打水泥塞固井技术探讨
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２ １ 年 第 ３期 ０２
西 部探矿 工 程
６ ５
打 水 泥 塞 固 井 技 术 探 讨
张继尹 ， 邓天安 黄 琛 陈明伟 蒲军宏。 ， ， ，
（． １ 中石化 西南 油气分 公 司工程 技术 研 究院 ， 四川 德 阳 ６８０ ；２ 西南 石油局 固井公 司 ， １０ ０ ． 四川 德 阳 ６８０ ； １０ ０
打水泥 塞特 点在 于 要将 相 对 体 积 较 少 的水 泥浆 置 于 大 的井 眼中去 ， 流经 管 道 均 比套 管 小 ， 而 存在 泥浆 污
染 相对 严重 ， 因此 ， 浆 问题 至关 重要 。 混
２ ２ Ｕ形管效 应 ．
平 衡塞 法是 最 常用 的方 法 之 一 。将 钻 具 （ 或油 管 ） 下 至 注水 泥塞设 计 深度 底 部 ， 注完 水 泥 浆 后 ， 出水 泥 替 浆 ， 内留够水 泥容 积 ， 水 泥 面 高 于环 空水 泥 塞 面 高 管 使 度 ， 慢起 出管 柱使 水泥 塞 留在原 位 置 。一 般起 离塞 顶 慢 面 ２ ￣３ ｍ， ０ ０ 冲洗 （ 或反循 环 ） 。施 工应 注意 下 人钻具 其 环空 的液 柱 （ 隔离 液 、 泥浆 和钻 井 液） 力实 现平 衡 。 水 压
这种 客观 存在 的 Ｕ 形管 效应 可 能给 固井 施 工带 来 一 系
＊ 收稿 日期 ：０ １０—３ 修 回日期 ：０ １０ —９ ２ １ —６０ ２ １ —６０ 第一作者简介 ： 张继尹（ ９ ８）女 （ １ ７ 一 ， 汉族 ） 四川南充人 ， ， 助理工程师 ， 现从事钻井 、 固井方面工作。
关键 词 ： 泥塞 ； 形 管； 泥浆 水 Ｕ 水 中图分 类号 ： ２ ６ 文献标 识 码 ： 文 章编 号 ： ０ ４ ５ １ （０ ２ ０ － ０ ６ －０ ＴＥ ５ Ａ １０ － ７ ６２ １）３ ０ ５ ２
在钻井 过 程 中遇 到 复杂情 况 或事故 时 常打 水泥 塞 。 堵 住 某一层 位 再钻进 或 打水 泥塞 从另 一方 向继 续钻 进 ， 有 时 废弃 一 口井也 需 打水 泥 塞 。打 水 泥 塞 主要 用 于 处 理 钻 井过 程 中的井 漏 、 向钻 井 的侧 钻 和造 斜 、 塞 报 定 堵 废井 及 回填枯 竭层 位 、 供衬 管式 测 试工 具 的承座 基础 提 以及 隔绝 地层 等 。特别 是对 那些 高 渗透地 层来 说 ， 更是
１ 常 见打 水泥 塞方 法 １ １ 平衡 塞法 ．
然后上提钻具反洗循环冲洗管 内水泥及管外多余水泥
浆。 ２ 施 工注意 事项
平衡塞法是最常用 的主要方法之一 ， 因为其成本较
低 ， 作 比较 简 单 ， 是 容 易 出 现 混 浆 、 形 管 效 应 等 操 但 Ｕ
问题 。 ２ １ 混浆 的 问题 ．
渐减 小直 至完 全消 失 ， 时 返 出排 量 又 等 于 注入 排 量 。 此
先在 井筒 下部 （ 计水 泥 塞下 部 ） 人 一 只 固定 桥 预 压
塞 。使 用倾 斜 筒 装 一 定 量 水 泥 浆 ， 电缆 送 至 水 泥 深 由
度， 在该深度通过机械 的方法或 电流法使倾筒开关 打
大有用武之地 。此外 ， 从经济效益的角度来讲 ， 注水 泥 塞 的工程 成本 还是 很低 的 。但是 由于注水 泥 量 比较少 ， 往往 出现 顶替 量难 以精 确 把握 ， 混浆 现象 比较严重 等难
点 。 因此 ， 我们 有 必要 对 打 水 泥 塞 技 术 进 行 深 入研 究 ， 充分 发 挥其潜 在 的优 势 ， 服其 缺 陷 ， 长避 短 ， 克 扬 提高 该 工艺 的适 用 效能 。本 文从 工艺 技术 角度 出发 ， 打水 泥 对 塞 中存 在 的问题 加 以探 讨 ， 并提 出一 些 看法 。
