钻水泥塞工艺
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。
9
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。
7
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。
8
1、油井水泥
1.2 油井水泥API分类
钻水泥塞施工作业规程
钻水泥塞施工作业规程
最近一段时间以来，在钻水泥塞施工过程中，接二连三地发生卡钻堵钻等事故。
为此，有必要技术员必须加强学习行业标准，加强责任心，同时要求各队在以后的钻塞过程中必须严格按照钻水泥塞施工的作业规程。
杜绝此类问题的再发生。
1、下螺杆钻前必须用118mm通井规通井、验，并装自封和封井器。
2、连接进出口管线，在循环设备与井口之间，管线连接过滤器，修井液必须清洁无杂质。
3、钻头（磨鞋）下至距水泥塞面顶部10m处开泵正循环（不得反循环），循环正常后慢慢下放钻具，加压至5~10KN，环空上返速度不小于0.8m/s，水泥车要保持足够的排量，保证干水泥碎屑能被循环液携带到井口，但不许超过水龙带的安全压力承受值。
4、每钻完1根，单根要划眼两次。
5、勤观察进出口水质情况，不许不合要求的液体进入井内。
6、钻塞途中若要停泵，应将钻头提至原水泥塞面以上20m，防止卡钻。
7、操作司机精力要集中，听从指挥，上提、下放钻具要慢，平稳操作。
8、钻水泥施工力求连续，钻至预定位置后，要上提本根划眼两次，后大排量洗1.5~2周，出口无水泥块为止。
9、起出井内螺杆钻过程中要防挂单吊环。
生产组
2003．4．18。
注水泥塞封堵技术
注水泥塞封堵技术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.5)。
起管柱至安全位置,坐井口、灌满压井液、关井候凝。
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。
（固井）常规注水泥塞作业规程
（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。
安全打水泥塞与挤水泥作业
施工步骤
4、关闭井口，试挤一 定量的液体，记录排量、 压力、累计流量、和地层 的吸入量，校和设计的水 泥量；
施工步骤
5、注前置液；注水泥浆； 替后置液，替顶替液；打开 回水闸门，起钻至水泥面以 上100m；正循环或反循环， 将多余的水泥浆循环出井筒， 再循环半周；
施工步骤
6、当挤到所需 要的压力时蹩压候 凝，水泥凝固后起 钻；
打水泥塞设计模式
3.水泥浆出钻杆时，要上下 大幅度活动钻具，并适当用转盘 转动井内钻具。在实施接卸方钻 杆、起卸光钻杆时，要适当用转 盘转动内井钻具。
打水泥塞设计模式
4.打塞的水泥浆密度不低于： g/cm3。技术 办盯井人员要亲自指挥注清水和水泥浆及替清水 的施工。
5.替钻井液时，技术办出一人在罐区指挥； 技术员要亲自卡好4#罐的液面(注意3#与4#罐要 隔开隔严)；机泵房要配合好，柴油机转速要达到 要求(不低于1250转/分)；泵房由付司钻控制气门， 听从技术人员停泵的指挥。
安全挤水泥作业
如果出现了水泥上返不够、局部替空、 套管试不住压等情况就需要采取补救措施， 这就引出了二次固井和挤水泥作业的问题。 挤水泥作业比较复杂，如果措施不当就会 酿成严重的水泥焊钻具事故。近几年来， 这类事故也偶有发生，为确保挤水泥作业 的安全，有必要阐述安全挤水泥作业的问 题。
安全挤水泥作业
技术要求
7、钻井队必须对设备进行仔细检查，要 求设备运转正常后再进行注水泥作业，保 证打完平衡塞后正常起钻。
8、固井公司必须对固井设备进行仔细 检查，对管汇试压合格，试运转正常后再 开始施工。
实例
五、实例
（一）成功的实例
官32-74井由第一钻井公司50531队承钻，4月30日固井，5月2日 试压20Mpa，30min压力不降。5月3日交井，5月15日井下作业公司 下φ118mm通径规至2502.3m，替换成清水，试压20Mpa，30min压 力不降。然后气化水，测液面在1764m。起通径规时发现油管外壁 有水，怀疑套管渗漏，下封隔器找漏，初步判断3处可能有问题。6 月10日钻井公司20507钻井队用φ118mm封隔器找漏，确定漏失位置 在1936.48m～1938.48m之间。6月15日用井下照相技术判断漏失点 在1937.05m，（加补心差2.3m，应为1939.35m）。经油田公司开发 事业部组织的专题会议研究，决定应用挤水泥的方法补救套管破损。
井下作业施工注塞钻塞作业操作规程
