注水泥塞
(固井)常规注水泥塞作业规程
常规注水泥塞作业规程1 主题内容与适用范围本规程规定了注水泥塞的作业设计、作业准备、作业程序、质量控制与安全要求，资料录取及质量检验。
本规程适用于油井裸眼段、套管内注水泥塞作业，主要用于以下几种用途：处理钻井过程中的井漏；定向钻井的侧钻和造斜；堵塞报废井及回填枯竭层位；其他类型的注水泥塞作业亦可参照使用。
2 引用标准无3 作业设计3.1 资料收集3.1.1 收集作业井的井身结构、封固井段、井径数据、井下情况、设备情况、钻具情况、钻井液性能、钻井参数。
3.1.2 收集水泥浆性能。
3.2 设计原则水泥塞厚度应严格按工程技术要求执行。
3.3 注水泥塞设计编写要求编写内容、格式应符合附录A的要求。
4 作业准备4.1 材料准备4.1.1 按设计要求备足合格的油井水泥和添加剂,并妥善保存,防止受潮。
4.1.2 作业前取水泥样和水样做水泥浆初凝、终凝、流动度试验和添加剂配方试验。
水泥养护温度应按作业井段的温度。
4.1.3 备足配浆液,其总量不应小于使用量的1.5倍4.2 井眼及管柱准备4.2.1 准确计算、丈量、配好注水泥塞管柱,并作好记录。
4.2.2 循环并处理好泥浆性能，提高泥浆对井壁的冲洗效果，钻井液性能应能维持井壁稳定、井眼干净、无油气侵。
4.2.3 保证按下入钻具紧扣顺序、整立柱起钻，不得错扣。
4.3 地面设施、设备准备4.3.1 对地面设备进行严格细致检查，保证固定部位安全可靠，转动部分运转正常，仪表准确灵活。
主要检查下列部位：a)井架及底座；b)提升系统：绞车、天车、游动滑车、大钩吊环、钢丝绳及固定绳卡等；c)动力设备:柴油机、钻井泵、空压机、发电机及传动系统；d)仪表:指重表、泵冲数表、泵压表、及扭矩表等；4.3.2 B型钳使用灵活、安全可靠性的质量检查4.3.3 地面管线连接可靠、不刺不漏。
4.3.4 顶替泥浆的计量准备。
4.3.5 受污染钻井液的处理准备。
5 作业程序5.1 按相关指令要求将注水泥塞管柱下入井中至规定的深度。
3、试油工艺----注灰
第二部分注水泥塞1、概述注水泥塞，俗称注灰。
是封层的最常用方法。
其目的是防止地层相互间发生流体泄漏和压力传递。
是准确获取每一试油层的产量、压力、温度以及流体性质等资料的前提。
从地面用专用的设备和工具将配置好的水泥浆通过油管顶替到井筒中设计位置，待凝固后达到封隔两个试油层的目的。
适用于层间距离较大的试油层之间2、注水泥塞基本方法顶替法：在钻杆或油管内注入水泥浆并顶替到管柱内外高度一致时，缓慢上提管柱，使水泥浆留在原位。
若井内流体与水泥浆不配伍，则在顶替水泥浆的前后都要使用隔离液来减少井内流体对水泥浆的影响。
在注水泥浆过程中，井筒液体应在静止状态（既不自溢也不漏失）。
3、主要施工步骤主要包括：（1）用压井液正循环洗井一周以上；（2）配好水泥浆后先打入隔离淡水，将配好的水泥浆替入井内，再打入隔离淡水，最后打入顶替的压井液；（3）上提管柱至设计灰面深度，用压井液反循环洗井，洗出多余的灰浆；（4）上提管柱至设计候凝深度，装好井口，关井候凝。
4、质量控制措施1）通常在已试层以上50m左右打一段水泥塞，设计厚度一般在20～50m之间。
2）静态平衡在注水泥塞时，在水泥硬化之前，井内流体的流动会影响水泥塞的质量和位置，从而导致水泥塞的不密封。
为达到注水泥塞的目的，施工时井内的静液柱压力应与地层压力平衡，以达到候凝期间井筒内流体是静止的，即静态平衡（不喷不漏）。
4、质量控制措施对于高压地层和漏失地层，无法实现静态平衡时。
为保持水泥塞的静态平衡，采用垫稠泥浆、填砂或注入堵漏材料及其它被证实有效的（高压井挤注或加压）控制手段来控制。
