探讨特殊井注水泥塞工艺技术

胡明

摘 要：随着油田开发程度的深入，大部分生产井要求封堵下部油层，上返目的层生产，由于常规注灰塞具有有效期长、成本低、对井筒要求不高等优点，但只适用于井口无溢流无漏失正常压力的井注灰，对于溢流井或漏失井使用该方法，将导致灰面不合格，特别是溢流井可能会造成“插旗杆”的严重事故。为此通过溢流井、漏失井分析，探索出一套适应该类井的注灰方法。

关键词：油田开发;封堵油层;注灰塞;施工技术

油田开发进入中后期，封层施工不断增多，由于注水地层压力恢复，一些井出现溢流，而另一些井多年的开采地层亏空出现井漏，常规注水泥塞难以把握，因此根据多年施工经验，总结出一套实用性较强的注水泥塞施工技术，不仅能够降低施工风险，而且提高了注水泥塞一次成功率。

1  溢流井注灰工艺技术

溢流产生的根本原因是地层压力大于井底压力，注灰塞要求在不溢不漏的情况下施工，因此针对溢流井注灰，一是可采用提高井筒内液柱压力平衡地层压力的方法完成注灰;二是可采用井口回压和井液液柱压力的方法（平推挤入法）完成注灰。

1.1  提高液柱压力法

首先将注灰管柱下至所封油层底界处，大排量循环洗井脱气，测出井口压力，依据井口压力情况，采取两种增加液柱压力方法来进行溢流井注灰。

1.1.1  增大灰浆比重和用量

目前现场普遍使用D级油井水泥，比重1.85，灰厚设计为30m。如果考虑到其注灰时的可泵入性，灰浆比重1.9，灰厚设计100m，压差将增大0.9MPa，也就是当灰浆比重及用量产生的压力与其等量水柱产生压力之差大于井口所测压力：

（P灰浆-P水）>P井口测时，

或当灰塞厚度满足不了100m时，通过下式判断：

P井口测<0.9（H层间距-H口袋）/100

式中：H层间距——所封层与上部层位间距

H口袋——沉砂口袋，一般不低于15m 时，便可通过调整灰浆比重和用量来平衡地层压力来完成注水泥塞。

工艺特点：适用于有一定的层间距，且井口测压不超过0.9MPa的井，该方法操作简单，易实现。

1.1.2  使用压井液提高井内液柱压力

针对地层压力大的溢流井作业，施工前经常使用比重为1.2的CaCl2溶液进行压井，CaCl2溶液中的Cl-对灰浆具有促凝作用，为此在注灰施工中我们可先用CaCl2溶液压井，再用打隔离液的方法来完成注灰塞施工。灰浆、隔离液及顶替量计算公式：

V灰浆=（πd套内2/4）H

隔离液按50m计算：

V前隔=（πd套内2/4-πd油外2/4）×50

V后隔=（πd油内2/4）×50

V顶替=（πd油内2/4）L灰面- V后隔

V灰浆：灰浆用量         d套内：套管内直径

H：灰塞设计厚度       V前隔：前置隔离液用量

d油外：油管外直径       V后隔：后置隔离液用量

d油内：油管内直径       V顶替：顶替液用量

L灰面：灰面设计位置

工艺特点：适用范围广、但施工繁锁、隔离液用量、顶替要求准确。

1.2  平推挤注法

平推挤入法是将管柱下至设计灰面以上50～100m，座好井口，正循环替水泥浆至管鞋，然后挤水泥至设计灰面位置，带压关井候凝，依靠关井后产生的反压力来平衡地层压力，从而完成注灰塞施工。

灰浆及顶替量计算公式：

V灰浆=（πd套内2/4）H

V顶替=（πd油内2/4）L管鞋+（πd套内2/4）（L灰面- L管鞋）

V灰浆：灰浆用量      d套内：套管内直径

H：灰塞设计厚度    V顶替：顶替液用量

d油内：油管内直径    L灰面：灰面设计位置

L管鞋：管鞋位置

工艺特点：适用于所封层上部无其它生产层且上部套管完好、封堵层具有良好的吸水性，该种方法操作简单，但对套管、井口要求高，必须经试压合格，无刺漏。

2  漏失井注灰工艺技术

井漏产生的根本原因是井底压力大于地层压力，因此对漏失井进行注灰封层，可通过优化注灰工艺，一是采取填砂的方法将漏失层掩埋，然后进行注灰;二是在保持井筒压力平衡的状态下，采用倒灰筒倒灰的方法进行封层。因此研究总结了以下两种方法：

2.1  填砂阻降法

从人工井底至待封层位以上15m之间填满建筑砂，人工建立低渗通道，降低灰浆漏失速度，同时保证灰浆不侵入待封层保证一次注灰的成功。工艺特点：受井筒内径限制程度小，重新打开已封层时冲砂存在一定难度，因为已封层位为漏失层。

2.2  压力平衡法

目前地层压力值P可折算为井筒内比重为1.0g/cm3、高度h的修井液（P=ρgh），当井筒内修井液液体高度大于h时，井漏才会发生。故可以在井筒内压力平衡后（作业井液面为静液面）用倒灰的方式进行封层。工艺特点：施工井段必须为直井段，且井筒完好程度要求高;对于一般漏失井都适用;设计灰塞厚度为10m，可分次倒灰，大于10m，可先倒灰一次，待凝固后再按常规注灰方式进行打灰塞。

3  结束语

（1）增大灰浆比重和用量来平衡地层压力，实现溢流井注灰，操作方法简单，易实现，适用于井口测得压力不超过0.9MPa的井，但受层间距的限制。（2）提高井内液柱压力完成溢流井注灰的方法，适用各种条件下的溢流井注灰塞，应用范围广，但操作繁琐成本高。（3）平推挤入法实现溢流井注灰，方法简单，易操作，但有一定的局限性，该方法适用于被封层位上部套管完好，井口密封，地层具有较好的吸水能力的溢流井。（4）填砂阻降法实现漏失井注灰，其对套管要求不高，但如果井段过长，需分次填砂，当重开被封层冲砂时难度大。（5）压力平衡法实现漏失井注灰，其适用范围广、工艺简单，但对套管要求高。

参考文献：

[1] 白玉，王俊亮 . 井下作業实用数据手册 . 北京：石油工业出版社，2007.

（辽河工程技术分公司生产准备大队）