编制注水泥塞施工方案PPT课件
注水泥塞技术
注水泥塞技术刘东清1.注水泥塞概念注水泥塞工艺是将一定量的水泥浆替到套管或井眼的某一部位，使其形成满足工程需要的新的人工井底或满足工艺要求的临时封闭某井段的工艺技术。
钻井、完井施工及井下作业、修井中都会遇到注水泥塞工艺技术。
2.注水泥塞用途钻井完井过程中注水泥塞一般是在井下存在复杂情况需要封堵处理、套管开窗侧钻、弃井或底部井段没有油气层需要进行封填等情况下使用。
井下作业中注水泥塞的用途主要有以下几种：（1）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的层；（2）封闭底部水层；（3）找堵漏、找封窜、上部套管试压等隔开封闭某一层段；（4）堵塞报废井及回填枯竭层位；（5）出于安全目的的封闭层位（如封闭高压层、有毒有害流体层）等。
在修井作业中，为了进行回采油层，找窜封窜，找漏堵漏，上部套管试压等往往注水泥塞。
3.注水泥塞难点在井内密度较小的大量液体上面打密度大的用浆量较小的水泥塞是一个比较麻烦的问题，特别是远离井底的悬空水泥塞或有强度要求的侧钻水泥塞。
水泥塞过短，容易因计量误差造成水泥塞“打飞”；水泥塞过长，容易造成“插旗杆”“灌香肠”等事故。
水泥塞过浅，水泥强度发展慢；水泥塞过深或大直径水泥塞，容易造成钻井液对水泥浆的污染和掺混，影响施工安全和水泥塞质量。
有机构统计，水泥塞施工的一次成功率仅为25%，也就是说，要成功取得一个合格的水泥塞，平均需要进行3次注水泥塞尝试。
塔河油田对2004-2005年实施的81井次各类打水泥塞施工进行统计分析，由于井深、替浆量较难把握等因素的影响，一次成功率（塞面误差控制在±10m）仅为23.25％，其中打塞后塞面上移大于30m的14井次，最高上移487m；塞面下移超过30m的13井次，第一次打塞后无塞面的4井次。
4.一般注水泥塞做法针对常规打水泥塞施工存在一次成功率低的问题,各研究机构和施工单位都在不断地思考和开发新的工艺技术或井下工具，以适应不同现场情况的需要。
注水泥塞
@2. API标准规定,常规油井水泥清水配浆温度为 ( B )。 A、 39℃ B、27℃ C、 0℃ D、 -5℃ @3.常规油井水泥清水配浆温度不超过( D )，超过此温度将缩 短稠化时间。 A、 50℃ B、27℃ C、45℃ D、 38℃ @7.试验数据表明，若配浆清水低于（ C ）将延迟水泥浆凝固。 A、-10℃ B、0℃ C、15℃ D、20℃ 5．常温注水泥塞施工，现场不应使用（ A ）以上的热水配浆。 （A）38℃ （B）27℃ （C）15℃ （D）55℃ 6．浅井注水泥塞施工管线试压（ D ）。 （A）2 MPa （B）10 MPa（C）5 MPa （D）25 MPa 7．水泥浆密度要在施工现场配制水泥浆的过程中使用( C ) 直接测定。 （A）温度计 （B）粘度计 （C）密度计 （D）流量计
2)备足符合要求配水泥浆的清水；
配水泥浆的清水要做氯离子(CL-)化验，当 井深小于3000m时为1000mg／L以下，当井深 超过3000m时为700mg/L以下；
三、注水泥塞施工 • 施工准备 3.油井水泥的准备 1)对油井水泥及添加剂的各性能进行 抽样化验； 2)将油井水泥和添加剂按设计要求用 量备足送到井场,检查水泥质量,标 准是牌号正确、水泥不潮不结块； 3)将水泥摆设在配水泥浆的操作台上。
油管规范
重量 N/m 85 93 131 壁厚 mm 6.5 5.5 6.45 内径 mm 47.4 62.0 76.0
本体 断面积 mm2 1092 1169 1438
容积 L/m 1.77 3.02 4.77
管本体 容积 L/m 1.09 1.17 1.44
73.02 （27/8）
88.9 （31/2）
三、注水泥塞施工 • 施工准备 1.准备注水泥塞施工所需的工具、用具；
措施井施工注水泥塞课件
验收标准