4、质量控制措施3）通常用水基泥浆或清水来注水泥塞施工。
配制水泥浆用水的氯离子含量小于700mg/L，并用淡水将水泥浆段与井内压井液隔离开；4）管柱和井口要保证密封，顶替量计量准确；5）整个施工过程中，动力设备和泵车要处于正常运转状态；4、质量控制措施6）油井水泥的标号性能要与注水泥塞位置的井筒温度相匹配。
注水泥塞工艺技术
早强水泥
D - * * 1830-3050 76.7- 127 100 - 中温、中压条件选用
E - * * 3050-4270 76-143 154 - 超高温、高压条件
F - * * 3050-4880 110-160 190 - 超高温、高压条件选用
G - * * 0-
H - * * 0-2240 0-93 90 120
基本水
J * - - 3660-4880 49-166 180 - 超高温、高压条件选用
注:*表示有此种类型。
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1、油井水泥
1.3 初凝与终凝
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 态，这个变化过程就是水泥浆的凝结过程。
注水泥塞工艺技术
注水泥塞工艺技术
注水泥塞
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 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。
常规修井作业规程第14部分:注塞、钻塞 SY/T 5587.14-2004
2
注水泥塞工艺技术
注水泥塞的目的
C级：适用深度范围0-1828.8m,温度至76.7度，属高早期强 度水泥，分普通，中抗，和高抗硫三种。
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1、油井水泥
1.2 油井水泥API分类
D级：适用深度范围1828.8-3050,温度至76-127度，为基质水泥加缓凝剂， 用于中温中压条件，分中抗硫和高抗硫两种。
E级：适用深度范围3050-4270,温度至76-143度，为基质水泥加缓凝剂， 用于高温高压条件，分中抗硫和高抗硫两种。
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1、油井水泥
1.2 油井水泥API分类
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。
注水泥塞施工工艺
4、注水泥顶替机理
注水泥就是利用高压泵将水泥浆注入井内目的 层段的过程。由于一般施工时井内都有泥浆或压井 液，故其实质就是用水泥浆顶替井内压井液的过程。
在井筒内水泥浆顶替泥浆固井时，水泥浆与泥 浆都是塑性流体。流体在偏心环行空间内流动，液 流动特性可分为低流速，中等流速和高流速三种情 况下流动的几何状态，一般说来，流动状态都是中 间快，边上慢，泥浆被逐渐替出来。因此实际施工 中，由于 远离管璧的流速比紧靠管璧处的流速高， 所以在流体中部或塞流内部的流体要对管璧处流体 发生窜槽。同时，由于环行空间隙转大处流体的平 均流速比间隙小处大，故在间隙小处易形成串槽。
6、注灰的注意事项
注灰要严格按照施工设计，编写时应当有被 封堵层静压，设计的注水泥塞压井液液柱压 力要大于静液压力１～１.５MPa。
根据中国石油天然气行业标准SY/T5587.1493，结合注灰的实际情况，特做如下规定：
1）、 验油管、验套管的质量标准
1﹚注灰前，必须把准备下入注灰的管柱试压 合格，对油管试压25MPa，10分钟压降小于 0.5MPa为合格言
