况采用相应的方法。
5.平衡法注水泥塞计算
5.1 水泥浆(slurry)量Vs 计算
Vs=L ×Vh(1+K)
式中: L ──要求的裸眼水泥塞长度(米)
Vh ──裸眼(open hole)容积(升/米)
K ──裸眼容积附加数(％)
5.2 平衡水泥塞高度(钻杆在水泥浆中)H 计算
H=Vs/(Van +Vd)
式中: H ──钻杆仍在水泥浆中的水泥塞高度(米)
Van ──钻杆与裸眼间的环空(annulues)容积(升/米)
Vd ──钻杆(drill pipe)内容积(升/米)
5.3 后隔离液(spacer)体积 Vsp2计算
Vsp2=Vsp1/Van ×Vd
式中: Vsp1──水泥浆前面隔离液量(立方米) 5.4 顶替量Vdisp 计算
Vdisp=Vd ×[D-(H+hsp2)]
式中:Vdisp ──顶替量(立方米)
D ──钻杆深度(水泥塞底部)(米)
hsp2──后隔离液在钻杆内长度(米)
hsp2=Vsp2/Vd(米)
6.平衡水泥塞计算举例
如图1内容,其它井况如下:裸眼直径:215.9毫米(8.5英寸);井眼容积:36.59升/米;裸眼容积附加:30％;钻杆:127毫米×284.5牛/米;钻杆内容积:9.257升/米;井眼环形容积:23.956升/米;水泥前隔离液:3.0米3。
计算如下:
1).水泥浆量Vs:Vs=L×V(1+K)=152×36.59×1.3/1000=7.23(米3)
2).平衡塞高度H:H=Vs/（Van+Vd）=7.23×1000/（23.956+9.257）=217(米)
3).后隔离液Vsp2:Vsp2=Vsp1/Van×Vd=3.18/23.956×1000×9.257=1159(升)
=1.159(米3)
4).顶替量Vdisp:Vdisp=Vd[D-(H+hsp2)]=9.257×[2286-(217+1159/9.257)
=17993(升)=17.993(米3)
7.注水泥塞安全施工措施
考虑注水泥塞的特点，注水泥塞时应当注意以下问题：
1). 选好位置。
在裸眼注水泥塞时应选择坚硬地层处，优选一个规则井段。
如果打水泥塞目的是为了定向造斜,虽然不能选择硬地层,但水泥塞有必要延伸到硬地层。
2). 打好底子。
注水泥前在预计水泥塞下面垫稠钻井液,防止因水泥浆与钻井液密度差过大,水泥浆通过较低的钻井液向下沉降。
3). 充分洗井。
施工前应充分循环钻井液，应采用低屈服点和低塑性粘度及适当加重的钻井液。
洗井的目的是替油脱气、降温、排液、清洗井筒。
替油脱气：洗井时将井内的油和气洗出井内，避免因油气影响水泥塞的质量。
降温：洗井时将井内的温度降低，满足水泥浆的适用范围。
排液：排出井内的含各种矿物质盐水，避免水泥浆在顶替和反洗时，井内的含盐液体内的促凝剂和水泥浆发生速凝。
清洗井筒：对于套管内壁附有原油，蜡，铁锈等杂质，在洗井时被清除掉，有利于水泥塞和套管壁的粘接牢固。
4). 隔离保护。
水泥浆前后都要使用隔离液,防止水泥浆受
5).做好实验。
任何水泥塞作业,都应选用合适的水泥，并模
拟水泥塞底部的实际静止温度做水泥浆性能试验。
必要时应做水
泥浆污染实验。
水泥浆性能应符合地层条件和满足施工要求。
处
理井漏的水泥塞,需要静切力高的稠水泥浆,以防止流入地层孔
隙或裂缝中。
水泥浆的稠化时间应足够长，保证多余水泥浆安全
替出。
6).用好工具。
尽量采用分流接头注水泥。
这种接头使水泥
浆从侧向孔流出,可以减少高密度的水泥浆下沉。
分流接头见图
2。
钻杆底部加一个扶正器,可以显著地改善钻井液顶替效率。
在
水泥浆中上提钻具的速度一定要慢，减少水泥浆污染。
循环钻井
液时要活动钻具，避免粘钻杆事故。
8).准确计量。
掌握准确的设计量与记录量，尤其实际施工记录量要准确。
替浆量按替到钻杆未起出水泥塞时的水泥浆顶界计算。
对于较短的水泥塞，替浆后井口卸开钻杆可静止观察5分钟，使钻杆内外液柱压力自动平衡；对于过长的水泥塞可采用两次注水泥塞施工，以减少风险。
9). 严格程序。
认真执行操作规程，防止掉落等各类事故。
对于漏失井注水泥塞，最好替浆后直接起钻杆，不循环泥浆或在近井口处循环泥浆。
要有足够长的候凝时间(12-24h)
一般推荐的水泥抗压强度为3.45MP a。