注水泥塞工艺技术课件.ppt

1、注水泥塞工艺技术注水泥塞工艺技术2 注水泥塞工艺是将一定量的水泥浆替到套管注水泥塞工艺是将一定量的水泥浆替到套管内的某一部位，使其形成满足注采需要的新的人内的某一部位，使其形成满足注采需要的新的人工井底或满足工艺过程的封闭某井段的工艺技术。工井底或满足工艺过程的封闭某井段的工艺技术。也是我们常说的打水泥塞。也是我们常说的打水泥塞。常规修井作业规程第常规修井作业规程第1414部分部分:注塞、钻塞注塞、钻塞 SY/T 5587.14-2004 SY/T 5587.14-2004注水泥塞注水泥塞3（1 1）封闭已试油层上返新层试油，或进行分层作业）封闭已试油层上返新层试油，或进行分层作业时的封堵非目

2、的层。时的封堵非目的层。（2 2）封闭下部高含水层）封闭下部高含水层(水层）。水层）。（3 3）找堵漏、找封窜、压裂等隔开某一层段。）找堵漏、找封窜、压裂等隔开某一层段。（4 4）堵塞报废井及回填枯竭层位。）堵塞报废井及回填枯竭层位。（5 5）出于安全目的的封闭层位（如封闭高压层、有）出于安全目的的封闭层位（如封闭高压层、有毒有害流体层）毒有害流体层）（6 6）特殊情况下的封堵。）特殊情况下的封堵。4 具有合适的密度和凝结时间，较低的稠度，用其配制的具有合适的密度和凝结时间，较低的稠度，用其配制的水泥浆具有良好的抗沉降性和可泵性。将其注入预定的井段，水泥浆具有良好的抗沉降性和可泵性。将其注入预

3、定的井段，能迅速凝结硬化并产生一定的机械强度。硬化后的水泥浆应能迅速凝结硬化并产生一定的机械强度。硬化后的水泥浆应有良好的稳定性、抗渗性和抗蚀性等。有良好的稳定性、抗渗性和抗蚀性等。由水硬性硅酸钙为主要成分的硅酸盐水泥熟料，加入适由水硬性硅酸钙为主要成分的硅酸盐水泥熟料，加入适量石膏和助磨剂磨细制成。水泥浆注入井内后，应较快凝结，量石膏和助磨剂磨细制成。水泥浆注入井内后，应较快凝结，并在短期内达到相当强度。并在短期内达到相当强度。5 高温作用使硅酸盐水泥的强度显著下降，初凝时间缩高温作用使硅酸盐水泥的强度显著下降，初凝时间缩短。短。因此，不同温度的井段，应该用不同等级的水泥。根因此，不同温度的

4、井段，应该用不同等级的水泥。根据据GB 10238-2005GB 10238-2005，我国油井水泥分为八个等级，有普通，我国油井水泥分为八个等级，有普通（0 0）、中等抗硫酸盐型（）、中等抗硫酸盐型（MSRMSR）和高抗硫酸盐型（）和高抗硫酸盐型（HSRHSR）三）三类。类。6789中高A*-76.790-普 通 型 水 泥B-*76.790-中 热 水 泥C*76.790-早 强 水 泥D-*1830-3050 76.7-127100-中 温、中 压 条 件 选 用E-*3050-427076-143154-超 高 温、高 压 条 件F-*3050-4880110-160190-超 高 温

5、、高 压 条 件 选 用G-*0-22400-9390120基 本 水H-*0-22400-9390120基 本 水J*-3660-488049-166180-超 高 温、高 压 条 件 选 用注:*表 示 有 此 种 类 型。备 注0-1830水 泥 选 用 表适 用 井 深m适 应 温 度范 围最 小 稠化 时 间min最 大 稠化 时 间min抗 硫 酸 盐 型类 型API水泥 级 别普 通10 水泥是一种无机的水硬性胶凝材料，当其与水混合后立水泥是一种无机的水硬性胶凝材料，当其与水混合后立即发生一系列的物理、化学变化、浆体逐渐由液态转变为固即发生一系列的物理、化学变化、浆体逐渐由液态转

