挤水泥

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。

2、确定挤水泥的方法

根据挤水泥的目的和采集到的有关数据确定应用哪一种挤水泥工艺，原则上先选择利用井口装置关井挤水泥方法，这种方法比较简单，其次选择用封隔器挤水泥方法，最后考虑用水泥承留器挤水泥的方法。

3、计算水泥浆量，配水用量、顶替钻井液量、作业管柱循环量、挤入量。

4、选择前置液和后置液配方、计算数量。

5、选择注水泥、替钻井液、挤水泥排量。

6、计算注水泥、替钻井液、循环、挤水泥压力。

7、确定水泥浆体系，做水泥浆化验。

8、计算最高压力时，管柱的向上力，及井口装置的向上力。防止压力过高管柱上窜或套管柱所受的拉伸载荷过大，使套管丝扣滑脱。

9、施工步骤。

10、技术要求（包括安全注意事项）。

三、挤水泥的施工步骤（本节只叙述利用井口装置关井挤水泥的施工步骤）

安装合适的井口装置（采油树四通或者防喷器）；应用电缆射孔或油管输送法在预计的井段射孔；将光钻杆（或油管）下过射孔深度5～10m；循环一周，有条件的井可以把套管内的介质替换成清水；关闭井口，试挤一定量的液体，记录排量、压力、累计流量、和地层的吸入量，校和设计的水泥量；注前置液；注水泥浆；替后置液，替顶替液；打开回水闸门，起钻至水泥面以上100m；正循环或反循环，将多余的水泥浆循环出井筒，再循环半周；关井口，从管柱水

眼（或环空）挤顶替液；当挤到所需要的压力时蹩压候凝，水泥凝固后起钻；接钻头下钻，钻水泥塞；水泥塞钻穿后，试压检验堵孔效果，如果达到试压标准结束挤水泥作业。

四、技术要求（包括安全注意事项）

1、必须按井下温度和压力做水泥浆化验，确定药品种类和加量。

稠化时间=挤水泥施工时间（注水泥时间+替钻井液时间+起钻时间+循环时间+关闭井口时间+挤水泥时间）+60min。

水泥浆失水量依据地层渗透性而定，低渗透地层允许6.9MPa 30min失水量在100～200ml之间，高渗透地层允许在50～100ml之间，裂缝性地层失水量控制在200～500ml 之间比较合适。

24h的水泥石抗压强度＞14MPa。

2、前置液和后置液的高度不得低于150m,目的是有效地隔离水泥浆与套管中的液体，防止互相污染。必要时，可做管内介质与水泥的污染实验。

3、射孔位置必须避开套管接箍。

4、如果射孔位置是油气层，射孔前要作好防喷工作。

5、所有下井管柱要丈量准确，水眼通畅；丝扣涂匀螺纹密封脂，按标准扭矩上扣，确保管柱的密封。

6、注水泥替顶替液后起钻到水泥面以上，必须循环冲洗掉多余的水泥浆。水泥浆及混浆返出井口时要及时排放掉，严禁进入循环系统。冲洗干净后，再循环半周，以确保

井内管柱的安全。

7、钻井队必须对设备进行仔细检查，要求设备运转正常后再进行注水泥作业，保证打完平衡塞后正常起钻。

8、固井公司必须对固井设备进行仔细检查，对管汇试压合格，试运转正常后再开始施工。

五、实例

（一）成功的实例

官32-74井由第一钻井公司50531队承钻，4月30日固井，5月2日试压20Mpa，30min压力不降。5月3日交井，5月15日井下作业公司下φ118mm通径规至2502.3m，替换成清水，试压20Mpa，30min压力不降。然后气化水，测液面在1764m。起通径规时发现油管外壁有水，怀疑套管渗漏，下封隔器找漏，初步判断3处可能有问题。6月10日钻井公司20507钻井队用φ118mm封隔器找漏，确定漏失位置在1936.48m～1938.48m之间。6月15日用井下照相技术判断漏失点在1937.05m，（加补心差2.3m，应为1939.35m）。经油田公司开发事业部组织的专题会议研究，决定应用挤水泥的方法补救套管破损。

1、挤水泥设计

⑴基本数据

井身结构

φ444.5mm钻头×263m +φ339.7mm套管× 260.19m

φ215.9mm钻头×2620m +φ139.7mm套管×2617.54m

油层套管规格

φ139.7mm×N80×φ7.72mm （宝钢生产）