油井注灰工艺分析

油井注灰工艺分析

石佃鹏

中原油田分公司采油气工程服务中心作业三大队山东聊城252429

摘要：对注灰工艺的掌握，是注灰成功的重要条件。往往因为各种原因而造成工程不必要的损失，会出现巨大的质量事故隐患，给企业造成巨大经济损失，因此根据不同的井况改进施工方式，针对实际情况，将理论在实际情况中发挥出来，提高油井注灰的高效，为企业的安全生产保驾护航，本文针对各种施工情况，对注灰工艺技术进行详细的研究，以求为实际工作中的油井注灰工艺改善提供参考意见。

关键词：注灰工艺；经济损失；施工方式；工艺改善

引言：：

分析研究注灰施工的特性，根据实际情况制定注灰工艺流程和施工方案，然后组织相关人员执行相关任务。这套程序可以最大程度提高油井注灰的高效，安全。本文针对油井注灰中的工艺流程，对其中的施工细节和事故教训进行经验总结，力求对泥浆注灰易沉淀等常见难题提供参考意见，帮助施工人员在油机注灰施工过程中做到封层深度零误差，保障企业的经济效益。

1工程注意事项及事故产生原因

1.1施工注意事项

如何精确计量顶替量和出液量，然后将气体侵入形成的计量误差力求降到最低，为了实现这些施工目标，需要对施工中的相关事项进行注意，例如，注灰地面管线上紧试压，不得渗漏；注灰时灰浆量、顶替量务必计量准确；所用清水避免使用酸罐拉水；施工之前前确定职责，人员组织务必紧凑，进行统一指挥；施工起重设备务必运转正常，避免熄火发生；油井水泥标号、质量满足设计要求；注灰前洗井达到进出口液性一致；注灰之前准备足够的反洗井液；注灰前核实入井管柱施工中起重设备发生故障迅速进行反洗井；施工中泵车损坏，而另一台泵车也在施工中故障时，必须迅速提升油管到安全位置，有必要时将井内油管全部提出；在两层之间夹层小于5m井段注灰塞时，应对所下入的管柱务必进行磁定位校深，保障水泥塞深度的精确。

1.2事故原因

顶替液密度高于灰浆时是否有“紊流”和“层流”状况出现，对于高密度压井液压井注灰操作来说，这种现象的出现对注灰施工成功与否相当重要的影响。这是因为高压力系数井压井时压井液的密度通常出现高于1.9g/cm3，的现象，但是注灰所用灰浆的密度一般是1.9g/cm3，因此注灰经常使用高密度的压井液代替低密度的灰浆，但是经常出现“紊流”和“层流”，现象，虽然顶替的流程满足要求，而实际情况是高密度的压井液流动的速度快，但是低密度灰浆的流动速度相比较下较慢，所以这样注灰顶替之后，导致大多数灰浆对于设计要求的深度来说并未达到，这时上提管柱反洗井，导致大部分灰浆被反洗了出来，从而造成注灰失败，在实际的施工流程操作时应该特别注意此类现象的发生，并且对这类现象准备提前的预备措施，避免当此类现象发生时，造成不必要的现象的发生，从而导致施工人员的安全问题，也对施工企业造成经济上的损失。

2注灰工艺应用总结与改进策略

2.1注灰的三种方式

挤注法：针对高压油气井，具有一定的危险性，通常采用将水泥车把灰浆挤入井内，挤入足够量的顶替液，不再上提管柱直接关井候凝的方法。普通情况一般不考虑采用。

循环法：针对地层压力系数为1而且完好的井，通常采用正注反洗控制灰面法。但是对灰面严格要求的井一般应用循环法注灰。控制灰面深度，清洗油管内壁的剩余灰浆是反洗井的主要目的。灌注法：针对地层漏失，夹层厚度大，但是灰面不太严格要求，双灰帽封井的井。通常采用灰浆直接替入井内后起油管候凝的方法。

