注水泥塞失败原因分析与对策

注水泥塞失败原因分析与对策

注水泥塞在分层试油、封窜堵水等施工中得到了广泛应用，也是在其他井下作业施工中一道十分重要的工序，因为注水泥塞是利用水泥的化学反应，在水泥浆稠化、凝固过程中，易受井温、井底压力、其他外加剂及工艺的影响，导致注塞失败。

标签：注水泥塞；稠化；井温；井底压力

注水泥塞虽然作为分层试油，封窜堵水的一种常用方法被广泛应用于井下作业试油（气）过程之中，但是由于易受到各种因素影响，常由于一些意料不到的原因造成打塞失败，有的甚至造成了很严重的后果。从历年来打塞失败事例整合分析来看，打塞失败主要有以下几种表现形式：如“灌香肠”、“插旗杆”、灰塞上移、灰塞下沉、灰塞气侵不密封、探不着灰面等。如何提高打塞一次成功率，值得我们不断研究和探讨。

1 打塞失败的原因分析

提高打塞一次成功率，就要弄清楚容易导致打塞失败的原因，以便对症下药，有针对性地采取措施。通过分析以前打塞失败井的资料，发现造成打塞失败的原因多种多样，归纳起来主要有以下几个方面：

1.1 油水井情况不明造成打塞失败

打塞施工虽然有其规律可循，但不同的井有各自的具体情况。如果不具体问题具体分析，盲目照搬套用经验，很容易出问题。因油井情况不明造成打塞失败主要表现为以下几个方面：

1.1.1 地层漏失造成打塞失败

油气层在长期的开采过程中，未能得到注水补充或能量补充不足，能量亏空太大，使得打塞时灰塞下移或灰塞打不住。如钟6-20井2361m井段的一次打塞施工，关井候凝48小时，探得灰面为2386m，分析原因是地层漏失。

1.1.2 地层温度的影响造成打塞失败

一种情况是地层温度低，水泥塞长期不凝固；另一种情况是地层温度高，灰浆来不及反洗，提前凝固，造成“插旗杆”或反洗不彻底，造成“灌香肠”。

1.2 地面设备故障造成打塞失败

地面设备主要包括水泥车、通井机、井架、游动系统等。在打塞时，地面设备的性能好坏至关重要。具体而言它主要表现为以下几点：

①水泥车施工中突出故障，无法启动，或无法正常工作。②水泥车泵卡或进水管线被异物堵塞、无法放液。③水泥车管线刺漏，造成顶替不准或洗井时间过长。④通井机施工中途发生故障，无法及时提出管柱。⑤井架或游动系统发生故障，施工无法进行。

1.3 原材料的质量问题造成打塞失败

配置灰浆用的原材料主要是水泥、水（或泥浆）以及其他的一些添加剂，这也是打塞失败的主要因素。主要有以下几点：

①使用了不合格的水泥配制灰浆。②不同型号规格的水泥混合使用。③添加剂质量不合格，或用量不当。

1.4 组织施工不力造成打塞失败

注水泥塞是一项细致的工作，技术性要求比较高，需要各岗位班员认真严谨，施工中密切配合，否则容易造成打塞失败。其主要表现为：

①在检查下井油管是否完好无损不仔细，如是否有砂眼裂缝等，或下井管柱丝扣不上紧，造成油管漏失，灰浆短路，这种情况极易造成“插旗杆”。②配灰时间过长，搅拌不均匀，异物混入等造成泵卡。③没有充分地循环洗井降温，清洁井壁。

2 打塞施工前的准备工作

①施工前准确掌握施工井的地层压力、地层温度、地层流体性质等资料。②施工前应取水泥样品送化验室在特定压力和温度条件下化验，合格方能施工。③施工前应彻底地反洗井降温、清洁管壁，做到进出口液体密度一致，流量一致，停泵后无溢无漏。（严重漏失井打塞除外）④施工前要对动力、井架、游动系统、工具等进行详细检查，保证性能完好。通井机要提前发动，中途不得熄火。⑤做打塞计划时，应准备两辆水泥车，一辆施工，一辆备用。

3 打塞施工过程中应注意的事项

①严格按照施工设计配灰浆，灰浆要搅拌均匀，拌灰池上方要装过滤网，以防杂物落入。②配灰前应用清水校正密度计，配灰期间应仔细用密度计测取水泥浆密度。③所配灰浆的相对密度一般不要低于1.80g/cm3，不能高于1.90g/cm3 ，一般我们取1.85g/cm3较合适。在温度较高的井段打塞可适当降低灰浆密度。④一般情况下，设计水泥塞厚度应为20m，水泥塞与封闭层顶界的距离大于5m，打塞后要预留5m以上的口袋（保证电缆输送射孔）。⑤对卤水、泥浆压井的油气井进行打塞施工，因卤水及泥浆遇水泥浆易产生促凝作用，故在顶替灰浆前必须加隔离液（清水垫子），一般按油套环空与油管内容积比例，各加100m以上的隔离液。⑥在裸眼井打塞施工中，地层水易造成水泥浆速凝，为了避免或减少

水泥浆与地层水的接触，在充分循环洗井的基础上还应向裸眼井段挤进几方清水，然后正常施工。⑦顶替量一定要计算准确。顶替量过多容易将灰浆过多或全部顶替到油套环空内，反洗井时就会有灰浆残留在油管内，造成打塞失败，甚至导致“灌香肠”。顶替量过少易将灰浆存留在油管内，反洗井时会将灰浆全部洗出，造成打塞失败。⑧反洗井用量过多比过少好，过多可以将灰浆多余部分全部洗出，最多是造成打塞失败，而不至于发生事故，而反洗井用量过少不仅会使灰浆残留在油管内，造成打塞失败，严重时会产生“灌香肠”事故。⑨反洗井时水泥车不得中途停泵。打塞时若水泥车发生故障，应立即上提管柱至灰面以上50-100m，若情况复杂，应立即提出井内的全部管住；若通井机中途发生故障，应立即反洗出全部水泥浆。⑩从配制水泥浆到反洗井，时间不得超出水泥浆初凝时间的70%。11打塞施工应采用光油管，不得携带泵、封等大直径工具，不允许使用组合管柱施工。12关井候凝时间为24-48h，井口闸门必须关紧。若是含气层、高压层，可根据地层压力情况适当憋压。

4 结论

打塞是井下作业常用工序，故在分析清打塞失败基础上有必要认真学习和总结经验教训，不断改进施工工艺，从设计到施工都严格按操作规程和工序质量标准办，增强责任心，尽量缩短施工时间，提高施工质量。

参考文献：

[1]刘崇建.油气井注水泥理论及应用[M].石油工业出版社，2001年，第一版.

[2]中国石油天然气总公司劳资局[M].井下作业工.石油工业出版社，1996年，第一版.