6、变为固态，这个变化过程就是水泥浆的凝结过程。态，这个变化过程就是水泥浆的凝结过程。当水泥浆不断水化，其结构强度不断增加，一定重量及当水泥浆不断水化，其结构强度不断增加，一定重量及直径的测针插入水泥浆时受到的阻力也逐渐增大，水泥浆的直径的测针插入水泥浆时受到的阻力也逐渐增大，水泥浆的凝结时间以测针插入水泥浆的深度而决定。凝结时间以测针插入水泥浆的深度而决定。测定水泥浆凝结时间用凝结时间测定仪（维卡仪）。测定水泥浆凝结时间用凝结时间测定仪（维卡仪）。11 初凝时间：由配浆混灰时计算时间，至试针沉入水泥浆初凝时间：由配浆混灰时计算时间，至试针沉入水泥浆体距底面不超过体距底面不超过1.01.0毫米时所

7、需要的时间。毫米时所需要的时间。终凝时间：初凝后，继续将试模养护并间隔分钟测一终凝时间：初凝后，继续将试模养护并间隔分钟测一次，直到试针沉入水泥浆体中离上水泥浆体面不超过次，直到试针沉入水泥浆体中离上水泥浆体面不超过1.01.0毫毫米时所需时间，加上初凝时间。米时所需时间，加上初凝时间。12 用加压稠度仪模拟现场条件，从水泥浆加温加压时起至用加压稠度仪模拟现场条件，从水泥浆加温加压时起至水泥稠度达到水泥稠度达到100Bc(100Bc(稠度单位稠度单位)时所需要的时间称为水泥浆时所需要的时间称为水泥浆稠化时间稠化时间,为可泵送的极限时间。为可泵送的极限时间。131415 1617181920常规

8、注水常规注水泥塞方法泥塞方法21特殊注水特殊注水泥塞方法泥塞方法223.1 3.1 常规注水泥塞方法常规注水泥塞方法1845.6m人工井底灌注水泥浆管柱图层位深度(m)1772.31756.82150V233.1 3.1 常规注水泥塞方法常规注水泥塞方法1845.6m人工井底灌注水泥浆管柱图层位深度(m)1772.31756.82150V243.1 3.1 常规注水泥塞方法常规注水泥塞方法1845.6m人工井底灌注水泥浆管柱图层位深度(m)1772.31756.82150V253.1 3.1 常规注水泥塞方法常规注水泥塞方法1845.6m人工井底灌注水泥浆管柱图层位深度(m)1772.3175

9、6.82150V263.1 3.1 常规注水泥塞方法常规注水泥塞方法步骤步骤27动图动图3.1 3.1 常规注水泥塞方法常规注水泥塞方法283.1 3.1 常规注水泥塞方法常规注水泥塞方法施工准备施工准备293.1 3.1 常规注水泥塞方法常规注水泥塞方法施工准备施工准备303.1 3.1 常规注水泥塞方法常规注水泥塞方法施工准备施工准备313.1 3.1 常规注水泥塞方法常规注水泥塞方法施工准备施工准备323.1 3.1 常规注水泥塞方法常规注水泥塞方法具体步骤具体步骤333.1 3.1 常规注水泥塞方法常规注水泥塞方法具体步骤具体步骤343.1 3.1 常规注水泥塞方法常规注水泥塞方法具体

10、步骤具体步骤353.1 3.1 常规注水泥塞方法常规注水泥塞方法363.1 3.1 常规注水泥塞方法常规注水泥塞方法373.1 3.1 常规注水泥塞方法常规注水泥塞方法橡胶伞383.1 3.1 常规注水泥塞方法常规注水泥塞方法倒灰工具倒灰工具393.1 3.1 常规注水泥塞方法常规注水泥塞方法步骤步骤403.2 3.2 特殊注水泥塞方法特殊注水泥塞方法413.2 3.2 特殊注水泥塞方法特殊注水泥塞方法人工井底溢流井倒灰管柱图层位深度(m)2150VII423.2 3.2 特殊注水泥塞方法特殊注水泥塞方法433.2 3.2 特殊注水泥塞方法特殊注水泥塞方法443.2 3.2 特殊注水泥塞方法特

