探討特殊井注水泥塞工藝技術

胡明

摘 要：隨著油田開發程度的深入，大部分生產井要求封堵下部油層，上返目的層生產，由于常規注灰塞具有有效期長、成本低、對井筒要求不高等優點，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;封堵油層;注灰塞;施工技術

油田開發進入中后期，封層施工不斷增多，由于注水地層壓力恢復，一些井出現溢流，而另一些井多年的開采地層虧空出現井漏，常規注水泥塞難以把握，因此根據多年施工經驗，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，大排量循環洗井脫氣，測出井口壓力，依據井口壓力情況，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生的壓力與其等量水柱產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。

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，施工前經常使用比重為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，必須經試壓合格，無刺漏。

2? 漏失井注灰工藝技術

井漏產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，井漏才會發生。故可以在井筒內壓力平衡后（作業井液面為靜液面）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，實現溢流井注灰，操作方法簡單，易實現，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 . 井下作業實用數據手冊 . 北京：石油工業出版社，2007.