淺析油水井封堵技術

王宗華 韓德勇 李帥然 陳圓圓 孫暢

摘要：封井工作是油田開發活動中的重要環節，生產井永久性封堵作業主要是在井內適當層位注水泥塞，以防止井筒內形成流體竄流通道：其目的是保護淡層和限制地下流體的移動，將對后期地質開發與環境保護產生深遠影響。封井工作對技術工藝有著很高的要求，稍有不慎，都可能引起十分嚴重的安全事故。因此，如何有效的進行封井作業，提高油水井封井工作的質量和效率，是目前有待解決的主要問題。

關鍵詞：油水井;封井;添加劑;建議

一、油水井封井技術分析

1.套管外封井

在進行油水井封井作業中，從套管外進行封井處理，通常采用的套管外封井技術有3種：

（1）表套內“架橋”封堵技術。所謂的表套內“架橋”封堵技術，實際上就是往表套環形空間內，利用直徑0.8cm的小石子灌注到標攤下端到水泥塞上端空間，小石子成功灌入后，能有效填補這一空間，形成新的水泥塞面。隨后在灌注水泥漿，便能達到很好的封堵效果。該技術操作工序略顯復雜，不過施工成本低。

（2）膨脹劑填充技術。于表套環形鋼板處焊接喇叭口，通過喇叭口注入膨脹劑，隨后灌入清水，使膨脹劑發揮作用，完全占據表套環形空間，即達到封堵目的。這種封井方法技術含量低，操作便捷，施工效率高。不過，這種方法需要使用大量的膨脹劑，需要大量成本。另外，在封堵期間，一旦出現氣體竄入的情況，同樣會造成封堵密封性差的情況。

（3）射孔封堵技術。射孔封堵技術是指在靠近水泥塞面的套管上射孔，隨后利用相關工具，逐步完成擠封工作，直至表套上沿返出水泥漿。該方法技術含量高，并且封堵效果良好，缺點是需要消耗大量的水泥。

2.套管內封井

除了可以從套管外部進行油水井封堵之外，還可在套管內部進行封井處理。由于施工環境、施工需求等方面存在一定的差異，因此施工工藝也有所不同。

（1）封井方式。封井方法主要有兩種，一種是常規封井法，另一種則是擠注封井法。常規封井法通常用于壓力小、遺留現象不嚴重的關停井，可通過分段封堵的方式完成封井作業。擠注法封井，則主要運用與壓力較大、溢流現象嚴重的關停井。這類關停井的施工風險很大，一次務必要謹慎對待。采取擠注封井法實施封井工作時，需要嚴格按照水泥漿柱預計深度、水泥車排量，并不是泥漿密度越高，封堵效果就越好。在灌注泥漿時，務必要控制好水泥漿的初凝時間，以免灌注泥漿無法達到預計深度或引起安全事故的發生。

（2）封井管柱結構。封井管柱整體結構不同，封井技術也會存在差異。常規管柱，通常井口無壓力，無溢流現象，此時可在地層射孔段上側置入橋塞，避免溢流現象的發生，隨后使用油管分段封堵。在進行常規管柱封井工作前，務必要給井筒放壓。考慮到解壓時間比較長，可能會延長工期，另外產生諸多額外施工成本等。因此，施工人員可選擇不動管柱封堵技術完成封堵作業。不動管柱封堵操作就是從自井口處，往井筒內注入泥漿到一定高度后，立即灌注清水，使泥漿水平線達到標準位置。當泥漿徹底凝固后，井口壓力徹底消失，此時即可打開井口，通過分段封堵的方式完成封井作業。需要注意的是，在灌注泥漿時，可從油套環空灌注，該方法能有效提高灌注效率。另外，盡量選擇密度較小的泥漿，避免水泥過早初凝。使用清水，輔助泥漿水平線達到設置范圍內時，務必要在油管內灌注適量清水，以免在擠注水泥漿時，水泥在油管內停留過久，發生凝固、堵塞現象。

二、封堵水泥漿填加劑及性能

油井水泥的品種是有限的，為了滿足不同情況下注水泥塞作業施工及其質量的要求，有時須配合各種外加劑填加來調解水泥性能。目前所有填加劑主要有緩凝劑、速凝劑、減阻劑、降失水劑、降密度劑、加重劑、防漏劑等。

1.緩凝劑

對于深井或地溫梯度高的井，由于水泥漿凝結時間縮短，流動性差，而且施工時間比較長，常加入延長凝結時間（或稠化時間）的緩凝劑。

常用的緩凝劑有鐵鉻木質素磺酸鹽、酒石酸、葡萄糖酸鈣（鈉）、硼酸鹽、磷酸鹽、磺化單寧等。

2.速凝劑

在淺井和靜下溫度較低的注水泥塞或堵漏施工中，為了縮短水泥凝結時間及增加水泥早期強度，加入速凝劑。常用的速凝劑有氯化鈣，氯化鈉和硅酸鈉等。

3.減阻劑

減阻劑的加入能改善水泥漿的流動性有利于水泥漿在低速下進入紊流狀態，提高注水泥質量。常用的減阻劑有萘磺酸甲醛聚合物、木質素磺酸鹽等。

4.降失水劑

降失水劑能防止水泥漿急劇脫水、改善水泥漿中微粒的數量和級配。常用的降失水劑有羥乙基纖維素、土般土及烷基磺酸鈉鹽等。

5.降密度劑

井下有低壓漏失層時，注水泥時可能發生井漏，以引出更多的麻煩，因而常加入降密度劑，降低水泥漿密度。常用的降密度添加劑有般土、硅藻土、瀝青粉等密度小、吸水性強的混合材料。

6.加重劑

在有高壓地層情況下擠注水泥，常加入密度大的添加劑。主要有赤鐵礦粉、重晶石粉、鈦鐵礦粉和石英砂粉等高密度的惰性材料。

7.防漏劑

井下有低壓漏失層時，也可以加入與泥漿堵漏劑相同的物質，也可用膠質水泥漿。常用添加劑有碎木片、樹皮、鋸木等纖維狀物質，還有顆粒狀物質如硬瀝青，塑料及珍珠巖等。

三、油水井封井作業常見問題的處理建議

基于以上內容的分析，確定無論是套管內封堵還是套管外封堵，只要按照施工要求，規范化、標準化、合理化的進行封堵作業，都能達到封堵的目的。但在具體實施油水井封井作業中，容易受到某些因素的影響，引發一系列的問題，導致封堵效果不佳。如在具體進行油水井封井作業中，打完水泥塞后，沒能及時上提油管至預定水泥塞面之上，容易引發反沖現象，導致油套環形空間存有多余的水泥漿;在憋壓擠水泥時，未能詳細檢查套管，如若存在套管破損情況，那么泥漿灌注可能超過破損位置，進而造成泥漿泄露，引發卡鉆問題;未能有效控制油水井內部溫度、壓力，也未能加強灌注時間的控制，可能造成泥漿施工中油管內凝固現象，進而影響封堵效果。

三、結束語

面對當前我國油水井封井作業不佳，容易造成封堵失敗，油水泄露等現象的情況，應當高度重視油水井封井作業，不斷強化封井技術，即合理選用套管內封井或套管外封井方式，規范化、合理化、有效化的施工作業，提高封堵效果，為后期開采工作的順利進行提供可靠保障。

參考文獻

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