因而 固井 质量难 以保 证 。另 外 ， 环 空 返 速 过 大 ， 增 若 所
开 ， 提倾 斜筒 水泥 浆倾倒 出 。 上
１ ３ 双 塞法 ．
同上 述方 法一样 预先 在 预计水 泥塞 下 部下入 桥塞 。
与一次注水泥的双塞固井相似。而该双塞放在钻杆内，
管柱 底部 有 特 殊 挡 圈 ， 胶 塞 可 通 过 挡 圈而 从 钻 杆 脱 下 出， 上胶 塞则 被胶 塞 阻 挡 ， 由该 塞 控 制 水 泥 浆 回 流 。 并
１ ２ 预 置法 ．
固井 注水泥 过程 中注入 的各 种 流 体 （ 泥 浆 、 水 隔离 液 、 置液 、 泥浆等 ） 密度 是 各 不 相 同 的 ， 这种 密 前 替 的 当 度差使 得 管 内外 液柱 压力 不相 等 时 ， 就会 出现所谓 的 Ｕ 形 管 效应 ， 即当管 内液 柱压 力 大 于 环 空 压 力 时 ， 出排 返 量将 大于井 口注入 排量 ， 在管 内井 口处 出现真 空 段 。 并 之后 ， 环空 液柱压 力 逐 渐 大 于管 内压 力 ， 真 空 段逐 若 则
６ ６
西 部探 矿 工程
３ 结论 与建 议 ３ １ 注水 泥浆密 度 ．
２１ 第 ３期 ０２年
列 危 害 。例如 ， 由于环空 返 出排量 可 能大 于也 可 能小 于
注人排量 ， 所以不能保证环空各部分水泥浆的流态 自 始 至终都是紊流， 不能保证其流速都大于所需 的临界Fra Baidu bibliotek ，
３ 西 南 油气 田分公 司川 东 北气矿 ， Ｉ达 州 ６ ５ １ ） ． 四） ｆ ３ １ ２
摘
要 ： 用近 平衡 法打 水 泥塞 时 ， 易 出现 混浆 、 形 管效 应 等 问题 。通过 调 整 水 泥 浆 性 能 ， 整 采 容 Ｕ 使
个浆 柱 结构稳 定 ； 调整 注水 泥浆 和顶 替钻 井液 的 速度 控 制 Ｕ 形 管 效应 ； 算 出上提 钻 具 时 钻 井液 上 计 升 的 高度 ； 这样 在设 计 水泥 浆 的结构 时， 通过 平衡 塞 法提 高打水 泥塞 的成 功率 。
西 部探矿 工 程
６ ５
打 水 泥 塞 固 井 技 术 探 讨
张继尹 ， 邓天安 黄 琛 陈明伟 蒲军宏。 ， ， ，
（． １ 中石化 西南 油气分 公 司工程 技术 研 究院 ， 四川 德 阳 ６８０ ；２ 西南 石油局 固井公 司 ， １０ ０ ． 四川 德 阳 ６８０ ； １０ ０
打水泥 塞特 点在 于 要将 相 对 体 积 较 少 的水 泥浆 置 于 大 的井 眼中去 ， 流经 管 道 均 比套 管 小 ， 而 存在 泥浆 污
染 相对 严重 ， 因此 ， 浆 问题 至关 重要 。 混
２ ２ Ｕ形管效 应 ．
平 衡塞 法是 最 常用 的方 法 之 一 。将 钻 具 （ 或油 管 ） 下 至 注水 泥塞设 计 深度 底 部 ， 注完 水 泥 浆 后 ， 出水 泥 替 浆 ， 内留够水 泥容 积 ， 水 泥 面 高 于环 空水 泥 塞 面 高 管 使 度 ， 慢起 出管 柱使 水泥 塞 留在原 位 置 。一 般起 离塞 顶 慢 面 ２ ￣３ ｍ， ０ ０ 冲洗 （ 或反循 环 ） 。施 工应 注意 下 人钻具 其 环空 的液 柱 （ 隔离 液 、 泥浆 和钻 井 液） 力实 现平 衡 。 水 压
这种 客观 存在 的 Ｕ 形管 效应 可 能给 固井 施 工带 来 一 系
＊ 收稿 日期 ：０ １０—３ 修 回日期 ：０ １０ —９ ２ １ —６０ ２ １ —６０ 第一作者简介 ： 张继尹（ ９ ８）女 （ １ ７ 一 ， 汉族 ） 四川南充人 ， ， 助理工程师 ， 现从事钻井 、 固井方面工作。
关键 词 ： 泥塞 ； 形 管； 泥浆 水 Ｕ 水 中图分 类号 ： ２ ６ 文献标 识 码 ： 文 章编 号 ： ０ ４ ５ １ （０ ２ ０ － ０ ６ －０ ＴＥ ５ Ａ １０ － ７ ６２ １）３ ０ ５ ２
