深井注水泥塞技术研究

深井注水泥塞技术研究

王四明

辽河油田辽河工程技术分公司，辽宁 盘锦 124010

摘要：在兴隆台油田深井生产过程中，受油层出水、井下落物等因素的影响，需要进行注水泥塞封层。但是，深井注水泥塞的难度相对较大，存在对水泥浆质量要求高、难以把控水泥塞质量等问题。为此，开展深井注水泥塞技术研究，科学选择注塞方式、根据地层状况配置水泥浆及施工过程把控，提高注灰施工成功率。
关键词：深井；注水泥塞；水泥浆

前言：

当前兴隆台油田深井主要分布在兴古、马古、双229、荣72等区块，这些区块井均在3500m以上，地层温度110℃以上，部分井斜度较大，还存在一定的漏失情况。所以一直以来兴隆台油田深井注水泥塞施工的难度都比较大，一次成功率较低，对施工技术有很高的要求，因此本文将对深井注水泥塞技术进行简要分析。

1.深井注水泥塞的难点

1.1井底温度高

兴隆台油田深井的井底温度比较高，对水泥浆的耐高温性能提出了更高的要求，只有确保水泥浆的耐高温性能符合要求才能够提高注水泥塞的施工质量。例如，兴古7-H458井的水泥塞底深为4400米，井底的循环温度达到了140℃，在注灰施工过程中因配置水泥浆时放入的添加剂不合理，在替灰浆反洗井前，水泥浆已初凝，造成插旗杆事故发生。

1.2地层气窜

随着油田的开发，地层能量不足，兴隆台潜山油藏进行进行气驱，目前部分油井井下存在气驱受益，注塞施工时可能存在气窜情况，会加大注水泥塞的施工难度，导致施工人员无法保障注水泥塞的质量。

1.3地层漏失

经过多年的开发，深井地层压力系数逐渐降低，由于地层渗透率大，生产井段长，大部分井在洗井过程中存在严重漏失情况，由于套管为复合套管，对注灰来说面临着严峻考验。例如，兴古7-26-032井套管上部为φ244.5mm套管，下部为φ139.75mm套管，注灰后φ244.5mm套管内如果液面下降100m,那么φ139.75mm套管的灰面理论则向下移动316m，这加大了注灰施工的难度。

1.4计量难度大

目前计量采用两种方法，一是水柜计量，二是流量计计量。因固井车组使用年限较长，水柜内壁粘有油污或流量计不精确，计量存在一定的误差，在进行深井注水泥塞时所需要的替浆量比较大，如果施工过程中顶替量计算不合理，顶替过多就可能会出现替空等情况，影响注水泥塞质量。例如，马古H-109井的注灰深度为4470米，所需要的替浆量为13.5m³，如果没有做好计量工作就会造成替空。

2.深井注水泥塞技术的应用

2.1加强地层分析

在应用深井注水泥塞技术之前，需要对施工现场进行全面勘查，综合分析深井的施工条件。技术人员需获取所有的施工现场资料，充分了解进行注水泥塞的目的，分析地层是否存在易漏层、高压油气水层、低压层等特殊情况。此外，在搬上施工准备后的洗井过程中落实好地层的漏失量和吸收量，为编制注灰设计提供数据支撑。

2.2科学选择注塞方法

在井下作业中进行注水泥塞的方式相对较多，需要根据深井的井眼尺寸、井深、井底温度、漏失等各方面情况选择合适的注水泥塞方式。例如，马古H-109井漏失，且注灰位置井斜72º，注灰时采取水泥承留器注灰的方式，水泥承留器丟封验封合格后，向水泥承留器下方和上方分别留灰塞。

2.3加强水泥浆实验

现阶段注水泥塞油井的水泥是G级水泥，适合的井温是0~90℃范围内，最佳的井深0~2440m，如果直接选择G级水泥开展深井的注塞，会受到高温影响，出现速凝的现象，导致“插旗杆”或“灌肠”工程事故发生。所以，对于深井的封层，需要进行缓凝剂的配方研究，通过加入添加剂使G级水泥制成130~165℃的水泥配方，在实验过程中，测得这一温度基础上水泥的初凝时间。水泥浆性能实验还需确保水泥的强度较高且失水与自由水较低（如表1所示）

表1：水泥浆性能实验

2.4加大施工过程把控

在施工过程中，需要做好隔离液用量控制、水泥浆密度控制、替浆量控制、反洗灰浆控制等方面的工作。第一，隔离液用量控制。在对压力系数大于1的高压井进行注水泥塞施工时，需要计算好前置液和后置液用量，选择合适密度的卤水，确保注塞后油套建立平衡，不出现漏失或溢流。第二，水泥浆密度控制。在施工过程中，需要严格按照实验室制定的标准控制水泥浆的密度，现场测量两次核实水泥浆密度，水泥浆达到设计要求方可注入，一般情况下，水泥浆的密度越高，水泥浆的稠化时间就越短，出现“插旗杆”事故概率会大幅度增加。其次，水泥浆的密度越低，水泥石的强度就越低，且水泥石的自由水与失水会变得比较大。因此，要严格控制水泥浆的密度误差。第三，替浆量控制。在施工前，全面清理水罐内的油污和杂物，并进行人工计量和电子流量进行对比，避免替浆量不准导致注灰失败。第四，反洗灰浆控制，在顶替结束后，上提注灰管柱至反洗井深度，反洗井过程中，泵车排量保持恒定，观察好出口返出的灰浆和返出量，确保多余灰浆反洗出来。

3.现场应用情况

近几年，兴隆台油田年均实施深井注塞施工30余口，通过注塞工艺技术研究和应用，工艺成功率达90%以上。以双229-38-52井为例，注塞封堵井段4141.3-4149.7m，设计灰面4120m，灰塞长30m。在施工前，用G级水泥配置水泥浆，并进行了室内实验，确保水泥满足该井井深的施工要求，水泥浆配方见表2。

表2 水泥浆配方

结语：

在兴隆台油田进行深井注水泥塞施工时，科学配置水泥浆，确保水泥浆的耐温性、强度、沉降稳定性以及失水等性能都符合要求，根据施工井的特点选择合理的注灰方式进行施工，严格执行设计把控施工各个关键环节，从而提高了注水泥塞施工的成功率。

参考文献：

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