淺析油水井封堵技術(shù)

王宗華 韓德勇 李帥然 陳圓圓 孫暢

摘要：封井工作是油田開(kāi)發(fā)活動(dòng)中的重要環(huán)節(jié)，生產(chǎn)井永久性封堵作業(yè)主要是在井內(nèi)適當(dāng)層位注水泥塞，以防止井筒內(nèi)形成流體竄流通道：其目的是保護(hù)淡層和限制地下流體的移動(dòng)，將對(duì)后期地質(zhì)開(kāi)發(fā)與環(huán)境保護(hù)產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。封井工作對(duì)技術(shù)工藝有著很高的要求，稍有不慎，都可能引起十分嚴(yán)重的安全事故。因此，如何有效的進(jìn)行封井作業(yè)，提高油水井封井工作的質(zhì)量和效率，是目前有待解決的主要問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：油水井;封井;添加劑;建議

一、油水井封井技術(shù)分析

1.套管外封井

在進(jìn)行油水井封井作業(yè)中，從套管外進(jìn)行封井處理，通常采用的套管外封井技術(shù)有3種：

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

（2）膨脹劑填充技術(shù)。于表套環(huán)形鋼板處焊接喇叭口，通過(guò)喇叭口注入膨脹劑，隨后灌入清水，使膨脹劑發(fā)揮作用，完全占據(jù)表套環(huán)形空間，即達(dá)到封堵目的。這種封井方法技術(shù)含量低，操作便捷，施工效率高。不過(guò)，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(xiàn)氣體竄入的情況，同樣會(huì)造成封堵密封性差的情況。

（3）射孔封堵技術(shù)。射孔封堵技術(shù)是指在靠近水泥塞面的套管上射孔，隨后利用相關(guān)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(shù)含量高，并且封堵效果良好，缺點(diǎn)是需要消耗大量的水泥。

2.套管內(nèi)封井

除了可以從套管外部進(jìn)行油水井封堵之外，還可在套管內(nèi)部進(jìn)行封井處理。由于施工環(huán)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(guī)封井法，另一種則是擠注封井法。常規(guī)封井法通常用于壓力小、遺留現(xiàn)象不嚴(yán)重的關(guān)停井，可通過(guò)分段封堵的方式完成封井作業(yè)。擠注法封井，則主要運(yùn)用與壓力較大、溢流現(xiàn)象嚴(yán)重的關(guān)停井。這類(lèi)關(guān)停井的施工風(fēng)險(xiǎn)很大，一次務(wù)必要謹(jǐn)慎對(duì)待。采取擠注封井法實(shí)施封井工作時(shí)，需要嚴(yán)格按照水泥漿柱預(yù)計(jì)深度、水泥車(chē)排量，并不是泥漿密度越高，封堵效果就越好。在灌注泥漿時(shí)，務(wù)必要控制好水泥漿的初凝時(shí)間，以免灌注泥漿無(wú)法達(dá)到預(yù)計(jì)深度或引起安全事故的發(fā)生。

（2）封井管柱結(jié)構(gòu)。封井管柱整體結(jié)構(gòu)不同，封井技術(shù)也會(huì)存在差異。常規(guī)管柱，通常井口無(wú)壓力，無(wú)溢流現(xiàn)象，此時(shí)可在地層射孔段上側(cè)置入橋塞，避免溢流現(xiàn)象的發(fā)生，隨后使用油管分段封堵。在進(jìn)行常規(guī)管柱封井工作前，務(wù)必要給井筒放壓。考慮到解壓時(shí)間比較長(zhǎng)，可能會(huì)延長(zhǎng)工期，另外產(chǎn)生諸多額外施工成本等。因此，施工人員可選擇不動(dòng)管柱封堵技術(shù)完成封堵作業(yè)。不動(dòng)管柱封堵操作就是從自井口處，往井筒內(nèi)注入泥漿到一定高度后，立即灌注清水，使泥漿水平線達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)位置。當(dāng)泥漿徹底凝固后，井口壓力徹底消失，此時(shí)即可打開(kāi)井口，通過(guò)分段封堵的方式完成封井作業(yè)。需要注意的是，在灌注泥漿時(shí)，可從油套環(huán)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(guò)早初凝。使用清水，輔助泥漿水平線達(dá)到設(shè)置范圍內(nèi)時(shí)，務(wù)必要在油管內(nèi)灌注適量清水，以免在擠注水泥漿時(shí)，水泥在油管內(nèi)停留過(guò)久，發(fā)生凝固、堵塞現(xiàn)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(yè)施工及其質(zhì)量的要求，有時(shí)須配合各種外加劑填加來(lái)調(diào)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(duì)于深井或地溫梯度高的井，由于水泥漿凝結(jié)時(shí)間縮短，流動(dòng)性差，而且施工時(shí)間比較長(zhǎng)，常加入延長(zhǎng)凝結(jié)時(shí)間（或稠化時(shí)間）的緩凝劑。

常用的緩凝劑有鐵鉻木質(zhì)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(jié)時(shí)間及增加水泥早期強(qiáng)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(dòng)性有利于水泥漿在低速下進(jìn)入紊流狀態(tài)，提高注水泥質(zhì)量。常用的減阻劑有萘磺酸甲醛聚合物、木質(zhì)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(shù)量和級(jí)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(shí)，注水泥時(shí)可能發(fā)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(qiáng)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(shí)，也可以加入與泥漿堵漏劑相同的物質(zhì)，也可用膠質(zhì)水泥漿。常用添加劑有碎木片、樹(shù)皮、鋸木等纖維狀物質(zhì)，還有顆粒狀物質(zhì)如硬瀝青，塑料及珍珠巖等。

三、油水井封井作業(yè)常見(jiàn)問(wèn)題的處理建議

基于以上內(nèi)容的分析，確定無(wú)論是套管內(nèi)封堵還是套管外封堵，只要按照施工要求，規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化、合理化的進(jìn)行封堵作業(yè)，都能達(dá)到封堵的目的。但在具體實(shí)施油水井封井作業(yè)中，容易受到某些因素的影響，引發(fā)一系列的問(wèn)題，導(dǎo)致封堵效果不佳。如在具體進(jìn)行油水井封井作業(yè)中，打完水泥塞后，沒(méi)能及時(shí)上提油管至預(yù)定水泥塞面之上，容易引發(fā)反沖現(xiàn)象，導(dǎo)致油套環(huán)形空間存有多余的水泥漿;在憋壓擠水泥時(shí)，未能詳細(xì)檢查套管，如若存在套管破損情況，那么泥漿灌注可能超過(guò)破損位置，進(jìn)而造成泥漿泄露，引發(fā)卡鉆問(wèn)題;未能有效控制油水井內(nèi)部溫度、壓力，也未能加強(qiáng)灌注時(shí)間的控制，可能造成泥漿施工中油管內(nèi)凝固現(xiàn)象，進(jìn)而影響封堵效果。

三、結(jié)束語(yǔ)

面對(duì)當(dāng)前我國(guó)油水井封井作業(yè)不佳，容易造成封堵失敗，油水泄露等現(xiàn)象的情況，應(yīng)當(dāng)高度重視油水井封井作業(yè)，不斷強(qiáng)化封井技術(shù)，即合理選用套管內(nèi)封井或套管外封井方式，規(guī)范化、合理化、有效化的施工作業(yè)，提高封堵效果，為后期開(kāi)采工作的順利進(jìn)行提供可靠保障。

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