大张坨储气库老井封井技术

井进行封层 、 封井作业 ， 封 堵 板 Ⅱ油组 。 这 些 老 井 中
三、 滨 四等 油 层 ， 而且 大 部 分 已 射 开 ， 在 老井封堵 时 ，
需 首 先 隔 绝 板 Ⅱ油 组 以 下 油 层 ， 防 止 注 气 时 与 下 部
油 气 层 窜 通 。对 于 该 区 块 的 非 过 路 井 ， 不 用 重 造 人
（ １ ） 井 筒 条件 完 善 的井
井筒不需 要修 复 ， 通井 、 刮 削 即 可 进 行 注 灰 封
层、 封 井 的井 。包 括 ： ① 过 路 井 — — 不 生 产 板 Ⅱ油 组
塞（ 约 ５ ０ ｍ） ， 作 为防止气体外溢 的第二道 屏障 。 （ ６ ） 大部分老井井 身结构 为 ： 表层 套 管 ５ Ｏ ～１ ０ ０ ｍ＋ １ ３ ９ ． ７ ｍｍ 油 层 生 产 套 管 至 井 底 ， 水 泥 返 高 未 返 至地面 ， 注 灰 封 井 时 可 考 虑 借 鉴 国 外 气 库 老 井 多 级灰 塞封堵经验 分段注灰 。
采
技
术
Ｖｏ １ ． ２ ５ Ｎ ０ ． ２
３ ） 方 案 设 计 及 优 化 （ １ ） 过 路 井 封 堵 工 艺 方 案 设 计 及 优 化 方 案 １考 虑 ： ① 在 板 Ⅱ油 组 以下 建 立 人 工 井 底 ， 隔 断 板 Ⅱ油 组 以下 油层 ， 形成 第一道屏 障 ；
泥用量 ， Ｋｇ ； Ｖ套为 套 管 内 容 积 ， ｍ。 ； Ｖ壁为 油 管 壁 容
积． ｍ。 ； Ｈ 为 水 泥 塞 底 界 深 度 ， ｍ； Ｈ 为 水 泥 塞 顶 界深度 ， ｍ； Ｈ。为 挤 灰 深 度 ， ｍ； Ｈ油 层为 油 层 厚 度 ，
ｍ； 为油层有效孔 隙度 ， 。
组 以下油层 ；
出 封 隔 封 隔器
② 在 板 Ⅱ油 组 位 置 采 用 普 通 水 泥 注 水 泥 塞 ， 长 度 为板 Ⅱ４油 组 底 界 ２ ０ ｍ 至 板 Ⅱ１油 组 顶 界 约 ５ ０
ｍ， 作 为 防 止 气 体外 溢 的第 二 道 安 全 屏 障 。
优化后采用 方 案 ２ ， 其 特 点 为 水 泥 塞 位 置 充 分 考 虑 了板 Ⅱ油 组 井 段 在 生 产 注 气 时有 可 能 出 现 渗 漏 的意外情况 ， 安全性更高 。
（ ２ ） 非 过 路 井 封 堵 工 艺 方 案 及 优 化
图 １ 封 隔器 带压 候 凝 工艺 管柱
１ ０ ０ ｍ 反 洗多 余灰 浆 ； ④上 提 管柱 ， 清水灌 满 井 筒 ； ⑤关套管 闸门 、 挤注。
优化后 采用方案 ４ ， 其特 点 为工 艺过程 简单 ， 节
方 案 １针 对 卜２小 层 和 ３ － ４小 层 分 层 封 堵 、 不 带
１ 储气 库 老 井 封井 方 案 优 化 设 计
１ ． １ 老 井 分 类
带， 使 封堵半径 达到 ０ ． ５ ｍ 以上 。 （ ４ ） 根 据 板 Ⅱ油 组 上 部 是 否 有 射 孔 井 段 ， 确 定 挤
注管柱结 构 。 （ ５ ） 在 生产套管水 泥返 高 以下 约 ５ ０ Ｉ Ｔ Ｉ 处， 注 灰