确保水泥塞无裂缝、疏松等缺陷，与 井壁结合紧密，满足设计要求的抗压 强度和密封性能。
质量记录
建立完善的质量记录制度，对施工过 程和检测结果进行详细记录，以便后 期追溯和复查。
定期维护
对已完成的水泥塞进行定期维护和检 查，及时发现和处理潜在问题，确保 其长期稳定运行。
06
案例分析与实践操作
成功案例分享
粘结力
水泥塞具有较好的粘结力，能够与井壁或地层紧密 结合，不易脱落。
耐久性
水泥塞的耐久性较好，不易受地下水侵蚀，能够长 期保持其性能。
水泥塞的应用场景
80%
油田措施井
在油田措施井施工中，水泥塞可 用于封堵油层、气层或水层，控 制油气水流向，提高采收率。
100%
矿井建设
在矿井建设中，水泥塞可用于封 堵废弃的矿洞或隧道，防止渗水 、漏气等安全隐患。
案例一
某油田措施井注水泥塞施工，通过精 心组织和严格控制，成功实现了水泥 塞的精准定位和稳固，提高了油田采 收率。
案例二
某气田措施井注水泥塞施工，采用新 型材料和技术手段，有效解决了气井 压力高、温度波动大等难题，保障了 气田的安全生产和经济效益。
现场实践操作演示
演示一
注水泥塞施工前的准备工作，包括井筒清洗、钻杆检查、水泥浆配制等步骤， 确保施工顺利进行。
总结词
措施井施工流程包括钻孔、下管、注浆等多个环节。
要点二
详细描述
措施井施工流程包括钻孔、下管、注浆等多个环节。首先 ，使用钻机在预定位置钻孔，根据需要确定孔深和孔径。 然后，将井管按设计要求下入孔内，井管起到支撑和保护 孔壁的作用。接下来，进行注浆施工，通过注浆管将水泥 浆注入井管与孔壁之间的空隙，形成密实的止水塞。最后 ，进行洗井、试压等工作，确保措施井的施工质量。
注水泥塞
注水泥塞工艺目录二、工艺原理二、注水泥塞的目的及用途三、注水泥塞的方法及施工步骤四、注水泥塞计算注水泥塞工艺是将一定量的水泥浆替到套管内或井眼的某一部位，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临时封闭某井段的工艺技术。
一、工艺原理当干水泥与适量的水混合成水泥浆后，水泥颗粒与水立即发生水化反应，使水泥浆中产生以水硅酸钙为主要成分的胶体，随着水化作用的不断进行，胶体不断增多，并逐渐聚集变稠。
同时在胶体中产生形成水泥石的新化合物，逐渐在非晶质胶体中开始呈现微粒晶体，并逐渐硬化，使水泥浆失去流动性。
在这一过程中，当水泥浆开始变稠并部分失去塑性时，称为初凝；当水泥浆完全失去流动性并刚能承担一定压力时称为终凝。
终凝完毕后水泥浆硬化成石。
二、注水泥塞的目的及用途在井下作业中注水泥塞是常用的工艺技术之一。
注水泥塞的目的及用途主要有以下几种：（1）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的层。
（2）封闭底部水层；（3）找堵漏、找封窜、上部套管试压等隔开封闭某一层段。
（4）堵塞报废井及回填枯竭层位。
（5）出于安全目的的封闭层位（如封闭高压层、有毒有害流体层）（6）特殊情况下的封堵。
三、注水泥塞的方法及施工步骤1.注水泥塞方法按注水泥塞位置来分有实心水泥塞及悬空水泥塞两种。
为节省水泥、和方便施工，一般情况下多采用注悬空水泥塞方法。
根据井内压力及施工工艺分为灌注法注水泥塞、循环法注水泥塞、挤注法注水泥塞（包括循环+挤注）、电缆/绳索倒灰法等四种方法。
2.注水泥塞施工步骤（1）循环注水泥塞这是目前油田应用最广泛的方法。
是将配好的水泥浆泵入井内循环顶替至预定位置，候凝固结，形成封堵。
其施工步骤如下：1).将注水泥管柱下至预计水泥塞底部,并循环洗井到井内稳定。
2).按设计配制好水泥浆后按前隔离液，水泥浆、后隔离液、替置液顺序和设计量注入井内。
3).将水泥浆替置到设计位置,此时,管内外应处于平衡，上提管柱至预定水泥面以上1-3m4).反循环洗井，洗出多余水泥浆。
编制注水泥塞施工方案
第四章 编制注水泥塞施工方案
