油田擠注水泥封井施工工藝

【摘 要】擠水泥漿封井就是利用液體壓力擠壓水泥漿，將其擠入地層縫隙或多孔地層，且停止流動并很快凝結硬化實現封堵，從而達到在地層內部形成永久性隔離帶的目的。通過多次現場應用總結出了一套較完善的擠水泥漿封井施工工藝技術，該施工工藝技術具有封堵效果好、成功率高、成本低，現場應用比較廣泛等特點。

【關鍵詞】擠水泥漿;封井;施工工藝;現場應用

過去現場擠水泥漿都采用常規的油井水泥，因為該水泥具有成本低、易溶于水、水泥漿的穿透能力和滲透能力較強的特點，但有使用的局限性，有的地層孔隙小，普通水泥顆粒進不去該孔隙，為解決這種情況;目前就采用成本比較高的超細水泥來進行封堵。

1.擠水泥漿的適用范圍

1.1防止地層大量出水。油井在生產一段時間后，由于地層儲油量有限，地層中的可采量逐漸地減少，而地層水會逐漸地增加，對于水層用擠水泥漿的方法封死，可以避免地層水的大量涌入，達到提高含油比的目的。

1.2套管堵漏。由于長期受地層作用和井內流體的腐蝕等原因，造成套管出現孔洞，影響油井的正常生產，該孔洞可以用水泥漿封死。

1.3將水層與油層分開。有時地層中油層與水層較近，為了防止地層水侵入油層，在油層與水層之間用射孔彈射開，然后擠入水泥漿，這樣就在油層與水層之間形成灰面達到分隔的目的，同時后射開的井段也被封死，不影響下步的采油生產。

1.4可以封堵竄槽。由于固井質量差、地層疏松膠結差或外力作用的原因，造成地層上下串通，這樣對油井的正常生產影響很大，這種現象可以用擠水泥漿的方式將竄槽封死，可以使油井能夠正常的生產。

2.擠水泥漿的方法

2.1光油管擠水泥漿法。光油管擠水泥法（也稱籠統擠水泥法），就是將欲封夾層以下井段用填砂或注懸空水泥塞的辦法全部掩蓋，光油管下至待堵井段以上10-15m，水泥漿自管內注入，當水泥漿快出油管時（一般控制灰漿離管柱底部約100m時），開始關套管閘門往地層正擠入水泥漿。擠完水泥漿后，正反替清水至射孔井段處，關油、套閘門，憋壓候凝。

2.2封隔器擠水泥法。此方法是下一個封隔器，將不需封堵的層段分隔開，對待堵井段進行擠水泥的方法;如果設計要求封上層采下層，也可以用此方法，對下層采用人工填砂的方法進行保護，為了使封隔器膠筒上下的壓差變小，在套管內必須注入平衡液。

2.3橋塞注水泥法。丟掉一個橋塞，再下擠灰管柱，底部待入打開橋塞的中心管，用中心管將橋塞打開后擠入水泥漿，當施工達到設計要求后上提注灰管柱，使橋塞自動關閉，不用放壓就可以直接提出注灰管柱，然后下鉆銑管柱鉆掉橋塞后鉆灰塞至設計井深。

3.擠水泥用量和頂替量的計算

3.1水泥用量的確定。擠水泥用量的多少要根據油層物理特性，也就是待堵層的有效厚度、封堵半徑、油層的有效孔隙度來確定。

V=h×π×r2×∮

式中：V-擠注水泥漿封井用量，m3;h-待封堵層的有效厚度，m;r-封堵半徑（為0.5-2m），m;∮-油層有效孔隙度，%。

以上公式所計算的用水泥漿量為理論量，在施工過程中，要根據實際情況進行增加或減少擠水泥漿量。

3.2確定頂替量。當打完設計的水泥漿量后，要用清水將水泥漿頂替至設計灰面深度，頂替量的準確與否關系到擠灰的質量，所以要求頂替量必須準確，其計算方法為：

V=V油+V套+V地

式中：V-實際頂替量，m3;V油 -油管內容積，m3;V套 -油管底部至設計灰面的套管內容積，m3;V地 -地面管線內容積，m3。

4.擠水泥漿的施工工序

4.1擠水泥漿的準備工作

（1）井筒準備。先提出井內的管柱，為了檢查套管情況，要先下通井規通井至待堵井段以下50m，不足50m通井至人工井底。通井到位后要對封堵井段以上的套管進行徹底的反洗井。