井下作业施工注塞、钻塞作业操作规程16.1作业准备16.1.1材料准备16.1.1.1水泥的选择见下表。
此表是根据API标准要求进行了调整后的水泥选用表。
要按照设计要求，选择合适的油井水泥及添加剂、堵漏剂，备足并妥善保存，防止受潮。
水泥选用表16.1.1.2作业前取水样做水质分析，取水泥样做水泥浆初凝、终凝、流动度试验和添加剂配方试验。
水泥养护温度取注塞深度的温度。
16.1.1.3备足工作液（包括洗井液、前置液、隔离液和顶替液），若出现异常情况可反洗出井筒内的水泥浆，液量应不小于使用量的1.5倍。
16.1.1.4在硫化氢含量超标的井中注塞时，应备足碱性中和液和防护用具，现场有检测仪对硫化氢含量进行监测，硫化氢含量超标要采取应对措施。
16.1.2设备准备16.1.2.1作业设备的提升、旋转和循环动力系统状况良好，运转正常。
16.1.2.2泵注设备的性能符合设计要求。
若设备出现异常情况，立即启动备用设备。
16.1.3管柱和工具准备16.1.3.1入井管柱符合质量要求。
16.1.3.2钻磨工具入井前要测量外径、内径、长度和接头连接螺纹类型尺寸等数据，并绘制示意图。
16.1.4井筒准备16.1.4.1注塞、钻塞前按规程通井至设计深度。
如地层压力高，则按规程进行洗、压井，使井筒液柱压力与地层压力相平衡。
16.1.4.2按要求安装防喷器及管汇。
16.2作业程序16.2.1注塞作业程序16.2.1.1注塞之前，按设计要求对上部套管进行试压，确认套管无漏失方能施工。
16.2.1.2按设计要求下入注塞管柱。
16.2.1.3检验管线密封情况，连接泵注设备（含备用泵注设备），对地面高压管线进行水密封试压。
16.2.1.4按设计要求配制水泥浆。
水泥浆应混合均匀，不得混入杂质。
16.2.1.5正替入设计规定的水泥浆。
如果井内压井液为非清水则按油管及油套环形空间容积比在替入水泥浆前后依次替入前隔离液和后隔离液。
16.2.1.6准确替入顶替液。
139.7套管钻水泥塞操作规范
139.7套管钻水泥塞操作规范139.7mm*8.94mm套管内钻水泥塞操作规范一、准备工作1、钻头：118毫米牙轮或PDC,3只。
2、缸套活塞：110毫米缸套*3个，110毫米活塞*6个。
3、井口工具：ZQ168/50钻杆动力钳*1套，Q 2 3/8”~10 3/4-35吊钳2把。
2 3/8”钻杆吊卡（直台阶2只、斜台阶2只）、2 7/8”吊卡（斜台阶）2只。
4、钻具：2 3/8钻杆若干、2 7/8”钻杆（井深大于3000米）。
5、钻台面上钻杆盒立2排L型5寸钻杆。
二、钻水泥塞规范1、入井钻具到井后核对总数量，清点准确总数量。
2、钻具在场地上平整铺开，排列整齐。
3、入井前检查钻具本体弯曲、台阶面密封、水眼畅通情况，符合要求后入井。
4、每到钻具丝扣上紧，无刺漏。
5、根据预算塞面，提前100米控制下放速度。
6、探到胶塞后小钻压1-2吨钻塞。
7、钻塞参数：钻压4-6吨，转速50-60转/分钟，排列9-10升/秒。
8、每钻一根，划眼2遍。
9、每钻进一个单根捞取水泥岩屑2包，放置在平整的砂样台上。
10、泥浆出口处设置磁铁，吸取泥浆中的铁屑。
值班干部每隔1-2小时观察磁铁上铁屑。
11、每钻进50米加料清扫一次。
12、钻进期间加强泵房坐岗，尤其是加化工清扫期间泵压下降幅度。
13、建立钻时记录本，记录钻时变化。
14、有异常需停泵时及时开泵带6个单根。
15、起钻前循环一周，配一罐胶液打入井筒，返出地面后再开始起钻。
第一次起钻值班干部、钻台大班全程跟班。
二层台上2人，用气动小绞车辅助立小钻杆。
16、下钻到入窗点时循环除岩屑床。
17、每钻进500米短起下一次。
18、钻进期间两台泵处于双高压状态。
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Q/SH1020 1126—2006
代替Q/SL 1126—1995 钻水泥塞工艺推荐作法
2006-12–20 发布 2007-02–01 实施
前言
本标准是对Q/SL 1126—1995《钻水泥塞工艺推荐作法》标准的修订。
本标准与Q/SL 1126—1995相比，主要变化如下：
——增加了5LZ60—95型螺杆钻具性能表。
本标准自实施之日起，同时代替Q/SL 1126—1995。
本标准由胜利石油管理局油气采输专业标准化委员会提出并归口。
本标准起草单位：临盘采油厂。
本标准主要起草人：付家俊、宋彬。
本标准于1995年3月首次发布。
本次为第一次修订。
本标准自发布之日起有效期三年，到期复审。
钻水泥塞工艺推荐作法
1 范围