在钻井 过 程 中遇 到 复杂情 况 或事故 时 常打 水泥 塞 。 堵 住 某一层 位 再钻进 或 打水 泥塞 从另 一方 向继 续钻 进 ， 有 时 废弃 一 口井也 需 打水 泥 塞 。打 水 泥 塞 主要 用 于 处 理 钻 井过 程 中的井 漏 、 向钻 井 的侧 钻 和造 斜 、 塞 报 定 堵 废井 及 回填枯 竭层 位 、 供衬 管式 测 试工 具 的承座 基础 提 以及 隔绝 地层 等 。特别 是对 那些 高 渗透地 层来 说 ， 更是
１ 常 见打 水泥 塞方 法 １ １ 平衡 塞法 ．
然后上提钻具反洗循环冲洗管 内水泥及管外多余水泥
浆。 ２ 施 工注意 事项
平衡塞法是最常用 的主要方法之一 ， 因为其成本较
低 ， 作 比较 简 单 ， 是 容 易 出 现 混 浆 、 形 管 效 应 等 操 但 Ｕ
问题 。 ２ １ 混浆 的 问题 ．
渐减 小直 至完 全消 失 ， 时 返 出排 量 又 等 于 注入 排 量 。 此
先在 井筒 下部 （ 计水 泥 塞下 部 ） 人 一 只 固定 桥 预 压
塞 。使 用倾 斜 筒 装 一 定 量 水 泥 浆 ， 电缆 送 至 水 泥 深 由
度， 在该深度通过机械 的方法或 电流法使倾筒开关 打
大有用武之地 。此外 ， 从经济效益的角度来讲 ， 注水 泥 塞 的工程 成本 还是 很低 的 。但是 由于注水 泥 量 比较少 ， 往往 出现 顶替 量难 以精 确 把握 ， 混浆 现象 比较严重 等难
点 。 因此 ， 我们 有 必要 对 打 水 泥 塞 技 术 进 行 深 入研 究 ， 充分 发 挥其潜 在 的优 势 ， 服其 缺 陷 ， 长避 短 ， 克 扬 提高 该 工艺 的适 用 效能 。本 文从 工艺 技术 角度 出发 ， 打水 泥 对 塞 中存 在 的问题 加 以探 讨 ， 并提 出一 些 看法 。
因而 固井 质量难 以保 证 。另 外 ， 环 空 返 速 过 大 ， 增 若 所
开 ， 提倾 斜筒 水泥 浆倾倒 出 。 上
１ ３ 双 塞法 ．
同上 述方 法一样 预先 在 预计水 泥塞 下 部下入 桥塞 。
与一次注水泥的双塞固井相似。而该双塞放在钻杆内，
管柱 底部 有 特 殊 挡 圈 ， 胶 塞 可 通 过 挡 圈而 从 钻 杆 脱 下 出， 上胶 塞则 被胶 塞 阻 挡 ， 由该 塞 控 制 水 泥 浆 回 流 。 并
１ ２ 预 置法 ．
固井 注水泥 过程 中注入 的各 种 流 体 （ 泥 浆 、 水 隔离 液 、 置液 、 泥浆等 ） 密度 是 各 不 相 同 的 ， 这种 密 前 替 的 当 度差使 得 管 内外 液柱 压力 不相 等 时 ， 就会 出现所谓 的 Ｕ 形 管 效应 ， 即当管 内液 柱压 力 大 于 环 空 压 力 时 ， 出排 返 量将 大于井 口注入 排量 ， 在管 内井 口处 出现真 空 段 。 并 之后 ， 环空 液柱压 力 逐 渐 大 于管 内压 力 ， 真 空 段逐 若 则
６ ６
西 部探 矿 工程
３ 结论 与建 议 ３ １ 注水 泥浆密 度 ．
２１ 第 ３期 ０２年
列 危 害 。例如 ， 由于环空 返 出排量 可 能大 于也 可 能小 于
注人排量 ， 所以不能保证环空各部分水泥浆的流态 自 始 至终都是紊流， 不能保证其流速都大于所需 的临界Fra Baidu bibliotek ，
３ 西 南 油气 田分公 司川 东 北气矿 ， Ｉ达 州 ６ ５ １ ） ． 四） ｆ ３ １ ２
摘
要 ： 用近 平衡 法打 水 泥塞 时 ， 易 出现 混浆 、 形 管效 应 等 问题 。通过 调 整 水 泥 浆 性 能 ， 整 采 容 Ｕ 使
个浆 柱 结构稳 定 ； 调整 注水 泥浆 和顶 替钻 井液 的 速度 控 制 Ｕ 形 管 效应 ； 算 出上提 钻 具 时 钻 井液 上 计 升 的 高度 ； 这样 在设 计 水泥 浆 的结构 时， 通过 平衡 塞 法提 高打水 泥塞 的成 功率 。