11、殊注水泥塞方法1845.6m人工井底层位深度(m)1772.31756.82150VII45 打塞管柱下至塞面底界，地面油管装压力表，套管闸门打开使溢流能顺利经油套环空溢出，录取稳定的油压值P油（MPa），多配水泥浆量V水泥浆增=0.3019*P油/（水泥浆-水）水泥浆水泥浆-打水泥塞时水泥浆的密度打水泥塞时水泥浆的密度,g/cm3,=1.85,g/cm3,=1.85水水-清水的密度清水的密度,g/cm3,=1,g/cm3,=13.2 3.2 特殊注水泥塞方法特殊注水泥塞方法463.2 3.2 特殊注水泥塞方法特殊注水泥塞方法沿程水头损失的计算公式为:P油=hf=(L/d)*V2/(2g)对于

12、层流，沿程阻力系数:=64/Re=64/(Vd/)其中：d为环形空间的当量直径，d=d套内-d油外 L为溢流流过的路径长度 V为流速473.2 3.2 特殊注水泥塞方法特殊注水泥塞方法 上式是个理想数据，有假想条件，对于油管每根有一个油管接箍，造成局部水头损失，可按5%附加。通过计算:溢流量20m3/h时 P油=0.37 MPa,相当水泥浆43米(条件）溢流量10m3/h时 P油=0.18 MPa,相当水泥浆21米483.2 3.2 特殊注水泥塞方法特殊注水泥塞方法49 在井内溢流量大井深时，油套溢流油压较高，使用附加水泥浆动平在井内溢流量大井深时，油套溢流油压较高，使用附加水泥浆动平衡法浪费

13、的水泥浆较多，可用旋塞阀，其大小如油管接箍，下打塞管衡法浪费的水泥浆较多，可用旋塞阀，其大小如油管接箍，下打塞管柱时将替浆至上提至反洗井位置需上提的每根油管上接一个球阀（打柱时将替浆至上提至反洗井位置需上提的每根油管上接一个球阀（打开），正替完水泥浆和顶替清水后，套管保持开，先将井口油管上的开），正替完水泥浆和顶替清水后，套管保持开，先将井口油管上的球阀关闭，砸掉水龙带和弯头，每起出一个球阀都先关闭球阀再御掉球阀关闭，砸掉水龙带和弯头，每起出一个球阀都先关闭球阀再御掉球阀上部的一根油管，直至上提到反洗井位置，打开球阀开反洗井。球阀上部的一根油管，直至上提到反洗井位置，打开球阀开反洗井。3.2

14、3.2 特殊注水泥塞方法特殊注水泥塞方法50 在上提管柱过程中由于位于井口的球阀关闭，因此井在上提管柱过程中由于位于井口的球阀关闭，因此井底水泥浆不能被上部溢流冲至地面，待管尾提至预定灰面底水泥浆不能被上部溢流冲至地面，待管尾提至预定灰面时反循环洗井可将油管内多余的水泥浆洗出，水泥浆洗出时反循环洗井可将油管内多余的水泥浆洗出，水泥浆洗出后虽然原有平衡打破了，但此时管尾已在灰面以上，井下后虽然原有平衡打破了，但此时管尾已在灰面以上，井下溢流已无法将灰面以下水泥浆冲出，上提油管关井候凝即溢流已无法将灰面以下水泥浆冲出，上提油管关井候凝即可。可。3.2 3.2 特殊注水泥塞方法特殊注水泥塞方法51

15、采用动平衡法和旋塞阀控制油管溢流法进行上部溢打水泥塞施工四口采用动平衡法和旋塞阀控制油管溢流法进行上部溢打水泥塞施工四口井均一次成功，溢流层最大关井压力井均一次成功，溢流层最大关井压力11.2Mpa11.2Mpa，最大溢流量，最大溢流量3838立方米立方米/小时，小时，最大打塞厚度最大打塞厚度5656米。米。3.2 3.2 特殊注水泥塞方法特殊注水泥塞方法序号井号井别井深(m)注水压力(Mpa)溢流层关井井口压力(MPa)溢流量(m3/h)打塞厚度(m)1F10-16水2396.6715.89.6387.082H11-10水2301.6515.511.27.54.0334月16日水2078.2