本标准规定了钻水泥塞工艺的钻具组合、钻进参数、取资料要求、钻进措施及安全环保要求。
本标准适用于一般作业队钻水泥塞作业，也适用于大修作业钻水泥塞作业。
2 地质方案要求
2.1 作业目的明确。
2.2 资料提供准确。
2.3 特殊要求内容清晰。
3 取资料内容与要求
3.1 水泥塞实际位置、长度、强度并与方案相符。
3.2 塞面上下套管内径实际通过能力，套管有无弯曲、变形段及具体位置。
3.3 水泥塞面或水泥塞中有无金属及其它落物。
3.4 正常钻速与钻进参数
3.5 钻具结构型式。
3.6 工作中有无异常及资料收集记录。
4 钻具组合与性能
4.1 钻具组合形式见表1。
5 钻头选择
5.1 类型及硬度选择
5.1.1 选用普通铣齿三牙轮钻头，标准代号Y。
5.1.2 钻头硬度选择中－中硬，标准代号5－6。
5.2 直径选择
5.2.1 钻头直径应不大于套管内径6mm～8mm，大于钻头上部连接柱体最大外径2mm。
5.2.2 磨鞋直径的选择同三牙轮钻头，如有特殊需要，则根据不同情况，略加增减，但应有措施保证。
5.2.3 采用螺杆钻。
6 钻井参数
6.1 钻头压力
6.1.1 三牙轮钻头：5kN/25mm～8kN/25mm（而每英寸直径加压5kN～8kN）。
6.1.2 磨鞋：2kN/25mm～8kN/25mm亦可根据磨铣对象加、减。
6.1.3 螺杆钻具：5kN～14kN。
6.2 循环液排量
6.2.1 钻进循环排量，应以一定的液流上返速度，能有效地带出钻屑（即钻屑不能重复研磨），按式（1）计算最小排量。
Q最小＝36×10-3FV
液 (1)
式中：
Q最小——钻进需求最低排量，m3/h；F——油套环形截面积，mm2；
V液——保持砂粒上升所需最低流速，m/h。
V液=2V降
V降——砂粒在静态液体中自由下降速度，m/s（砂粒直径选4mm～5mm）。
6.2.2 根据螺杆钻具使用性能及设备配套状况，钻塞排量控制在25m3/h～30m3/h。
6.3 转速
6.3.1 转速钻进转数控制在60r/min～80r/min。
6.3.2 螺杆钻具转数见表2。
7 钻前准备工作
7.1 依地质方案要求，施工单位作出工程施工设计。
7.2 按设计要求及标准规定，准备好钻具。
7.3 按设计要求，准备好循环系统所需的设备、设施及工具。
7.4 按设计要求及地层压力系数的大小，选定性能合适的循环液体（一般用清水、脱油污水、卤水、无固相泥浆）。
无特殊需要不准使用固相泥浆。
7.5 正式钻塞施工前，对各系统对照有关标准及规定，全面检查及试运转，各部运转正常，方能开工。
8 钻水泥塞主要技术要求
8.1 制定钻塞设计，除依据地质方案外，还应查阅井史资料，以掌握井身各类基本情况，使设计各种措施及工序，具有针对性。
8.2 水泥塞上砂柱超过10m，即需下冲砂管柱冲砂。
8.3 钻塞管柱要密封，保证在钻塞循环压力下不漏失，严禁短路循环。
8.4 钻老井水泥塞前，下一趟反循环打捞蓝，以清除水泥塞面上的零星金属落物。
8.5 使用螺杆钻具钻水泥塞时，必须先用大于螺杆钻具外径2mm～4mm长度为4m的通井规或厚壁钢管通井。
8.6 每钻进一单根钻杆（或油管）即需划眼一次。
8.7 钻进中应密切观察钻进参数的变化，如发现排量不变、泵压及钻速明显下降，应考虑井下钻具，工具有断、脱、破裂等可能。
8.8 使用三牙轮钻头转盘钻进，发现蹩钻及不正常的跳钻现象，应立即起出检查。
8.9 使用凹面磨鞋钻水泥塞时，硬质合金镶嵌最大直径，不能超过磨鞋体的外径。
8.10 钻进中发生无进尺现象时，其持续时间，三牙轮钻头不得超过20min，磨鞋不超过10min。
8.11 钻塞后，建议应使用刮管器刮削套管壁。
如地质要求为卡封隔器井段，则必须使用刮管器刮削套管壁。
9 安全要求
9.1 施工前开好出工和安全会，各岗位分工明确，听从统一指挥。
9.2 配灰施工人员需要穿戴好劳保用品、防护眼镜、长筒胶皮手套及防护面具，同时现场备足清水以备急需。
9.3 施工前，地面管线和井口施压需达到25MPa，不刺不漏方能开始施工，施工过程中，高压区内严禁人员随意走动，切勿带压进行整改作业。
9.4 拆井口时，注意井口有溢情况，做好防井喷准备。
9.5 施工各单位要根据各自职责做好突发事件的应急工作。
10 环保要求
10.1 施工过程中遵守当地环境部门的有关规定，严格执行中石化QHSE要求。
10.2 施工现场必须配备好40m3以上的循环池及排污设施，作业渣严禁乱放乱排，实施无污染、无落地作业，做到开场无油污、无残灰、物残渣、无杂物。
10.3 施工结束后对施工区域进行全面清理，施工残渣按甲方指定方式、指定地点排放，不得随意处理，以免造成井场及周边环境污染。