復雜油井水泥封井工藝設計及技術對策

倪 興， 陳巨梅， 倪慶豐

（1.吉林油田分公司扶余采油廠工藝研究所，吉林 松原 138001；2.吉林油田分公司礦區(qū)燃氣管理服務公司，吉林 松原 138001）

0 引 言

吉林油田扶余采油廠自2004年開始進行了大面積井網調整，部分井況差的油水井實施了水泥封井報廢處理。封井處理后少數油水井又出現了套返現象，給油水井井網調整帶來了不利影響，嚴重影響和制約了油田注水開發(fā)。對此事扶余采油廠工藝研究大修技術管理項目組進行了研究和探討，對出現問題井進行了針對性的專題治理，治理后發(fā)現封井后套返原因和存在的問題，造成封井后套返原因主要是井況復雜和封井工藝設計不匹配，封井工藝管柱設計不合理是導致油水井封井后套返的主要原因之一。找出原因后大修技術項目組對封井工藝技術管柱進行了重新設計，執(zhí)行新的封井工藝后取得了重大成功，4口井新技術實驗均獲得成功，其中以前封過井的2口，未封過井的2口。新封井工藝設計為扶余采油廠提供了一項可靠而完善的封井技術思路［1－4］。

1 復雜井況和配套封井工藝管柱設計原理

1.1 復雜井況類型簡介

1）已經水泥封井并且井下有丟手封隔器和部分封井管柱。

2）小套管井采用常規(guī)封井工具無法通過，難以實施分段和分層封井工藝。

3）油層以上井段存在多處嚴重變形或錯段，同時存在非油層井段套管漏失現象。

4）油層以上井段至地面存在嚴重套管外竄槽現象，同時存在非油層套管一處或多處套漏現象。

1.2 封井工藝技術管柱設計結構和基本原理

1.2.1 小直徑封隔器單封封井工藝管柱結構設計原理

1.2.1.1 工藝管柱結構設計基本結構

小直徑單封封井管柱設計結構原理如圖1所示。

圖1 小直徑單封封井管柱結構原理

1.2.1.2 工藝管柱結構原理

采用特殊加工制作的小直徑壓縮式封隔器作為分層工具，將第一漏點單獨分開，然后對下部漏點和油層實施一次或兩次水泥封堵。封堵完成后關井候凝24h，然后起出封井管柱，再對上部第一漏點實施籠統(tǒng)擠注水泥封堵，使水泥漿返至地面。

1.2.1.3 工藝管柱結構特點及適用范圍

小套管井常規(guī)φ95mm封隔器無法通過油水井；嚴重套變或錯斷通徑小于φ95mm油水井。

1.2.2 三步分段雙封封井工藝管柱結構設計原理

1.2.2.1 工藝管柱結構設計基本結構

三步分段固井管柱設計結構原理如圖2所示。

圖2 三步分段固井管柱結構原理

1.2.2.2 工藝管柱結構原理

采用雙封壓縮式封隔器對上部漏點實施封堵，再利用定壓注射器對第二斷漏點進行第一次注水泥封堵第二斷漏點至第一漏點及地面之間套外竄槽。注夠設計水泥量后進行替水至第二漏點以下，關井候凝24h。利用上次封井管柱實施第二次油層注水水泥封堵油層部位，注完水泥后等量替水，關井候凝24h。起出封井管柱，坐井口實施第三次上部漏點水泥封堵，使水泥漿返至地面。

1.2.2.3 工藝管柱結構特點及適用范圍

油層至地面全井段套外竄槽的油水井；套管上部穿孔深部斷漏等多處漏失的油水井；油層頂部套管嚴重套變或錯斷常規(guī)工具難以通過的油水井。

1.2.3 單封封井工藝管柱結構設計原理

1.2.3.1 工藝管柱結構設計基本結構

常規(guī)單封封井管柱設計結構原理如圖3所示。

1.2.3.2 工藝管柱結構原理

采用常規(guī)壓縮式封隔器作為分層工具，將第一漏點單獨分開，然后對下部漏點和油層實施一次或兩次水泥封堵。封堵完成后關井候凝24h，然后起出封井管柱，再對上部第一漏點實施籠統(tǒng)擠注水泥封堵，使水泥漿返至地面。

圖3 常規(guī)單封封井管柱結構原理

1.2.3.3 工藝管柱結構特點及適用范圍

井下油層上部有落物油層通道被堵死；上部套管有漏點套返的油水井；套管上部穿孔深部斷漏等多處漏失的油水井。

2 復雜井封井工藝技術應用實例及取得成果

2.1 實例1：ZD11－32報廢油井

2.1.1 基本井況及疑難問題

2.1.1.1 井況

1967年投產油井，套管尺寸為107／96mm，2012年套返，返出物以油水為主，返出量大約在1.5m3／日左右。通井發(fā)現150m處套管變形損壞，大修全井試擠證實150m至地面竄槽。

2.1.1.2 主要技術難度問題

1）150m處套管漏失及套外竄槽。

2）套管為小直徑，且150m處發(fā)生嚴重變形損壞。

2.1.2 工藝實施過程簡介

下小直徑φ80mm（特殊加工）封隔器＋定壓注射器（自制）至120m左右，注速凝水16m3后再注常規(guī)水泥2m3，注水泥壓力3.5MPa左右，關井停注水泥30min，促使套外水泥初凝固化，二次注水泥32t，封堵油層部位，注水泥壓力5～6MPa之間，等量替水，關井候凝36h，起出固井管柱，下常規(guī)固井管柱循環(huán)擠注水凝二次井筒固井，關井候凝24h，完井。