16、3165.712.4564H9-178水2105.61217.316.519.54-164-1652 此方法仅适用于水泥塞厚度此方法仅适用于水泥塞厚度1010以下。注水泥塞时不压井，按常规注水以下。注水泥塞时不压井，按常规注水泥塞量配水泥浆，要求配管，反洗井位置井口油管刚好座在井口，从注水泥塞量配水泥浆，要求配管，反洗井位置井口油管刚好座在井口，从注水泥浆到上提至反洗井位置中途不卸油管不拆注水泥管线，依靠泵车及管线泥浆到上提至反洗井位置中途不卸油管不拆注水泥管线，依靠泵车及管线控制油管溢出。在双控制油管溢出。在双4-94-9井上部溢流井上部溢流3636立方米立方米/小时，打塞小时，打塞8 8米

17、，一次成功。米，一次成功。3.2 3.2 特殊注水泥塞方法特殊注水泥塞方法53 水泥浆前后要用清水隔离，顶替液及反洗井液应采用同密度的盐水泥浆前后要用清水隔离，顶替液及反洗井液应采用同密度的盐水。应用于低压井。水。应用于低压井。高压动密封器、速度快。高压动密封器、速度快。3.2 3.2 特殊注水泥塞方法特殊注水泥塞方法54 可钻式桥塞有金属和非金可钻式桥塞有金属和非金属两种。属两种。3.2 3.2 特殊注水泥塞方法特殊注水泥塞方法人工井底溢流打塞管柱图层位深度(m)2150VII可钻式桥塞55适用条件：适用条件：水泥塞厚度大，层间距水泥塞厚度大，层间距离较大离较大 前置胶液段塞前置胶液段塞3.

18、2 3.2 特殊注水泥塞方法特殊注水泥塞方法人工井底溢流打塞管柱图层位深度(m)2150VIIY341多功能水力锚割缝滑套561).1).下管柱至设计位置。下管柱至设计位置。2).2).充分洗井后座封封隔器。充分洗井后座封封隔器。3 3）打开割缝滑套。）打开割缝滑套。4).4).用清水试挤，同时降温。用清水试挤，同时降温。5).5).挤入胶液段塞。挤入胶液段塞。6 6）挤入水泥浆及顶替清水。）挤入水泥浆及顶替清水。3.2 3.2 特殊注水泥塞方法特殊注水泥塞方法576).6).控压反洗井。控压反洗井。7).7).关井候凝。关井候凝。8 8）起出井内挤注水泥塞管柱。）起出井内挤注水泥塞管柱。9

19、9）下光油管探水泥面位置）下光油管探水泥面位置(深度深度)。10).10).起出探水泥面管柱。起出探水泥面管柱。1111）下封隔器试压管柱按设计试压检验水泥塞密封情况）下封隔器试压管柱按设计试压检验水泥塞密封情况3.2 3.2 特殊注水泥塞方法特殊注水泥塞方法583.2 3.2 特殊注水泥塞方法特殊注水泥塞方法优于多功能注水泥塞管柱优于多功能注水泥塞管柱前置胶液段塞前置胶液段塞人工井底溢流打塞管柱图层位深度(m)2150VII水泥承留器591).1).下水泥承留器座封管柱（水泥承留器下水泥承留器座封管柱（水泥承留器+液压座封工具）。液压座封工具）。2).2).座封水泥承留器。座封水泥承留器。3

20、 3）起出液压座封工具。）起出液压座封工具。4 4）下入插入管柱。）下入插入管柱。5 5）将插管插入水泥承留器内，正挤清水试水泥承留器密封性。）将插管插入水泥承留器内，正挤清水试水泥承留器密封性。6 6）拔出插管，观察套管是否有溢流，验证水泥承留器的关闭密）拔出插管，观察套管是否有溢流，验证水泥承留器的关闭密封性。封性。3.2 3.2 特殊注水泥塞方法特殊注水泥塞方法607).7).再次将插管插入水泥承留器。再次将插管插入水泥承留器。8).8).用清水试挤。用清水试挤。9).9).挤入胶液段塞。挤入胶液段塞。1010）挤入水泥浆及顶替清水。）挤入水泥浆及顶替清水。1111）带压拔出插管。）带压

