導航：安全管理網>> 安全論文>> 化工安全論文>>正文

油田修井作業擠水泥技術

文檔作者：陶煜征文檔來源：中國石油遼河油田公司歡喜嶺工程技術處		點擊數：	更新時間： 2025年09月22日
下載地址：點擊這里	文件大小： 1.05 MB 共4頁	文檔格式： PDF	下載點數： 1 點（VIP免費）

全屏查看

內容預覽 [文件共4頁]

本文件共4頁，如需編輯使用，請下載。

注：預覽效果可能會出現部分文字亂碼（如口口口）、內容顯示不全等問題，下載是正常的。

	文件大小：1.05 MB 共4頁文件格式：PDF 下載點數：1 點（VIP會員免費）

上一篇：油田注水系統節能技術應用

文本預覽

僅提取頁面文字內容，供快速閱讀使用。

一
72一 ■維修改造 2石0油10與年化第工13設卷備
油田修井作業擠水泥技術
陶煜征
(中國石油遼河油田公司歡喜嶺工程技術處，遼寧盤錦1241 14)
[摘 要]本文從油井水泥的成份、水泥添加劑、水化機理、固化過程、施工方法等方面詳細論述了油田修井作業中針對不同
情況，采用不同的方法，達到擠水泥的最佳效果。
[關鍵詞]修井作業；水泥漿；添加劑；失水；喉道；擠水泥工藝
在油田修井作業中，擠水泥封竄、封層、封
井、堵水是油田開發中不可缺少的工藝。因地質
條件、油井狀況、工藝目的的不同，所采取的方
法也不同。本文探討了如何針對不同情況，對癥
下藥， 以便達到擠水泥的最佳效果。
1油井水泥的特點
1．1油井水泥的主要成分
油井水泥屬硅酸鹽類水泥，主要原料為石灰
石、粘土和少量鐵礦石。把原料按一定比例混合
磨碎，做成生料，在1450~C的高溫下煅燒，生成
以硅酸鈣為主要成分的熟料， 再加少量的石膏磨
細，便成為油井水泥。
1．2水泥漿的物理性能
水泥漿應具有良好的流動性，在注水泥中不
會凝固，注到預定位置后要盡快凝結硬化形成水
泥石。由于井下情況差別很大，對水泥漿的主要
物理性能， 如密度、稠化時間、失水、強度等要
進行測量，根據現場要求進行調配。
1．3水泥添加劑
(1)促凝劑(速凝劑)：可縮短水泥漿稠化
時問的物質稱為促凝劑(速凝劑)。常用的有：
HR．5、氯化鈣、氯化鈉、氯化鉀、水玻璃及海水
等；
(2)緩凝劑：可延長水泥漿稠化時間的物質
稱為緩凝劑。常用的有：HR20、HR12、葡萄糖酸
鈣、鐵絡鹽、璜化單寧和璜化烤膠、CMC；
(3)降失水劑：可降低水泥漿失水量的物
質稱為降失水劑。常用的有：DR一13、DR．15、
CMC、檸檬酸、羧甲基羥乙級纖維素、粘土；
(4)減阻劑(分散劑)：可降低水泥漿流動
阻力的物質稱為減阻劑(分散劑)。常見的有：b．
奈磺酸甲醛的縮合物、鐵鉻木質素磺酸鹽、木質
素磺化鈉等；
(5)加重劑：可增加水泥漿密度的物質稱為
加重劑。常用的有：重晶石、赤鐵礦；
(6)減輕劑：可降低水泥漿密度的物質稱為
減輕劑。常用的有：膨潤土、硅藻土、膨脹珍珠
巖、火山灰、粘土粉、瀝青粉、玻璃微珠等；
(7)熱穩定劑：可使水泥石在較高溫度下保
持一定強度的物質稱為熱穩定劑。常用的有：硅
粉，其摻入量占干水泥質量的30％～40％。對熱
穩定劑的性能要求：270~C，35Mpa條件下48小時
強度不衰減即為合格。
． (8)消泡劑：可防止水泥漿產生氣泡的物質稱
為消泡劑。常用的有：甘油聚醚、山梨醇甘油酸
脂、磷酸三丁酯及硅醚油等；
(9)防漏失劑：可防止或減少水泥漿漏失的
物質稱為防漏失劑。常用的有：瀝青粒、纖維材
料等。
1．4使用油井水泥的基本要求
水泥漿流動性好，適宜的初始稠度且均質
