修井作业中使用油井水泥的施工工艺及要求

目前修井作业中使用油井水泥的施工工艺及要求

第一节概述

新钻油水井固井，老区油水井由于生产层位调整，大修井下衬、尾管后均需注水泥。注水泥工艺技术应用于油气水井井内形成新的人工井底，应用于固套管，衬、尾管形成能密封油、气、水层及隔层的人工井壁，从而满足注采需要。挤水泥是在足够的压力下将水泥浆注在井中某一段,是水泥浆在地层表面脱水、造壁、硬化并封堵空隙的过程。在钻井、固井、完井和修井作业中都采用挤水泥。

油田油、气水井在开发生产过程中，由于受油、气、水运移及各种应力、腐蚀、地质结构及施工措施诸因素的影响，一方面使新打井水泥返高不够，固井质量不合格;另一方面使生产井原固井水泥环遭到破坏，或造成油层窜通或地层胶结物被破坏，近井地带形成空洞，或因地层出水，套管破漏使油水井不能正常生产，通过挤水泥工艺技术，可使固井质量不合。格井、窜槽井，套管破漏的油、气、水井恢复正常生产。

第二节注水泥塞封堵技术

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1-3m

4).反循环洗井，洗出多余水泥浆。

5).起管柱至安全位置,坐井口、灌满压井液、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.

（2）挤注水泥塞操作程序

挤注水泥塞多用于封堵高压层, 其施工步骤如下：

1).将管柱或封隔器/桥塞下至设计位置。

2).充分洗井后座井口或座封封隔器。

3).用清水试挤吸收性以压力稳定后计算，时间和挤入量

4).按试挤数据参数，挤入水泥浆量及替置量，并上提至反洗位置。

5).反洗井或正（反）挤入压井液,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.

特别提示: 为了避免挤水泥过程中造成井下管柱固封及其它井下事故，所以在挤水泥作业中应注意以下事项。

1）挤水泥前必须对目的井段以上的套管进行试压，试压不合格则需下封隔器进行保护。不能验证上部套管情况的,不宜使用挤注法注水泥塞。

2）挤注管柱必须密封,不得出现短路等现象,管柱结构应有详细记录。

3）根据施工要求加入一定比例添加剂,保证有足够的施工时间。

4）挤水泥施工过程必须保证设备运转正常。

5）井口承受挤入压力和关井憋压候凝不刺不漏。

6）出现问题后,可采用挤清水措施，将水泥浆稀释推远。

（3）电缆/绳索倒灰法注水泥塞操作程序

倒灰法法注水泥塞是利用倒灰筒等工具将一定量水泥浆装入筒内，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,置流在

井筒内的水泥浆候凝固结，形成封堵。

倒灰法注水泥塞多用于封堵要求不高,灰塞厚度较小的层段, 其施工步骤如下：

1).采用电缆/绳索+带规环的碎削打捞篮通井至预定水泥塞底部以下。定位校深并标定记号.

2).配制水泥浆

3).将配制好的水泥浆灌入倒灰筒内

4).用电缆或钢丝绳送至预定的注水泥深度处，深度采用校深或标定的记号深度.

5).将灰筒打开后提出倒灰筒

6).关井候凝。

7).候凝一定时间后,用电缆或钢丝绳探水泥面位置(深度)

8).按标准试压检验水泥塞密封情况.

（4）灌注法注水泥塞操作程序

灌注法注水泥塞就是往井筒内一定深度处灌注部分水泥浆，然后上提管柱至安全位置，关井侯凝的一种工艺方法，多用于夹层较厚、灰面要求不严格的井，是成功率最大的。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

4).起管柱至安全位置,坐井口、关井候凝。

5).候凝一定时间后,探水泥面位置(深度)

6). 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.

3.特殊情况下的注水泥塞方法

(1).对漏失层的措施

1)．填砂、填石子堵漏

2)．长纤维物混入水泥浆中防漏失