21、拔出插管。12).12).反洗井。反洗井。13).13).上提管柱上提管柱100100米。米。3.2 3.2 特殊注水泥塞方法特殊注水泥塞方法611414）关井候凝。）关井候凝。1515）探水泥承留器位置。）探水泥承留器位置。1616）起出井内插管管柱。）起出井内插管管柱。1717）下封隔器试压管柱按设计试压检验水泥塞密封情况。（水泥承留器的）下封隔器试压管柱按设计试压检验水泥塞密封情况。（水泥承留器的影响）影响）3.2 3.2 特殊注水泥塞方法特殊注水泥塞方法623.2 3.2 特殊注水泥塞方法特殊注水泥塞方法633.2 3.2 特殊注水泥塞方法特殊注水泥塞方法643.2 3.2 特殊注水泥

22、塞方法特殊注水泥塞方法653.2 3.2 特殊注水泥塞方法特殊注水泥塞方法663.2 3.2 特殊注水泥塞方法特殊注水泥塞方法673.2 3.2 特殊注水泥塞方法特殊注水泥塞方法683.2 3.2 特殊注水泥塞方法特殊注水泥塞方法人工井底套变井打塞管柱图层位深度(m)2150VII693.2 3.2 特殊注水泥塞方法特殊注水泥塞方法人工井底套变井打塞管柱图层位深度(m)2150VII水泥承留器703.2 3.2 特殊注水泥塞方法特殊注水泥塞方法713.2 3.2 特殊注水泥塞方法特殊注水泥塞方法目前井底:2573.03m2564.0m2330.0mH三11上H三112440.0m2390.0m

23、插管桥塞层位层号（m）油补距 4.09m723.2 3.2 特殊注水泥塞方法特殊注水泥塞方法L Ld d733.2 3.2 特殊注水泥塞方法特殊注水泥塞方法744 4 注水泥塞计算注水泥塞计算754 4 注水泥塞计算注水泥塞计算764 4 注水泥塞计算注水泥塞计算77干水泥(kg)清水(kg)备注配制1升1.245 0.605配制13380升166638091配制升00油井干水泥密度为3.15若水泥浆密度为1.85水泥浆用量及配制表水泥浆用量及配制表4 4 注水泥塞计算注水泥塞计算78水水 泥泥 候候 凝凝 时时 间间 表表4 4 注水泥塞计算注水泥塞计算API 水泥级别候凝时间 hA,B,C

24、,D,G,H24E,F,J48795 5 注水泥塞试压注水泥塞试压805 5 注水泥塞试压注水泥塞试压套管规格mm试验压力MPa停泵观察时间min试压介质允许压力降MPa1271830139.71530177.81230244.51030339.7830清水0.5水 泥 塞 试 压 数 据 表考虑井内工作液密度考虑井内工作液密度8182 根据注水泥井段压力、井温、地层流体液性优选合适的根据注水泥井段压力、井温、地层流体液性优选合适的水泥，作水泥试验。水泥，作水泥试验。中高A*-76.790-普通型水泥B-*76.790-中热水泥C*76.790-早强水泥D-*1830-305076.7-127

25、100-中温、中压条件选用E-*3050-427076-143154-超高温、高压条件F-*3050-4880110-160190-超高温、高压条件选用G-*0-22400-9390120基本水H-*0-22400-9390120基本水J*-3660-488049-166180-超高温、高压条件选用注:*表示有此种类型。备注0-1830水 泥 选 用 表适用井深m适应温度范 围最小稠化时间min最大稠化时间min抗硫酸盐型类型API水泥级别普通838485注塞厚度一般应在注塞厚度一般应在l0ml0m以上。以上。SY/T 5587.14-2004SY/T 5587.14-2004 水泥塞底面到被

26、封隔层顶界距离一般应大于水泥塞底面到被封隔层顶界距离一般应大于5m,5m,特殊井除外。特殊井除外。6 6）用非清水压井注塞时，顶替水泥浆前后，应替人隔离液。）用非清水压井注塞时，顶替水泥浆前后，应替人隔离液。7 7）地层温度高于水泥适用温度时，水泥浆应做缓凝稠化试验，）地层温度高于水泥适用温度时，水泥浆应做缓凝稠化试验，试验方法应符合试验方法应符合SY/T 5546SY/T 5546的规定。的规定。8 8）在漏失严重的井内注塞，应先堵漏，达到注塞条件后再进）在漏失严重的井内注塞，应先堵漏，达到注塞条件后再进行下步施工。行下步施工。86）注水泥塞前井筒准备必须有通井、刮削热水洗井。通井：）注水泥