４．流变性 研究水泥浆流体的流动和变形特征，论述 流速（剪切速率）与发生运动的压力（剪切应 力）之间关系。水泥浆在顶替过程中有三种流 态，它们是： a、塞流：即流体介质线速度小于27m／ min，流体颗粒为直线流动。 b、层流：线速度大于27m／min，雷诺 数（描述流体流动状态的一个系数值，由实验 计算而得）小于3000，流动颗粒沿直线运动。
第四章 编制注水泥塞施工方案
⑧施工前明确分工，组织紧凑，统一指挥。 ⑨施工起重设备正常运转，不得熄火。 ⑩施工中起重设备发生故障立即反洗井。 ⑾施工中泵车坏，不能正常施工时，应立 即提油管至安全位置，必要时将井内油管全部 提出。 ⑿在两层之间小于５ｍ的夹层井段注灰塞 时，对所下的管柱必须进行磁定位校深，以确 保水泥塞深度的准确性。
第四章 编制注水泥塞施工方案
（７）如果地层压力小于静液柱压力时会出 现井漏，打悬空水泥塞时，一般采用的办法是：
①填砂至预定灰塞底部位置。这种方法适用于封闭 层与人工井底距离较短的井；若预封闭层与人工井底 距离较长，不易用填砂处理，就需要用钙化稠泥浆的 方法处理，即先垫入钙化稠泥浆于封闭层之上，再进 行注灰塞。
化
二氧化硫含量超过3.5%，氧化 镁含量超过4.5%，水泥变成废 品。二氧化硫影响水泥的稳定 性；氧化镁在水泥中呈游离态， 水化速度慢，水化后生成氢氧 化镁，体积增大，致使水泥胀 裂强度降低
第四章 编制注水泥塞施工方案
油井水泥的物理性能
1、细度 用4900孔/cm2的筛子处理筛过,筛余量不超过15%.
编制注水泥塞施工方案课件
目录
• 概述 • 施工准备 • 施工步骤 • 安全注意事项 • 质量检测与验收 • 常见问题与解决方案
01
概述
目的和背景
目的
确保注水泥塞施工过程安全、高 效、质量可控。
背景
随着油田开发进入中后期，油井 注水泥塞成为封堵水层、控制油 气水流向的重要措施。
施工方案简介
01
THANKS
感谢观看
注水泥
清洗完成后，需要将水泥浆注入 到孔洞中，以便形成注水泥塞或
加固结构。
在注水泥浆的过程中，需要注意 控制注浆压力和注浆量，确保水 泥浆能够均匀地分布在孔洞内部
。
为了保证注浆效果，可以在水泥 浆中添加适量的添加剂，如速凝 剂、膨胀剂等，以调整水泥浆的
凝固时间和膨胀性能。
养护
注水泥浆完成后，需要对其进行 养护，以保证其达到设计强度和
最后，适当提高注浆压力，保证水泥浆能够顺利注入。
孔洞塌陷问题
要点一
总结词
孔洞塌陷是注水泥塞施工中的另一个常见问题，会导致注 浆孔洞不稳定，影层疏松、注浆孔布置不合理、 注浆压力过大等原因造成的。为了解决这个问题，可以采 取以下措施：首先，在施工前对地层进行勘察，了解其地 质情况和承载能力；其次，合理布置注浆孔的位置和深度 ，确保其能够有效地支撑地层；最后，适当控制注浆压力 ，避免压力过大导致地层塌陷。
检测方法
外观检测
采用肉眼观察法，检查水泥塞表 面是否符合质量标准。
强度检测
通过压力试验机进行抗压、抗拉强 度测试，以确定水泥塞的强度是否 达标。
尺寸检测
使用测量工具对水泥塞的尺寸进行 测量，以判断其是否符合设计要求 。
验收流程
施工方自检
编制注水泥塞施工方案
第四章 编制注水泥塞施工方案
⑥上提油管至候凝深度，装井口，关井 候凝。
⑦候凝后，下油管加压10～20kN探灰 面,重复两次,深度相符后提出方入。洗井畅 通后，按标准试压：φ139.7mm套管试压 12MPa；φ177.8mm套管试压10MPa；经 30min，压力下降不超过0.2MPa为合格 （裸眼井不试压）。
第四章 编制注水泥塞施工方案
（３）注灰塞目的。 （４）注灰塞具体要求。预计灰面位置、灰塞厚 度、理论灰浆量、实际配成灰浆量（附加量，一般 附加量取理论灰浆量的１.2倍）、灰浆密度、添加 缓凝剂、促凝剂、上返井段。 （５）施工方法。
