探討特殊井注水泥塞工藝技術

胡明

摘 要：隨著油田開發(fā)程度的深入，大部分生產(chǎn)井要求封堵下部油層，上返目的層生產(chǎn)，由于常規(guī)注灰塞具有有效期長、成本低、對井筒要求不高等優(yōu)點，但只適用于井口無溢流無漏失正常壓力的井注灰，對于溢流井或漏失井使用該方法，將導致灰面不合格，特別是溢流井可能會造成“插旗桿”的嚴重事故。為此通過溢流井、漏失井分析，探索出一套適應該類井的注灰方法。

關鍵詞：油田開發(fā);封堵油層;注灰塞;施工技術

油田開發(fā)進入中后期，封層施工不斷增多，由于注水地層壓力恢復，一些井出現(xiàn)溢流，而另一些井多年的開采地層虧空出現(xiàn)井漏，常規(guī)注水泥塞難以把握，因此根據(jù)多年施工經(jīng)驗，總結出一套實用性較強的注水泥塞施工技術，不僅能夠降低施工風險，而且提高了注水泥塞一次成功率。

1? 溢流井注灰工藝技術

溢流產(chǎn)生的根本原因是地層壓力大于井底壓力，注灰塞要求在不溢不漏的情況下施工，因此針對溢流井注灰，一是可采用提高井筒內液柱壓力平衡地層壓力的方法完成注灰;二是可采用井口回壓和井液液柱壓力的方法（平推擠入法）完成注灰。

1.1? 提高液柱壓力法

首先將注灰管柱下至所封油層底界處，大排量循環(huán)洗井脫氣，測出井口壓力，依據(jù)井口壓力情況，采取兩種增加液柱壓力方法來進行溢流井注灰。

1.1.1? 增大灰漿比重和用量

目前現(xiàn)場普遍使用D級油井水泥，比重1.85，灰厚設計為30m。如果考慮到其注灰時的可泵入性，灰漿比重1.9，灰厚設計100m，壓差將增大0.9MPa，也就是當灰漿比重及用量產(chǎn)生的壓力與其等量水柱產(chǎn)生壓力之差大于井口所測壓力：

（P灰漿-P水）>P井口測時，

或當灰塞厚度滿足不了100m時，通過下式判斷：

P井口測<0.9（H層間距-H口袋）/100

式中：H層間距——所封層與上部層位間距

H口袋——沉砂口袋，一般不低于15m 時，便可通過調整灰漿比重和用量來平衡地層壓力來完成注水泥塞。

工藝特點：適用于有一定的層間距，且井口測壓不超過0.9MPa的井，該方法操作簡單，易實現(xiàn)。

1.1.2? 使用壓井液提高井內液柱壓力

針對地層壓力大的溢流井作業(yè)，施工前經(jīng)常使用比重為1.2的CaCl2溶液進行壓井，CaCl2溶液中的Cl-對灰漿具有促凝作用，為此在注灰施工中我們可先用CaCl2溶液壓井，再用打隔離液的方法來完成注灰塞施工。灰漿、隔離液及頂替量計算公式：

V灰漿=（πd套內2/4）H

隔離液按50m計算：

V前隔=（πd套內2/4-πd油外2/4）×50

V后隔=（πd油內2/4）×50

V頂替=（πd油內2/4）L灰面- V后隔

V灰漿：灰漿用量? ? ? ? ?d套內：套管內直徑

H：灰塞設計厚度? ? ? ?V前隔：前置隔離液用量

d油外：油管外直徑? ? ? ?V后隔：后置隔離液用量

d油內：油管內直徑? ? ? ?V頂替：頂替液用量

L灰面：灰面設計位置

工藝特點：適用范圍廣、但施工繁鎖、隔離液用量、頂替要求準確。

1.2? 平推擠注法

平推擠入法是將管柱下至設計灰面以上50～100m，座好井口，正循環(huán)替水泥漿至管鞋，然后擠水泥至設計灰面位置，帶壓關井候凝，依靠關井后產(chǎn)生的反壓力來平衡地層壓力，從而完成注灰塞施工。

灰漿及頂替量計算公式：

V灰漿=（πd套內2/4）H

V頂替=（πd油內2/4）L管鞋+（πd套內2/4）（L灰面- L管鞋）

V灰漿：灰漿用量? ? ? d套內：套管內直徑

H：灰塞設計厚度? ? V頂替：頂替液用量

d油內：油管內直徑? ? L灰面：灰面設計位置

L管鞋：管鞋位置

工藝特點：適用于所封層上部無其它生產(chǎn)層且上部套管完好、封堵層具有良好的吸水性，該種方法操作簡單，但對套管、井口要求高，必須經(jīng)試壓合格，無刺漏。

2? 漏失井注灰工藝技術

井漏產(chǎn)生的根本原因是井底壓力大于地層壓力，因此對漏失井進行注灰封層，可通過優(yōu)化注灰工藝，一是采取填砂的方法將漏失層掩埋，然后進行注灰;二是在保持井筒壓力平衡的狀態(tài)下，采用倒灰筒倒灰的方法進行封層。因此研究總結了以下兩種方法：

2.1? 填砂阻降法

從人工井底至待封層位以上15m之間填滿建筑砂，人工建立低滲通道，降低灰漿漏失速度，同時保證灰漿不侵入待封層保證一次注灰的成功。工藝特點：受井筒內徑限制程度小，重新打開已封層時沖砂存在一定難度，因為已封層位為漏失層。

2.2? 壓力平衡法

目前地層壓力值P可折算為井筒內比重為1.0g/cm3、高度h的修井液（P=ρgh），當井筒內修井液液體高度大于h時，井漏才會發(fā)生。故可以在井筒內壓力平衡后（作業(yè)井液面為靜液面）用倒灰的方式進行封層。工藝特點：施工井段必須為直井段，且井筒完好程度要求高;對于一般漏失井都適用;設計灰塞厚度為10m，可分次倒灰，大于10m，可先倒灰一次，待凝固后再按常規(guī)注灰方式進行打灰塞。

3? 結束語

（1）增大灰漿比重和用量來平衡地層壓力，實現(xiàn)溢流井注灰，操作方法簡單，易實現(xiàn)，適用于井口測得壓力不超過0.9MPa的井，但受層間距的限制。（2）提高井內液柱壓力完成溢流井注灰的方法，適用各種條件下的溢流井注灰塞，應用范圍廣，但操作繁瑣成本高。（3）平推擠入法實現(xiàn)溢流井注灰，方法簡單，易操作，但有一定的局限性，該方法適用于被封層位上部套管完好，井口密封，地層具有較好的吸水能力的溢流井。（4）填砂阻降法實現(xiàn)漏失井注灰，其對套管要求不高，但如果井段過長，需分次填砂，當重開被封層沖砂時難度大。（5）壓力平衡法實現(xiàn)漏失井注灰，其適用范圍廣、工藝簡單，但對套管要求高。

參考文獻：

[1] 白玉，王俊亮 . 井下作業(yè)實用數(shù)據(jù)手冊 . 北京：石油工業(yè)出版社，2007.

（遼河工程技術分公司生產(chǎn)準備大隊）