2.2确定灰塞厚度及深度

灰塞深度一般井采用地质设计。双灰帽封井时第一个深度在射孔顶界50m上下；第二个在油层套管水泥返深100m以下。灰塞厚度通常不小于30m。水泥塞底面到被封堵层顶界距离通常大于5m，封堵水层和灰帽封井灰塞厚度通常为60m，封堵含硫化氢的井厚度通常为100-110m。

2.3水泥浆的性能要求

现场施工一般采用水泥与清水重量分别占50%的方式，配成密度为1.80～1.85g/cm3的水泥浆。水泥浆有流动性的特性，在具体封堵施工过程中，通常能顺利地把水泥浆用泵送至预定位置。水泥浆从配制完成到开始稠化会有一段时间，这段时间称为初凝时间。注灰过程的长短由初凝时间决定。由于受到地层天然气、油、水的作用，水泥浆处于液体状态的时间将会变长，而且被油、气、水侵害的概率变大。因此一般注灰施工总时间必须小于初凝时间的75%，确保工程的顺利完成。

水泥浆的失水过多将导致注水泥憋泵，而且会在井壁上形成泥饼，进而导致卡死油管等危害，并且自由水由水泥浆中经过井壁渗入地层，表明水泥浆具有失水性。水泥浆凝固后形成的水泥塞足够承受地层压力、液柱压力；可以采取对套管的支撑和加固；修井过程中对冲击载荷抵抗；对酸化压裂施工能够承受等一系列方法。伴随着油气井逐步深入，稠化凝固时间逐步变短，水泥的水化速度慢慢变快，井下温度和压力不停增加，更会使水泥强度降低，水泥凝固后，强度衰退会在高温时更容易引起。各种各样的状况会在石油井中出，水泥浆也有各自不同要求。如何根据不同有油井的情况使用各自样式的达到标准的水泥，又如何通过加入不一样的添加剂用以改变水泥浆的固有特性，使水泥浆达到施工的要求。这对于施工的安全和质量都有着至关重要的影响，对于施工人员的健康也有着紧密的联系。

2.4工艺应用改进策略

避免“插旗杆”事故，务必从设计思路上进行改善，例如，反洗井后起油管不少于200m（通常注灰井段不会大于200m），并且反打压力后再关井侯凝；大多数“插旗杆”事故基本是因为油管外面的水泥凝固从而将油管凝固住的缘故，因为就“近平衡注灰”工艺来说，控制油管内顶替液的密度略低于原井筒内压井液的密度进而进行注灰，因而在卸掉“单流阀”后，套管内的水泥仅能通过油管鞋流进油管里是由于压差的作用，但是油管里的水泥却未能反流到套管里去，在夹层相对小而上面的油气层已经射开的井注灰时，因为控制实配灰浆量以替完顶替液、起管柱反洗井前，井内所留理论灰面比上面油层的底界低1-2m为准，避免灰浆到达上面的油层，防止因为灰浆在与上面油气层接触时产生滤失作用，从而失水引起的水泥速凝；水泥速凝问题也可通过防止受到上面油气层中地层水造成的影响而解决，通过一系列措施贯彻，从根本上减低“插旗杆”事故的风险。

结语：

综上所述，作为油田试油过程中必须的作业工序，是油井注灰的正常操作至关重要。倘若对注灰工艺熟练程度不够标准，施工工序不到位，经常会造成工程事故，造成施工单位的巨大隐患和经济损失。只有做到理论与具体施工经验的结合，才能不断提高改善工艺流程，例如，灌香肠、插旗杆等事故的出现。都是在施工过程中未能按照施工流程而造成的，要想实现试油井注灰的完美施工，必须对施工的工艺设计进行仔细地设计，尽量避免以后出现事故。

参考文献：

[1]蔺子军.井下作业小修设备钻捞桥塞工艺技术的研究与应用[D].东北石油大学,2017.

[2]潘艳萍.歧北斜坡开发井试油配套技术研究与应用[D].东北石油大学,2016.

[3]郭勇.浅谈针对气井使用可捞式注灰桥塞进行封堵作业技术工艺[J].化工管理,2014(36):178.

作者简介：

石佃鹏（1971年5月）男，汉族，山东聊城人；工程师，主要从事井下作业。