目前 三库 区 内有 ３ Ｏ余 口老 井 ， 多 数 井 使 用 年 限 已达 ２ ４ ￣２ ８年 ， 井身 结构 以二开 井居 多 ， 而 且 大 多 数 老井 的板 Ⅱ油 组 层 位 已 射 开 ， 为 保 证 储 气 库 生 产 层 位 密封 ， 需 要 对 储 气 库 扩 建 工 程 中 三 库 区 内 的 老
② 在 生 产 套 管 水 泥 返 高 以下 ， 注长度约 ５ ０ ｍ 的 灰塞 ， 要求灰 面在水泥返 高 以下 ５ ０ ｍ左右， 作 为 防 止 气 体 外 溢 的第 二道 安 全 屏 障 。
方 案 ２考 虑 ： ① 在 板 Ⅱ油 组 以 下 建 立 人 工 井 底 ， 隔 断 板 Ⅱ油
（ ７ ） 井 口 点 焊 井 口帽 作 井 号 标 志 ， 并 安 装 压 力
的井 ； ② 非 过 路 井 — — 射 开 板 Ⅱ油 组 中 １ 、 ２ 、 ３ 、 ４小 层 或 其 中一 部 分 层 位 的井 。
（ ２ ） 井 筒 条件 不 完 善 的井
对井筒 必须进行修 复 ， 然 后 才 能 进 行 注灰 封 层 、
水 泥浆一 （ Ｈ２ 一 Ｈ１ ） Ｘ 套 × １ ０ ＋３ ． １ ４×
（ ０ ． ５ 一 ０ ． ０ ６ ２ ）Ｘ Ｈ油 层 Ｘ
先 用 超 细 水 泥 封 堵 板 Ⅱ油 组 ３ — ４小 层 ： ① 下 人 可 插 人 式 封 隔 器 ＋ 单 流 阀 的 丢 手 工艺 管柱 （ 见 图 １ ） ， 经磁定位 ， 封 隔器坐封 ； ② 起 出 丢 手 以上 管 柱 ， 下 人 注灰管柱 ， 插 人 井 内封 隔 器 ， 正注 超细 水泥 灰 浆 ；
压 候 凝 的井 。
省起下管柱 次数 ， 安 全性高 。
４ ） 超 细 水 泥 浆 配 置 及 性 能 指 标 （ １ ） 超 细 水 泥 浆 配 制 水 灰 比 １：１ ． ２ ＋０ ． ６ 悬 浮 剂 ＋２ ～３ 缓 凝 剂 ＋０ ． ５ 分散剂 。 （ ２ ） 超 细 水 泥 浆 性 能 指 标
浆密度不低 于 １ ． ８ ５ ｇ ／ ｃ ｍ。 。
针 对 以上 问 题 开 展 大 张 坨 储 气 库 老 井 封 井 技 术 研 究， 确 保 储 气 库 长期 运 行 安 全 ， 显得尤为重要 。
（ ３ ） 为 了防止管外窜槽 ， 对 板 Ⅱ油 组 已射 井 段 进
行挤 灰封 堵时 ， 采用 超细水 泥封 堵 ， 水 泥 浆 密 度 １ ． ５ ６ ｇ ／ ｃ ｍ。左 右 ， 尽 可 能 挤 注 封 堵 炮 眼 和 近 井 地
平均 粒径 ： ｏ ． ５ ７ ￣５ ０／ ｚ ｍ； 稠化时间： ３ ． ５ ～７ ． ５ ｈ之 间
先 用 超 细 水 泥 封 堵 板 Ⅱ油 组 ３ － ４小 层 ： ① 下 人 封 隔 器 ＋喇 叭 口工 艺 管 柱 ， 经磁定 位 ， 封 隔 器坐 封 ； ②起 出丢 手 以上 管 柱 ， 下 人 注灰 管 柱 ， 插 人 井 内封 隔
工井底 ， 可利用 原人工井底 。
多 数 井 曾作 为 四类 井 长 期 开 发 ， 生 产 资 料 严 重 不 全 且井况非常 复 杂 ， 有 的 井 中有 落 物 ， 有 的 井 套 管 变
形， 给 老 井封 堵设 计 及 施 工 带 来 了 极 大 困难 。 因此 ，