①下油管底带管鞋至要求的深度洗井合格后 （替入垫底泥浆：密度多少，用量多少方），将油 管完成在注灰位置，装好井口（若垫底泥浆的井， 要反洗井洗出多余泥浆）。
第四章 编制注水泥塞施工方案
（二）水泥的要求及检验标准 （１）水泥应配制成流动性能良好的水泥 浆。在施工过程中始终保持良好的可泵性和足 够安全的可泵时间。 （２）水泥浆泵入预计井段处，应很快凝 固和硬化，凝固后其体积不收缩或微膨胀，有 一定的机械强度。 （３）水泥浆凝固后，能在井下高温高压 及油水介质的长期作用下，其性能保持良好的 稳定性。
2、抗折强度 抗折强度是指按水泥质量加50%的水，成型 后养护48h的抗折强度。其抗折强度不能低于 18kg／cm2（热井水泥）和27kg／cm2（冷井 水泥）。流动度，按水泥的重量加50%的水所 得的水泥浆，其扩散直径不得小于16cm（冷井 水泥）和17cm。
第四章 编制注水泥塞施工方案
（三）注灰塞施工所要掌握的基本技术 （1）在注灰塞过程中，因压力高，故注灰塞 管柱必须上紧，不能发生断落事故，下入管柱 深度准确，每千米累计长度误差小于0.2ｍ。 （２）确保井内稳定不出油、气和水是灰浆 凝固的基本条件之一。因此，一般不在井内不 稳定、压井液外溢、气浸等情况下注灰塞。如 果一定要采用注灰塞的办法，则应采取在灰浆 中加入促凝剂，上提少量管柱，洗井加压候凝。 对高压、高含水层还可用挤入的方法注灰塞。
措施井施工注水泥塞
应急处理措施
1 2
制定应急预案
针对可能出现的紧急情况制定应急预案，包括人 员伤亡、设备故障、环境污染等，明确应对措施 和责任人。
配备应急器材
根据可能发生的紧急情况，配备相应的应急器材 ，如急救箱、灭火器、通风设备等。
3
进行应急演练
定期进行应急演练，提高员工的应急响应能力， 确保在紧急情况下能够迅速采取措施。
安全操作规程遵守要求
严格执行安全操作规程
01
施工人员必须严格遵守安全操作规程，禁止违规操作和违章指
挥。
检查设备安全状况
02
在施工前对相关设备进行检查和维护，确保设备的安全状况良
好。
禁止酒后作业
03
严禁酒后作业和疲劳作业，以降低事故风险。
05
质量控制要点
材料质量控制要求
水泥质量控制
使用符合国家标准的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，确保水泥质 量合格。
材料准备
水泥
选择符合规格要求的水泥，确保 其质量和稳定性。
水
确保水源清洁，以满足施工要求。
其他添加剂
根据需要选择其他添加剂，如增强 剂、缓凝剂等。
人员准备
技术人员
聘请经验丰富的技术人员 ，负责施工过程中的技术 指导和问题解决。
施工人员
招聘熟练的施工人员，按 照技术人员的指导进行操 作。
安全员
聘请专业的安全员，负责 施工现场的安全管理。
质量检测
对注水泥塞后的井进行质量检测，包括水泥塞高 度、强度等指标的检查。
03
施工技术要求
钻杆选择与使用要求
钻杆选择
根据施工条件和要求，选择符合规格和质量的钻杆，确保钻 杆的强度和耐用性。
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9
六、施工步骤及技术要求
1．管柱完成在注灰位置：光油管带喇叭口。 2．连接地面管线，并试压，试压值为预计工作 压力的1.2～1.5倍，无渗漏为合格； 3．大排量正循环洗井，脱气、降温，检查地面 系统工作是否正常。
4．配灰浆：在1方罐内配制设计量灰浆，混合 均匀，密度达到1.85g/cm3，不得混入杂物。 5．正替灰浆：灰浆量达到设计要求，连续替入。 6．顶替：正打入设计量顶替液，在设计时间内 完成。
7．上返井段；
6
五、参数计算
8．干水泥用量： V浆ρ干×（ρ浆－ρ水）
G干＝ ρ干－ρ水
9．清水用量（配灰水）：
G水＝ V浆ρ浆－ G干
单位： V －方
G －吨
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7
