注水泥塞施工工艺48页PPT
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。
9
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。
8
1、油井水泥
1.2 油井水泥API分类
注水泥塞技术
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
@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。
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。
井下封堵技术之注水泥塞工艺
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
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。
编制注水泥塞施工方案课件
目录
• 概述 • 施工准备 • 施工步骤 • 安全注意事项 • 质量检测与验收 • 常见问题与解决方案
01
概述
目的和背景
目的
确保注水泥塞施工过程安全、高 效、质量可控。
背景
随着油田开发进入中后期，油井 注水泥塞成为封堵水层、控制油 气水流向的重要措施。
施工方案简介
01
THANKS
感谢观看
注水泥
清洗完成后，需要将水泥浆注入 到孔洞中，以便形成注水泥塞或
加固结构。
在注水泥浆的过程中，需要注意 控制注浆压力和注浆量，确保水 泥浆能够均匀地分布在孔洞内部
。
为了保证注浆效果，可以在水泥 浆中添加适量的添加剂，如速凝 剂、膨胀剂等，以调整水泥浆的
凝固时间和膨胀性能。
养护
注水泥浆完成后，需要对其进行 养护，以保证其达到设计强度和
最后，适当提高注浆压力，保证水泥浆能够顺利注入。
孔洞塌陷问题
要点一
总结词
孔洞塌陷是注水泥塞施工中的另一个常见问题，会导致注 浆孔洞不稳定，影层疏松、注浆孔布置不合理、 注浆压力过大等原因造成的。为了解决这个问题，可以采 取以下措施：首先，在施工前对地层进行勘察，了解其地 质情况和承载能力；其次，合理布置注浆孔的位置和深度 ，确保其能够有效地支撑地层；最后，适当控制注浆压力 ，避免压力过大导致地层塌陷。
检测方法
外观检测
采用肉眼观察法，检查水泥塞表 面是否符合质量标准。
强度检测
通过压力试验机进行抗压、抗拉强 度测试，以确定水泥塞的强度是否 达标。
尺寸检测
使用测量工具对水泥塞的尺寸进行 测量，以判断其是否符合设计要求 。
验收流程
施工方自检
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。
注灰施工
注水泥塞计算
• 需用干水泥袋数 M=G/50 • 配水泥浆用清水量 Q=V` r2-G
• 顶替液用量 V``=πd2h1/4
h1=H-V`/ [π(D2-d12+d2)/4]
注水泥塞施工程序
• • • • • • • • • 1反洗井 2配水泥浆 3正替水泥浆 4用顶替液正顶替水泥浆 5上提管柱至设计水泥塞顶界 6反洗井,洗出多余灰浆 7上提管柱50米 8关井候凝24~48小时 9下油管探灰面,试压
上返油层
已试油层
注灰
上返油层
已试油层
注灰
上返油层
已试油层
注灰
上返油层
已试油层
注灰
上返油层
已试油层
注灰
上返油层
已试油层
注灰
上返油层
已试油层
注灰
上返油层
已试油层
注灰
上返油层
已试油层
注灰
上返油层
已试油层
注灰
上返油层
已试油层
注灰
上返油层
已试油层
注灰
上返油层
已试油层
注灰施工
贺宏伟HEHONGWEI
注水泥塞工艺
h1
上返油层
H
已试油层
注水泥塞工艺
水泥塞高度h
注灰井段
上返油层
已试油层
注水泥塞计算
• 计算理论灰浆用量 V=πD2h/4
• 实际灰浆用量
V`=kV k 附加系数1.5~2 • 需用干水泥用量 G= V`r1(r2-r0)/(r1-r0) 式中: G干水泥用量 kg r1干水泥密度 3.15x1000kg/m3 r2水泥浆密度 1.85x1000kg/m3 r0清水密度 1.0x1000kg/m3