不起泡；容易混合和泵送，分散性好，摩擦阻力
小；流變性好，頂替效率高；在注水泥、候凝和
硬化期間應保持所需要的物理性能和化學性能；
滿足所要求條件下的稠化時間和抗壓強度； 具有
一定的穩定性，具有抗地層水的腐蝕能力，水泥
在固化過程中不受油氣水的影響；失水量及失水
壓力要符合要求， 固化后不發生滲透； 具有足夠
快的早期強度，短期內達到要求的抗壓強度和較
低的滲透性，適用于射孔需要，不產生過多水泥
石裂縫；水泥凝固有較小的體積收縮率； 水泥漿
體系穩定，上下密度一致。
1．5環境對油井水泥的影響
試驗數據表明：溫度對油井水泥的稠化時間
作者簡介：陶煜征(197O一)，男，遼寧彰武人，本科學歷，
從事油田井下作業技術研究工作，獲國家專利6項，多次獲局級
科技進步獎。
第8期 陶煜征油田修井作業擠水泥技術 ．7J．
有很大影響： 溫度每降低11～l4℃時，稠化時間
增加一倍。溫度每升高11～ l4℃ 時，稠化時間會
縮短一半。API標準規定配漿溫度為27℃ 。因此，
推薦現場混合水的溫度在4～27℃之間。對于深
井，配漿溫度越低越好。
壓力變化對水泥凝固時問有較大的影響： 壓
力高，凝固快。壓力對水泥漿的失水有較顯著的
影響，在水泥漿泵送或靜止時， 壓力越高，壓差
越大，水泥漿在喉道處失水量增加。
水泥漿的密度越大，水泥石的抗壓性越好。
水泥漿的密度越小，水泥石的抗壓性越差。密度
過低水泥石的滲透率增大，密封性差。密度增大
流動性降低，稠化時間縮短。
水泥漿固化后具有一定的機械強度。水泥漿
在采用正常水灰比候凝24d'時的抗壓強度約為抗
拉強度的8～10倍。
2擠水泥工藝技術
2．1擠水泥的目的和要求
2．1．1擠水泥的目的
(1)封堵套管外竄槽，加固套管外水泥環；
(2)阻擋水層，減少出水，提高采收率；
(3)封堵枯竭層位， 改采其它層位；
(4)報廢封井，防止層位流體運移；
(5)封堵誤射孔層位，防止竄通或出水。
注水泥塞(灰塞)與擠水泥的區別在于：
注水泥塞主要是考慮井筒內，依靠正常循環壓力
將水泥漿送至預定位置并使其凝固密封。擠水泥
主要是考慮井筒外，依靠高壓使水泥漿擠入套管
外的射孔井段、滲透層、縫隙、孔洞、環空等部
位，并使其失水(或部分失水)凝固密封。
2．1．2擠水泥對水泥漿濾失(失水)的要求
擠水泥的機理是水泥漿在壓差的作用下在喉
道處濾失(失水)形成濾餅，凝固后形成堅硬的
水泥石。對于高滲透松散地層，可用組合水泥漿
擠注。首漿的失水量為300~800mL／30min，稠化
時間為2d,時。尾漿的失水量100mL／30min，稠化
時間為4小時以上。首漿進入地層后部分失水或凝
固，尾漿擠注時產生一定的壓差。
2．1．3擠水泥排量
在松散地層，0～8MPa的泵壓可以獲得0．5
m ／min ～ 1．5m ／min的排量。致密地層，使用
24~28Mpa的泵壓，地層吸收排量為50～100L／
min。
2．2擠水泥工藝技術
擠水泥時可在低于或高于地層破裂壓力下進
行。低于地層破裂壓力擠注稱低壓擠水泥，可有
效地封堵低滲透地層。在高壓擠注的過程中地層
會產生裂縫，只要水泥漿濾失量(失水量)、稠
度、密度合理，井筒清潔，足夠數量的水泥漿就
能注入到地層的較遠處。水泥漿在喉道處失水形
成濾餅，使水泥漿結晶凝固，實現阻擋水層、調
整產層刨面、封堵棄層的目的。
修井作業常用的擠水泥方法有光管柱擠入法
(送漿加壓擠入法、循環擠入法和平推加壓擠入
法)、水泥承轉器擠入法、空井筒加壓擠入法。
2．2．1送漿加壓擠入法