27、塞前井筒准备必须有通井、刮削热水洗井。通井：本次成功注水泥塞的保证，特别是带封管柱；以后钻塞。打塞本次成功注水泥塞的保证，特别是带封管柱；以后钻塞。打塞前必须用清水正洗井对井筒降温。前必须用清水正洗井对井筒降温。10 10）注水泥塞井段夹层小于）注水泥塞井段夹层小于10m10m时，应对管柱进行磁定位或时，应对管柱进行磁定位或机械定位器定位校深，尤其是深井。机械定位器定位校深，尤其是深井。87作业前取水样做水分析，取水泥样做水泥浆初凝、终凝、作业前取水样做水分析，取水泥样做水泥浆初凝、终凝、流动度试验和添加流动度试验和添加剂剂配配伍伍试试验验。水泥养护温度取注塞深度的温。水泥养护温度取注塞深度的

28、温度。度。12 12）从配水泥浆开始到反洗井结束的时间应小于水泥浆初凝）从配水泥浆开始到反洗井结束的时间应小于水泥浆初凝时间的时间的70%70%，避免出现，避免出现“灌香肠灌香肠”、“插旗杆插旗杆”等问题。等问题。888990 91 10 10）除特别设计外，严禁使用促凝或缓凝作用的液体作为注）除特别设计外，严禁使用促凝或缓凝作用的液体作为注水泥塞压井液；水泥塞压井液；11 11）施工中若水泥车发生故障不能泵送时，应立即上提管柱）施工中若水泥车发生故障不能泵送时，应立即上提管柱至安全高度或全部起出井内管柱；至安全高度或全部起出井内管柱；12 12）施工中提升设备发生故障不能起下管柱时，应立即反

29、洗）施工中提升设备发生故障不能起下管柱时，应立即反洗井，将井内全部水泥浆洗出井筒；井，将井内全部水泥浆洗出井筒；92关井候凝期间，井口要保证无渗漏。上部溢流井注水泥关井候凝期间，井口要保证无渗漏。上部溢流井注水泥塞可根据设计要求执行，可能允许溢流，关井可能导致水泥塞塞可根据设计要求执行，可能允许溢流，关井可能导致水泥塞下移或消失。下移或消失。14 14）探灰面时，加深管柱若未探着灰面，应将管柱尾管提至）探灰面时，加深管柱若未探着灰面，应将管柱尾管提至候凝深度以上。候凝深度以上。93采用动平衡法打水泥塞时顶替完清水拆地面管汇后油管采用动平衡法打水泥塞时顶替完清水拆地面管汇后油管应无反出，否则水泥

30、塞不能一次打至顶计塞面位置。应无反出，否则水泥塞不能一次打至顶计塞面位置。16 16）旋塞阀打水泥塞时旋塞阀下井前必须按标准进行密封性）旋塞阀打水泥塞时旋塞阀下井前必须按标准进行密封性试压，防止起管柱过程中旋塞阀不密封造成打水泥塞施工失败。试压，防止起管柱过程中旋塞阀不密封造成打水泥塞施工失败。17 17）动平衡法打水泥塞时应严格控制水泥浆比重（）动平衡法打水泥塞时应严格控制水泥浆比重（1.851.85），），水泥浆比重过小时，水泥塞打不到预计位置。水泥浆比重过小时，水泥塞打不到预计位置。94备足工作液备足工作液(包括洗井液、前置液、隔离液和顶替包括洗井液、前置液、隔离液和顶替液液)，液量应不小于使用量的，液量应不小于使用量的1.51.5倍。倍。19 19）从配水泥浆开始到反洗井完，备用泵注设备应始终处于）从配水泥浆开始到反洗井完，备用泵注设备应始终处于正常运转状态。正常运转状态。20 20）严禁使用带封隔器管柱探灰面。）严禁使用带封隔器管柱探灰面。21 21）严禁未过候凝期探灰面。）严禁未过候凝期探灰面。