注灰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，由于其施工工艺简单 成本低廉且有效期长，在井下作业中被广泛 应用。
注灰绝对避免“插旗杆”“灌香肠”的工 程事故。
二、油井水泥
目前国内外使用的油井水泥主要是硅酸 盐水泥，是由水硬性硅酸钙为主要成分，加 入适量石膏和助磨剂，磨细制成的产品。干 水泥与水混合而成水泥浆。而油井出水的封 堵主要靠的是把水泥浆挤入地层和井筒内， 水泥浆凝结硬化后形成的水泥石（在井下生 产套管的环形空间内）封死油层。
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；
注水泥塞作业的操作流程
注水泥塞作业的操作流程一、作业前的准备工作。
这注水泥塞作业啊，就跟咱要做一顿大餐之前得准备食材和厨具一样。
先得把工具都准备齐全喽。
像什么水泥车呀，必须得检查好，看看各个部件是不是都正常运转，可别到时候作业做到一半掉链子。
还有油管、钻杆这些也得好好看看，有没有损坏啥的。
然后就是水泥的准备。
这水泥就像是咱们做菜的主要食材，那可不能选错。
得根据井下的具体情况来挑选合适型号的水泥。
而且水泥的量也要计算准确，多了少了都不行。
要是水泥少了，那这个水泥塞可能就不结实，达不到咱们想要的效果；要是水泥多了呢，那可就浪费了，这就好比做饭的时候盐放多了，整道菜就毁了。
二、开始作业。
1. 下管柱。
把油管或者钻杆下到井里，这就像是把筷子伸进锅里捞东西一样，得小心翼翼的。
要控制好速度，不能太快，太快了可能会撞到井壁，那就坏事了。
在这个过程中，还得时刻关注着各种仪表，看看有没有什么异常情况，就像咱们开车的时候要看着仪表盘一样。
2. 循环洗井。
这一步可重要啦。
把井里的脏东西都给洗出来，就像咱们洗碗要洗得干干净净一样。
让井眼清爽爽的，这样后面注入的水泥才能更好地发挥作用。
循环的时候，要保证循环的液量和排量都合适，不能敷衍了事。
3. 注入水泥浆。
终于到了注入水泥浆这个关键环节了。
就像把精心调制好的酱汁倒在食物上一样。
水泥浆要均匀地注入到井里，而且注入的压力也要控制好。
如果压力太大，可能会把井壁给压坏；压力太小呢，水泥浆可能就流不到我们想要的位置。
这时候，大家都得打起十二分的精神，眼睛紧紧盯着各种设备和仪表，就像盯着自己心爱的宝贝一样，一点都不能马虎。
三、作业后的处理。
1. 顶替水泥浆。
注入水泥浆之后，要用顶替液把水泥浆顶替到预定的位置。
这就像是把最后一点酱汁都涂抹均匀一样。
顶替的量也要计算准确，不然水泥塞的位置可能就不对了。
2. 上提管柱。
把管柱上提，这个时候也要小心，速度不能太快，要平稳地把管柱提起来。
提起来之后，还得再检查一下各种设备和工具，看看有没有损坏或者遗漏的东西。
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。
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注水泥塞
对于不同的井况与不同的施工目的，应选用不同的施工方法。
现场应用的注灰塞方法有平推法、泵循环法和挤注法三种。
平推法应用于浅井，后两种方法应用于高压井或深井。
注灰塞的种类，按照注入位置不同分为注底部灰塞和注悬空灰塞两种。
一般说来，底部灰塞较悬空达塞容易些；在常规作业压力不高的浅井注长段灰塞比较容易；在高压深井注短井段的悬空灰塞比较困难；在小井眼注灰塞比在大井眼注灰塞困难。
一、注灰塞的基本办法
按设计要求下入注灰管柱进行反洗井；调配合乎要求的水泥浆；按次序将水泥浆挤入井内；上提注灰管进行反洗井；关井候凝。