（ ２ ） 注 灰 封 堵 板 Ⅱ油 组 以 下 其 它 已 射井 段 时 ， 水 泥塞长度 ５ Ｏ ～１ ０ ０ ｍ左 右 ， 采用油 井水泥封 固， 水 泥
器， 正注超 细水泥灰 浆 ； ③ 上提 管柱 ， 清 水 洗 出 多 余
灰浆 ； ④ 提 出管 柱 ， 清 水 灌 满井 筒 ， 关井 候 凝 ４ ８ ｈ。 然 后 用 超 细 水 泥 封 堵 板 Ⅱ油 组 １ － ２小 层 ， 施 工 过 程
同 ３ — ４小 层 。
可调 ， 通过调节稠化 剂用量调节 稠化时间 ； 抗压强 度：
方 案 ２针 对 卜２小 层 和 ３ － ４小 层 分 层 封 堵 、 带 压
候凝 的井 。
１ ４ ． ９ ＭＰ ａ固化 时间 ： ２ ７ ｈ ； 高温 高压失水量 ： ≤５ ０ ｍＬ。
５ ） 主要 施 工 参 数 计 算 （ １ ） 挤 封 板 Ⅱ油 组 水 泥 浆 用 量
大 张坨 地 下 储 气 库 是 为 保 证 京 、 津 地 区 天 然 气 的供给于 １ ９ ９ ９年 开 始 建 设 的 ， 目前 正 进 行 扩 建 工程 中三库区的建设 ， 储 气 库 建 成 后 主 要 储 气 层 位 为 板
Ⅱ油 组 。
１ ． ２ 老 井 注 灰 封 堵 优 化 设 计 １ ） 设 计 目的 采 用 挤 注 方 式 挤 灰 封 堵 板 Ⅱ油组 １ — ４号 小 层 。 ２ ） 设 计 思 路 （ １ ） 该 区块上 多数 老井 都 钻穿 了沙 二 、 沙三、 滨
③将 插人管柱从 封 隔 器 中提 出 ２ ｍ， 清 水 洗 出 多 余
灰浆； 上提 管柱 ５ ０ ｍ， 清水灌 满井筒 ， 关 井 候 凝 。然 后 用 超 细 水 泥 封 堵 板 Ⅱ油 组 卜２小 层 ， 工 艺 过 程 同
３ — ４小 层 。
干水 泥 用 量
＾ 水泥一 １ ． ４ ６ ５Ｘ 水 泥 浆Ｘ（ １ ． ５ ６ — １ ）
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试
２ ０ ０ ４年 ６月
采
技
术
Ｖ ｏ１ ． ２５ Ｎ ｏ． ２ ４９
Ｗ ＥＬＬ ＴＥＳ ＴＩ ＮＧ ＡＮＤ ＰＲＯＤ ＵＣＴＩ Ｏ Ｎ ＴＥＣＨ ＮＯＬＯＧ Ｙ
大 张 坨 储 气 库 老 井 封 井 技 术
张 东军 张 晓辉 聂 锴 刘 世 强 韩 永 芬
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试
采
技
术
Ｖｏ １ ． ２ ５ Ｎｏ ． ２ ５ １
２ ０ ０ ４年 ６月
ＷＥ ＬＬ ＴＥＳ ＴＩ ＮＧ ＡＮＤ Ｐ ＲＯＤＵＣ ＴＩ ＯＮ ＴＥ ＣＨＮ０ＬＯ ＧＹ
射 流 酸 化 技 术 的 研 究 与 应 用
配灰 多 功 能 悬 浮 液 用 量 替 灰 时 顶 替 量
Ｍ水 泥 ／ １ ． ２
方 案 ３针 对 同 时 封 堵 板 Ⅱ油 组 １ － ４层 、 封 隔 器 带压候凝 井 。 具 体 工 艺 过 程 同单 独 射 开 板 Ⅱ油 组 １ ＃、 ２＃层
或 ３ ＃、 ４ ＃层 的工 艺 相 同 。
［ Ｈ２ 一 水 泥 ／ （ ｖ套一 壁） ］ Ｘ ３ ． ０ ２ Ｘ１ ０
挤 灰 时 顶 替 量
（ Ｈ０ 一 Ｈ１ ）Ｘ 套 × １ ０