下光管柱從油管將一定數量的符合性能要求
的水泥漿循環送到設計位置，然后上提管柱(井
眼較小時，上提管柱，洗井)對井筒施加一定的
壓力后關井(見圖1)，使水泥漿進入目的層并在
喉道處濾失形成濾餅變成堅硬水泥石。
擠水髭管拄示意霉 捧永泥警拄示意瑪
，
，
／
／ ／
／ ， 井灌
， ／
／ ／
／ ／ ／ 采冕摹與擎井漬
一 __
： —— —— 界面
— — _二 —二
二 _二 —H 永花羹
_●二● _二
_ — —
擠未蠢井蔑{ —二— __二 瞽永花警拄下至
7 = 捧入井段贏界
／／ 人工井燕
謦井囊
捧永 管柱上攫
毒哥棗最裝冪面
， ／
／ ／
／／ 未最羹 采泥蘭與擎井囊
＼ 界面
擠永I巳井夏1 永冤棠與謦并藏
再面
／
人工井贏
／ ／
圖1 送漿加壓擠入法
該方法的技術特點是能夠有效的控制擠入
壓力。水泥漿用量少，節省水泥。送入水泥漿和
擠注間隔時問較長。要求水泥漿、頂替量準確。
具有一定的安全性。井口擠注壓力較高，帶壓候
凝。水泥漿進入套管外較少，主要以封堵炮眼為
主，鉆塞后試壓成功率高。對于封竄或加固套管
外水泥環需水泥漿量較大時，采用此方法擠水泥
后鉆塞試壓合格，但鉆塞后進行聲波變密度測井
或水泥膠結評價測井不一定合格。
2．2．2循環擠入法
管柱下至擠注層以上10~20m，從油管擠注水
．
74． ■維修改造 2石0油10與年化第工13設卷備
泥漿， 當水泥漿在射孔炮眼(或喉道)處失水形
成濾餅時， 泵壓明顯上升，停止擠注，進行洗井
洗出多余水泥漿，上提管柱候凝(見圖2)。該方
法適用于老井、套管密封壓力不準及地層吸收情
況不確切的井況， 以及采用平推加壓方法不可行
的井。
該技術特點是水泥漿液柱產生的壓力較大。
油管擠注壓力(泵車工作壓力)較低，套管壓力
較高。水泥漿量充足。具有一定的安全性。失水
壓力不易掌握。對失水量的控制是擠注成功的關
鍵。淺井、高滲透率、地層膠結松散水層不宜采
用此方法。
擰}水泥管柱示意圖
／ ／
／ ，
／ ／
／ ，
／ ／
管弄建 ／
， ／
／／ ／
／ ／ {i}采誰警攔距
一 h
釋A并曩1D一20
擠樅井 采 ‘曩
／
7
／ ,
／ ／／、 人工卉矗
圖2 循環擠入法
2．2_3平推加壓擠入法
下光管柱至擠入井段以上一定距離， 從油管
擠注一定量的水泥漿(或達到一定的擠注壓力)
后替擠清水，使水泥漿在管鞋以下一定距離時帶
壓直接關井(見圖3)。該方法適用于擠注壓力較
低，水泥漿量較大的層位。對于封層、封井、調
層、堵串、尤其加固套管外水泥環有效。對于淺
層正壓水層極為有效。
圖3 平推加壓擠入法
該技術特點是整個施工過程不動管柱。水泥
漿量充足，擠注壓力較低。不洗井、帶壓候凝防
止水泥漿外吐。適合淺井、松散地層采用。
，／ ，／ ，／
／ ／ 謬井痕密度假設為1
，
／ ／
／
／
／
／
套管內外水泥漿柱壓差
／
／
／
／ A P=O
． ／ 8 5目
／
／
／_ ●
水 漿密度為1．8 5
／
／
／
卜
’ 人工井底
圖4 平推加壓擠入法封竄示原理意圖
采用平推擠入法將水泥漿推至擠注井段頂界
20m時，套管內外的水泥漿高差為H，水泥漿密度
為1．85g／cm ，修井液密度1．00g／cm ，則套管內外
壓差為：
△P= (1．85～ 1．00)·H
即套管外壓力高于套管內壓力△P。在水泥漿
未凝固之前打開油管或套管， 水泥漿會從套管外
吐至套管內。同理，如果采用循環擠入法水泥漿
達不到失水要求，洗井時水泥漿會外吐，達不到