其具体施工步骤如下：
①将注灰管柱下至预计所注灰塞底部，进行循环洗井1.5-2周。
②计算好灰浆量并配制好。
③将灰浆泵入到井筒内，使用顶替液将灰浆泵至设计深度，做到油套压力平衡。
④上提注灰管柱。
提至设计灰塞灰面顶部2m，进行反循环洗井洗出所有残浆。
⑤上提注灰管柱100m、灌满清水，关井候凝至少24小时。
二、注灰塞的基本要求
第一，准确计算好灰浆、顶替量。
第二，施工过程中操作人员动作连贯。
第三，顶替液顶替至设计位置后，管柱离开液体时要慢。
为确保安全顺利施工，具体计算公式如下：
1.水泥浆体积计算
①理论公式：V=πD2/4·H·K
式中：V——水泥浆用量（米3）；
D——套管内径（米）；
H——水泥水泥长度（米）；
K——附加系数（一般取1.5～2）。
K的取值原则是：51/2井套管K值常规1.5-2倍取大些；。
②现场计算公式：V=q·H·K
式中：q——注灰管内容积（升/米）。
2.干水泥用量计算
①理论公式：T=V·
式中：γ干——干水泥相对密度（一般取3.15）；
γ浆——水泥浆相对密度；
γ水——水的相对密度；
V——水泥浆的体积（米3）；
T——干水泥重量（吨）。
注灰塞套管内容积
②现场计算公式：T=V·K
式中K为干水泥换算系数。
为了方便现场各种体积单位的计算，将K换算成三种系数。
即每袋干水泥所相当的升数（升/袋）；每米3干水泥所相当的吨数（吨/米3），以及每袋水泥清水用量的升数（升/袋）。
并且分别用K1，K2，K3，K4表示之（见下表）。
3.清水用量计算
①理论公式：Q1=
式中：Q1——一袋水泥用清水量（公斤）；
γ浆——水泥浆相对密度；
常数15.875——一袋水泥的体积（升）；
常数50——一袋水泥的重量（公斤）。
水泥浆与干水泥的换算
现场计算公式：Q=K4·T
式中：Q——清水用量（升）；
T——干水泥量（吨）；
K4——换算系数（升/袋）。
三、注灰塞的质量要求
①水泥质量的要求，核实水泥（时间、标号、超细水泥的要求、
添加剂的要求等）
②确定注灰管的类型、深度和井下结构。
常规以油管为主。
即便是选用钻杆，也应在钻杆底部做好记号。
连接丝扣要上紧，不能发生刺漏等现象等。
注灰管下入深度要准确，要求每1000米，误差0.02%。
③井内稳定，不出油、气、水是灰浆凝固的基本条件之一。
为了确保注入的水泥浆具有良好的凝固条件，一般在井内泥浆外溢、气浸、水浸等情况下注灰塞。
为了保证水泥浆较好地凝固。
3、配制合格足量的水泥浆
一般把水泥浆相对密度控制在1.85～1.95之间较好。
相对密度不均都不利于施工。
在注水泥塞施工过程中，由于存在注灰管柱中的粘附、顶替时的掺混损失、地面设备管线与泵内的残留损失等，在注灰塞计算时还要有适当的附加量。
在深井注灰塞时，附加量应稍大些。
下表根据油田多年积累的经验列出的。
注灰塞水泥用量定额
4、替水泥浆
替水泥浆的具体要求：清水顶替水泥浆要确保顶替到位，油套保持平衡。
起管柱时管柱无溢流。
5、上提反洗
上提的速度要求平稳，避免有抽空现象的发生，上提位置在设计灰塞顶面2m左右。
反洗井，洗出井内所有残浆。
上提管柱100m以上。
6、稳定候凝
要求灌满液体关井候凝，以保证灰塞的质量。
对于高压不稳定井或层间干扰大、又有高压含水层的井，应采取加压候凝，泵入压力关井。
7、注悬空塞时应采取措施，防止其下沉
尤其是在用轻泥浆压井的情况下，更应注意，常用的办法有：一是填砂至欲打水泥塞底部位置。
此法适用于低压井。
二是压木塞法，用下井钻具将木塞送到欲打水泥塞底部位置。
此法适用于正规套管
井。
三是在悬空井段垫稠化物或高相对密度液体，防止其下沉。
此法适用于套管严重损坏或非正规套管井。