注水泥塞失敗原因分析與對策

游旭升

摘 要：注水泥塞在分層試油、封竄堵水等施工中得到了廣泛應用，也是在其他井下作業(yè)施工中一道十分重要的工序，因為注水泥塞是利用水泥的化學反應，在水泥漿稠化、凝固過程中，易受井溫、井底壓力、其他外加劑及工藝的影響，導致注塞失敗。

關鍵詞：注水泥塞；稠化；井溫；井底壓力

注水泥塞雖然作為分層試油，封竄堵水的一種常用方法被廣泛應用于井下作業(yè)試油（氣）過程之中，但是由于易受到各種因素影響，常由于一些意料不到的原因造成打塞失敗，有的甚至造成了很嚴重的后果。從歷年來打塞失敗事例整合分析來看，打塞失敗主要有以下幾種表現(xiàn)形式：如“灌香腸”、“插旗桿”、灰塞上移、灰塞下沉、灰塞氣侵不密封、探不著灰面等。如何提高打塞一次成功率，值得我們不斷研究和探討。

1 打塞失敗的原因分析

提高打塞一次成功率，就要弄清楚容易導致打塞失敗的原因，以便對癥下藥，有針對性地采取措施。通過分析以前打塞失敗井的資料，發(fā)現(xiàn)造成打塞失敗的原因多種多樣，歸納起來主要有以下幾個方面：

1.1 油水井情況不明造成打塞失敗

打塞施工雖然有其規(guī)律可循，但不同的井有各自的具體情況。如果不具體問題具體分析，盲目照搬套用經(jīng)驗，很容易出問題。因油井情況不明造成打塞失敗主要表現(xiàn)為以下幾個方面：

1.1.1 地層漏失造成打塞失敗

油氣層在長期的開采過程中，未能得到注水補充或能量補充不足，能量虧空太大，使得打塞時灰塞下移或灰塞打不住。如鐘6-20井2361m井段的一次打塞施工，關井候凝48小時，探得灰面為2386m，分析原因是地層漏失。

1.1.2 地層溫度的影響造成打塞失敗

一種情況是地層溫度低，水泥塞長期不凝固；另一種情況是地層溫度高，灰漿來不及反洗，提前凝固，造成“插旗桿”或反洗不徹底，造成“灌香腸”。

1.2 地面設備故障造成打塞失敗

地面設備主要包括水泥車、通井機、井架、游動系統(tǒng)等。在打塞時，地面設備的性能好壞至關重要。具體而言它主要表現(xiàn)為以下幾點：

①水泥車施工中突出故障，無法啟動，或無法正常工作。②水泥車泵卡或進水管線被異物堵塞、無法放液。③水泥車管線刺漏，造成頂替不準或洗井時間過長。④通井機施工中途發(fā)生故障，無法及時提出管柱。⑤井架或游動系統(tǒng)發(fā)生故障，施工無法進行。

1.3 原材料的質(zhì)量問題造成打塞失敗

配置灰漿用的原材料主要是水泥、水（或泥漿）以及其他的一些添加劑，這也是打塞失敗的主要因素。主要有以下幾點：

①使用了不合格的水泥配制灰漿。②不同型號規(guī)格的水泥混合使用。③添加劑質(zhì)量不合格，或用量不當。

1.4 組織施工不力造成打塞失敗

注水泥塞是一項細致的工作，技術性要求比較高，需要各崗位班員認真嚴謹，施工中密切配合，否則容易造成打塞失敗。其主要表現(xiàn)為：

①在檢查下井油管是否完好無損不仔細，如是否有砂眼裂縫等，或下井管柱絲扣不上緊，造成油管漏失，灰漿短路，這種情況極易造成“插旗桿”。②配灰時間過長，攪拌不均勻，異物混入等造成泵卡。③沒有充分地循環(huán)洗井降溫，清潔井壁。

2 打塞施工前的準備工作

①施工前準確掌握施工井的地層壓力、地層溫度、地層流體性質(zhì)等資料。②施工前應取水泥樣品送化驗室在特定壓力和溫度條件下化驗，合格方能施工。③施工前應徹底地反洗井降溫、清潔管壁，做到進出口液體密度一致，流量一致，停泵后無溢無漏。（嚴重漏失井打塞除外）④施工前要對動力、井架、游動系統(tǒng)、工具等進行詳細檢查，保證性能完好。通井機要提前發(fā)動，中途不得熄火。⑤做打塞計劃時，應準備兩輛水泥車，一輛施工，一輛備用。

3 打塞施工過程中應注意的事項

①嚴格按照施工設計配灰漿，灰漿要攪拌均勻，拌灰池上方要裝過濾網(wǎng)，以防雜物落入。②配灰前應用清水校正密度計，配灰期間應仔細用密度計測取水泥漿密度。③所配灰漿的相對密度一般不要低于1.80g/cm3，不能高于1.90g/cm3 ，一般我們?nèi)?.85g/cm3較合適。在溫度較高的井段打塞可適當降低灰漿密度。④一般情況下，設計水泥塞厚度應為20m，水泥塞與封閉層頂界的距離大于5m，打塞后要預留5m以上的口袋（保證電纜輸送射孔）。⑤對鹵水、泥漿壓井的油氣井進行打塞施工，因鹵水及泥漿遇水泥漿易產(chǎn)生促凝作用，故在頂替灰漿前必須加隔離液（清水墊子），一般按油套環(huán)空與油管內(nèi)容積比例，各加100m以上的隔離液。⑥在裸眼井打塞施工中，地層水易造成水泥漿速凝，為了避免或減少水泥漿與地層水的接觸，在充分循環(huán)洗井的基礎上還應向裸眼井段擠進幾方清水，然后正常施工。⑦頂替量一定要計算準確。頂替量過多容易將灰漿過多或全部頂替到油套環(huán)空內(nèi)，反洗井時就會有灰漿殘留在油管內(nèi)，造成打塞失敗，甚至導致“灌香腸”。頂替量過少易將灰漿存留在油管內(nèi)，反洗井時會將灰漿全部洗出，造成打塞失敗。⑧反洗井用量過多比過少好，過多可以將灰漿多余部分全部洗出，最多是造成打塞失敗，而不至于發(fā)生事故，而反洗井用量過少不僅會使灰漿殘留在油管內(nèi)，造成打塞失敗，嚴重時會產(chǎn)生“灌香腸”事故。⑨反洗井時水泥車不得中途停泵。打塞時若水泥車發(fā)生故障，應立即上提管柱至灰面以上50-100m，若情況復雜，應立即提出井內(nèi)的全部管住；若通井機中途發(fā)生故障，應立即反洗出全部水泥漿。⑩從配制水泥漿到反洗井，時間不得超出水泥漿初凝時間的70%。11打塞施工應采用光油管，不得攜帶泵、封等大直徑工具，不允許使用組合管柱施工。12關井候凝時間為24-48h，井口閘門必須關緊。若是含氣層、高壓層，可根據(jù)地層壓力情況適當憋壓。

4 結論

打塞是井下作業(yè)常用工序，故在分析清打塞失敗基礎上有必要認真學習和總結經(jīng)驗教訓，不斷改進施工工藝，從設計到施工都嚴格按操作規(guī)程和工序質(zhì)量標準辦，增強責任心，盡量縮短施工時間，提高施工質(zhì)量。

參考文獻：

[1]劉崇建.油氣井注水泥理論及應用[M].石油工業(yè)出版社，2001年，第一版.

[2]中國石油天然氣總公司勞資局[M].井下作業(yè)工.石油工業(yè)出版社，1996年，第一版.