預期目的。
2．2．4水泥承轉器擠入法
用水泥承轉器擠水泥，適用于擠注層上部套
管承壓不可靠的井及擠注量無法預計的井或隔層
擠注。
該技術特點是洗井時水泥漿不外吐，擠注
層帶壓候凝。擠注時安全性較高。鉆水泥塞較費
時。井徑較小時插入管內徑較小，易堵塞。
2．2。5空井筒加壓擠入法
空井筒加壓擠入法主要用于擠注松散的淺水層
或油氣水井的工程報廢封井。其條件是擠水時地層
有吸收量，能夠使水泥漿進入井筒。該技術特點是
整個施工過程不下管柱。水泥漿量充足，擠注壓力
較低。不洗井、帶壓候凝防止水泥漿外吐。
3擠水泥作業應注意事項
(1)擠水泥前應掌握水泥的型號、級別、適
用井深、適用溫度、稠化時間。
(2)禁止使用油管掛懸掛井口進行擠水泥，
應使用液壓防噴器或法蘭懸掛井口。
盟
第8期 陶煜征油田修井作業擠水泥技術 ．75．
(3)禁止使用旋塞代替閘門進行擠水泥， 以
防止高壓施工中旋塞失靈造成事故。
(4)擠水泥進口和出口在井口處至少各連接
一段高壓軟管線，防止擠水泥時因泵車性能使井
口和管線產生共振。發生共振時間過長可能導致
井口、管線損壞，造成擠水泥失敗。
(5)擠水泥前應對管線、井口進行試壓，試
壓壓力為工作壓力的1．2倍。
(6)使用防噴器半封擠水泥，應考慮油管懸
重所能承受的擠水泥壓力，避免擠水泥壓力過大
管柱上項。
(7)估算油管、套管環空液柱壓差時要考慮
流體的摩阻、壓力表的誤差和精度， 同時還要考
慮油套環空是否有氣體的影響。
(8)應控制最高擠水泥壓力，防止水泥漿在
頂替到位前失水(喉道處水泥漿全部失水)而頂
不到位。如果擠水泥壓力過高，可適當降低泵入
排量或水泥漿密度，使擠水泥壓力適當降低。
(9)擠注量較大時，如果泵壓平穩上升，擠
水泥過程應連續不間斷，間斷后可能導致泵壓升高
或壓力超過炮眼處水泥漿全部失水壓力而擠不動。
(10)如果擠注壓力過低，可適當停泵， 間
歇擠注以提高擠注壓力，增加擠水泥效果。
(11)擠水泥時水泥泵車出現故障，水泥漿
擠入量不足時，可用備用泵車頂替，將井筒內的
水泥漿擠入地層，準備二次擠水泥。
◆參考文獻
[1】沈偉．油井水泥外加劑評價方法標準應用指南[M】 匕京：
石油工業出版社，2006
[2】張德潤，張旭．固井液設計及應用【M】．北京：石油工業出
版社，2002
[3J袁恩熙．工程流體力學 vf】．北京：石油工業出版社，2000．
【4】李克向．實用完井工程【M】．北京：石油工業出版社，2002．
化學反應工程是化學工程與化學工藝的核心，也是化工生產中最關鍵的操作單元。化學
反應工程涉及到反應器的設計和優化，反應機理的研究和反應體系的建立，生產控制的最佳化
與操作的安全性等一系列重要問題，反應過程的優化和強化將對傳統的化工生產節能降耗意義
重大。近年來國內外圍繞新型反應器和大型反應器的開發、反應過程耦合和優化、反應動力學
和熱力學研究、設計方法的創新以及過程控制和優化等熱點展開了廣泛研究。為促進該領域高
新技術的應用，中國化工信息中心與清華大學化學工程研究所、華東理工大學聯合化學反應工
程研究所、浙江大學聯合化學反應工程研究所于2010年1O月2o_．23日在杭州聯合召開“2010化
學反應工程大會” 。本次大會為產學研結合的會議，聚焦大型多相反應器和新型反應器的開發
應用，屆時將有大批業內專家、技術人員以及相關化工生產企業的代表參加會議，會議將以專
家報告、技術交流、現場展示多種形式為代表和專家搭建有效的交流平臺。

網友評論 more

化工安全論文最新內容

09-22