五、参数计算
10．顶替量： V浆
V 顶＝〔H－
S套－S油 H－注灰深度 S套 － 套管容积 S油 －油管壁容积
〕×3.02
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8
五、参数计算
编制注水泥塞施工方案
三修井：白洪光
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1
一、准备工作
1.工具、用具准备齐全： 400型水泥车2台，8方计量罐2个， 1方计量
罐1个，1米钢板尺1个，15米钢卷尺1个，计算 器1个，密度计1个，氯离子化验设备1套。 2.穿戴劳保用品
评分标准：配分9分
缺1项，扣1分
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2
二、基本数据
1．钻井深度； 2．人工井底； 3．油层套管； 4．水泥返高； 5．油补距； 6．套补距； ； 7．试油井段，封堵井段
例：某井注水泥塞，实际灰浆量1方，求干灰用 量和配灰水用量。
V浆ρ干×（ρ浆－ρ水） 1 ×3.15 × （1.85－1）
G干＝
＝
＝1.245吨
ρ干－ρ水
3.15 －1
G水＝ V浆ρ浆－ G干＝1 ×1.85 － 1.245 ＝0.605吨
评分标准：配分25分
缺1项或错1项，扣3分，扣分最多不超过25分
1．油井水泥标号质量符合设计要求； 2．注灰前洗井达到进出口液性一致； 3．注灰前核实下井管柱； 4．注灰地面管线不刺不漏； 5．灰浆量、顶替量计量准确； 6．清水符合质量标准； 7．分工明确，统一指挥； 8．施工起重设备正常运转，不得熄火；
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12
七、安全及环境质量要求
9．起重设备发生故障必须反洗井； 10．泵车发生故障，应把油管提到安全位置； 11．对于两层间小于5m的夹层井段，必须要用 磁定位校正深度
.
10
六、施工步骤及技术要求
7．上提管柱：至预计灰面以上1~2m。 8．反洗井：反洗出多余灰浆。 9．上提管柱：至预计灰面以上100m或射孔段 顶界以上。 10．装好采油树，洗井液灌满井筒，关井候凝， 时间达到设计要求。
评分标准：配分35分
缺1项，扣5分。扣分最多不超过35分
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11
七、安全及环境质量要求
评分标准：配分6分
缺1项，扣1分；
错1项，扣1分
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3
三、油井简况
简要描述油井产量、压力、井温、漏失、井筒 介质、氯离子含量及矿化度等。
评分标准：配分5分
不会描述不得分。描述得不准确，扣2分
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4
四、注水泥塞目的
简要描述注水泥塞的目的。
评分标准：配分5分
不会描述不得分；描述得不全面，扣1分
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5
五、参数计算
评分标准：配分15分
缺1项，扣2分，最多不超过15分
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13
1．预计灰面位置；上界应盖住封堵层5米。
2．灰塞厚度；应大于10米。
3．理论灰浆量；
V理＝（H底－ H顶）×S套管每米容积
4．实际配成灰浆量；
V浆＝ （1.2 ×V理
5．灰浆密度；1.8 ～1.96g/cm3，一般取1.85
6．添加缓凝剂或促凝剂；
用于调整稠化时间、滤失量、增加强度、增加
热稳定性。添加比例由实验室获得。