（2）選擇擠水泥方法。如果要將井段全部封死且井段以上套管無損壞，可以采用光油管擠水泥法。如果要求封下層采上層，就要用下封隔器法擠水泥;如果封上層采下層，就可以采用先人工填砂，后封堵的方法，填砂前要注意核實人工井底的實際深度，通過計算得出填砂量，而在填砂過程中要慢些，用水泥車向油管內灌水，同時緩慢倒砂;如果套管有水返出，說明油套已經暢通，這樣可以防止砂堵管柱和提高填砂效果，待沉砂一段時間后探砂面，如果砂面填高，還得沖砂。

（3）管柱和井口準備。將擠灰管柱下至設計深度，要求井口的各個閘門必須靈活好用，且耐高壓而不漏失，與泵車相連接的管線必須用硬管線，并且要試壓25Mpa不刺不漏為合格，嚴禁用水龍帶作擠灰管線。

（4）工具、用具和動力設備的準備。擠灰前必須保證作業機及游動系統完好，便于起下作業。400型壓裂車3臺及地面管線（水龍帶、由壬、活動彎頭）相配套。13m3計量罐2個，5方的計量灰漿攪拌罐1個，鋼板尺、計算器、密度計各1個，氯離子化驗設備1套，15m3水罐車3輛。

4.2擠水泥漿技術參數的確定

（1）在擠水泥漿前要對地層進行吸水指數測試，測試的方法為當泵車的排量一定時，用打入單位量的清水除以所用時間得出的值，再除以該排量下的泵壓為地層的吸收性。同時要確定該排量下的泵壓，以后要逐漸增大排量，從而確定最高泵壓和擠水泥漿的最佳排量。

（2）頂替量的計算必須準確，要保證將水泥漿全部送出油管，并送至預計灰面位置。

5.擠水泥漿施工

擠水泥需要400型泵車兩臺（施工時兩臺泵車連接好，一臺施工，一臺備用），一臺打平衡、15方水罐車三輛。為保證施工質量和防止卡管柱，在擠水泥漿前必須將套管灌滿，如果擠灰管柱是光油管，就將套管閘門打開，正打入清水直至套管有液體外溢為止;如果擠灰管柱帶封隔器，就從套管注入平衡液，然后再進行擠灰工作。

擠灰前要先打2m3隔離液才能擠入灰漿，有時測地層吸水指數時泵壓比較高，為了灰漿能夠更多地進入地層，擠水泥漿時如果是光油管，就可以先打開套管閘門，預計灰漿離管柱底部約100m時，開始關套管閘門往地層擠灰漿，此時要注意觀察泵壓、排量、灰漿密度，如果泵壓高就降低排量，反之則提高排量。當泵壓升至12-13Mpa時，必須馬上開始頂替，因為打灰漿壓力達到12-13Mpa時說明地層已經接近填滿，頂替管柱中的幾方灰漿壓力就能升到20-22Mpa甚至更高;如果打灰漿壓力達到13Mpa時，繼續往井內打灰漿，頂替時就有可能達到25Mpa以上的壓力，甚至頂替不成功造成先放壓然后反洗井，洗出管內的灰漿，如果反洗不通就要直接上提管柱，所以必須看好壓力?；覞{密度要控制在1.8-1.9g/cm3之間。

擠灰完畢后，要在井口裝上壓力表，觀察壓力是否下降，如果下降就先不要放壓，待壓力下降比較低時再放壓;如果壓力不降，就打開閘門放壓（注意閘門不易開得過大）。這樣可以防止地層過多地往外吐灰漿。待壓力放凈后進行反洗井一周半，上提管柱100m，關井候凝24h以上候凝時井口螺栓必須上緊，閘門必須關嚴。探灰面時需加壓20-30KN，如果灰面高出實際深度，就起出擠灰管柱下入鉆灰塞管柱，鉆灰塞至設計深度。如果灰面沒有完成封堵地層，就要重新擠灰直到合格為止;當灰面合格后，如果是全部封死井段，還要進行套管試壓。

6.結束語

擠水泥漿施工只要選擇的方法正確，擠水泥漿的用量和頂替量計算準確，按照實際測得地層吸水指數確定泵壓和排量，另外在施工中要按操作規程操作，擠水泥漿的效果會很好的、成功率也很高的，一定會得到事半功倍的效果。

【參考文獻】

[1]中國石油天然氣集團公司人事服務中心.井下作業工[M].北京：石油工業出版社，2018.

作者簡介：張興瑞（1966-），男，高級技師，從事油田修井工作。