2.1.3 取得成果

首次采用間歇式注水封竄工藝獲得成功，首次研發(fā)并完成了小套管封井工藝管柱設計施工；治理后套返問題得到了很好的治理，實驗效果較好。

2.2 實例2：X17－6報廢油井

2.2.1 基本井況及疑難問題

2.2.1.1 井況

1969年9月29日投產，2011年6月17日小修14班打印證實366.45m套管錯斷，通徑為φ86mm×70mm。套外水泥面305.51m，套管尺寸120.7／107mm，油層射孔井段417／452.4／487.2m。2014年3月大修封井驗竄60m套管漏失，試擠發(fā)現366.45m至地面套外竄槽。

2.2.1.2 主要技術難度問題

1）60m處套管漏失。

2）366.45m處套管錯斷通井小于70mm且有明顯的漏失。

3）366.45m至地面套外明顯套外竄槽。

2.2.2 工藝實施過程簡介

下雙封封井管柱至60m左右對漏點實施封堵－試擠下部336.45m斷點，證實斷點至地面竄通良好，注水泥量32t左右，藥水16t，速凝時間20min，對斷點以上實施第一輪套外封竄固井，注水泥壓力1.5MPa，替水至366.45m以下微過量，關井候凝36h，利用原管柱試擠壓力2.5MPa正常，注水泥量32t左右，藥水16t，速凝時間35min，對油層實施第二輪固井，注水泥壓力3.0MPa，關井候凝24h，起出封井管柱座井口，對上部漏點實施第三次套外封竄固井，水泥漿返至地面，注水泥壓力0.5～1.0MPa之間，關井候凝24h，完井。

2.2.3 取得成果

首創(chuàng)一次封井管柱實現多點套管斷漏點水泥封井成功實例，封井后效果良好，套返問題得到了完善治理。

2.3 實例3：Z＋7－3報廢油井

2.3.1 基本井況及疑難問題

2.3.1.1 井況

2004年7月19日至24日大修水泥環(huán)保循環(huán)封井，封井時通井至286.76m遇阻，變徑95.2mm×80mm，水泥用量54t，藥水27m3。2013年9月11日套返，返出物為油水，返出量較大。2013年12月大修掃水泥塞150m遇阻掃不動，證實為丟手接頭和封隔器，至此大修掃水泥治理無法進行，列為疑難井大修封井治理。

2.3.1.2 主要技術難度問題

1）55m套管彎曲變形，并且套管漏失。

2）145～150m處套管有明顯的漏點。

3）286m處套管錯斷損壞。

4）286m至地面套外明顯套外竄槽。

5）286m與油層之間有竄通通道。

2.3.2 工藝實施過程簡介

2.3.2.1 設計思路

1）首先對150m（第2漏點）以上至地面實施第1輪套外水泥封竄施工處理。

2）對150m以下套外及油層部位實施第2輪水泥封堵施工。

3）對上部漏點實施第3輪擠注水泥施工。

2.3.2.2 實際施工操作程序及施工步驟

對55m處實施治套處理，雙封封堵55m處漏點，試擠150m下部漏點，井漏嚴重無法返至地面，套外套銑90m左右，套內填砂至井口，套外循壞水泥固井至地面，套內沖砂，下常規(guī)單封封井管柱至120m左右并對150m以下套外及油層部位注水泥32t，注完水泥后注入壓力上升至15MPa，關井候凝36h，起出井下管柱，座井口對55m處漏點第3次擠注水泥16t施工，水泥漿返至地面，注水泥壓力1.0MPa左右，關井候凝24h，完井。

2.3.3 取得成果

首創(chuàng)多點套管斷漏水泥封井成功實例，封井后效果良好，套返問題得到了有效抑制。

3 結論與認識

通過現場4口井實驗均獲得成功，油水井套返現象得到了有效控制和完善治理，為扶余采油廠在大修封井方面上開創(chuàng)一條新的技術思路。因此，新型設計的封堵管柱工藝技術值得進一步大力推廣和應用。

4 下步打算

目前，扶余采油廠還有兩口井急需采用此方面工藝技術進行封井治理，為了加快套返井治步伐，近期將加快落實大修治理進度和步伐。由于扶余采油廠井網調整還在進行，油水井封井工作還遠沒有結束，此類井況封井現象還會出現。另外，扶余油田位于城區(qū)，部分油水井由于井況差等原因長期停井，存在高度安全風險，安全評估后已經決定實施封井治理。因此，大修專題管理項目組決定將繼續(xù)改進大修封井工藝設計，進一步完善大修封井工藝技術水平。提高套返井治理成功率。

［1］王瑞華，李慶松.防噴大修取套與深部封竄工藝技術的應用［J］.科學技術與工程，2009，22：34－36.

［2］劉合.油田套管損壞防治技術［M］.北京：石油工業(yè)出版社，2003.

［3］林凱.我國油田套損防止現狀及發(fā)展方向［J］.石油機械，2004，32：6－11.

［4］佚名.SY／T6646－2006.廢棄井與長停井處理指南［S］.