深井注水泥塞技术研究

摘 要：近年来，由于探井增多，出现地质条件复杂，多套压力系统并存、高温、高压，井壁稳定性较差等特点，致使钻井难度增大，深井注水泥塞也在增加，文章分析了分析了深井注水泥塞高温对水泥浆性能的影响；地层对水泥塞的影响；井深替浆量大，准确计量困难等难点，针对以上问题进行研究，并根据胜利油田深井注水泥塞现场的实践，以梁页1和盐227为例介绍了深井注水泥塞的技术措施，为以后深井注水泥塞提供依据。

关键词：深井 水泥塞 水泥浆 固井

一、背景介绍

随着油田勘探开发的不断深入，深井越来越多，出现地质条件复杂，多套压力系统并存、高温、高压，井壁稳定性较差等特点，钻井完井难度很大。有些深井由于井下施工的特殊要求，如井斜超标填井侧钻、井下落物填井侧钻、油气显示不好重新侧钻等都需要在深部注水泥塞。深井注水泥塞风险高、难度大，施工困难，存在的问题有：水泥塞面不够、水泥塞抗压强度不够或者找不到水泥塞，甚至造成“插旗杆”事故。因此，有必要对深井注水泥塞工作进行总结、研究，为固井工作提供技术参考。

二、主要内容

1.深井注水泥塞难点分析

1.1井下温度高，对水泥浆性能要求高。 水泥浆在高温下，稠化时间变短，施工风险大，如梁页1井水泥塞塞底3310m，井底温度125℃，要求水泥浆性能抗温能力强。

1.2井下高压层使水泥塞质量不好保证。梁页1井完钻泥浆密度1.65 g/cm3，如不能有效压稳，容易导致窜槽。

1.3井眼小，注灰量少，水泥运移段长，易混浆。施工水泥量较小，但注入位置较深，把水泥浆准确替到位，操作难度大。如梁页1为6"钻头，井眼按10%扩大率算，为22.06L/m，水泥浆总量为3.5m3，水泥浆从井口运移到井底，易于隔离液及钻井液形成混浆，影响水泥石强度和安全。

1.4井深，替浆量大，准确计量困难。替浆量大，钻杆容积小，微小的误差就可能替空，导致注水泥塞失败。盐227-9HF替浆量27.1 m3，如果计量不准容易导致替空。

2.深井注水泥塞技术

2.1做好水泥塞设计

①做好井眼条件调研。要取全取准现场资料，全面了解注水泥塞的目的，钻井液体系及性能，了解是否有高压油气水层、盐膏层，低压易漏层，垮塌层等复杂地层以及井队采用的设备、钻具等。② 选好注水泥塞方法。钻井注水泥塞的方法有多种，平衡法注水泥塞是最常用的一种方法。设计要点是管内外隔离液、水泥塞长度相同以达到管内外平衡。③选择水泥浆体系。要求水泥浆有好的流动性，抗高温性，稠化时间长等特点。④ 隔离液性能要求，要求与钻井液和水泥浆有好的相容性，按不同比例的混合不能影响水泥浆稠化时间。 ⑤ 水泥浆附加量的确定，考虑的有一定的混浆，影响水泥塞强度可以附加30%―50%。

2.2做好水泥浆实验和损害实验

水泥浆性能要求达到：“两低一高”，即低失水、低自由水和高强度；按不同的比例的水泥浆、钻井液、隔离液做好损害实验，水泥浆稠化时间要大于施工总时间并有一定的附加量。

2.3做好现场施工控制

①水泥浆密度控制。注入井内的水泥浆密度要严格按实验室所化验水泥浆密度来注入。一般在同等条件下水泥浆密度越高，稠化时间越短，如果施工中连续出现2-3个高点，往往会造成“插旗杆”事故的发生；水泥浆密度越低，则水泥石强度越低，其失水、自由水越大，水泥石沉降稳定性越差，水泥石抗压强度不能满足施工的要求。所以施工中要严格控制水泥浆密度，水泥浆密度符合要求后方可注入，误差控制在±0.03 g/cm3范围内。

②替浆量控制。替浆量要采用泥浆罐、流量计、泵冲等方法计量，也可参考从施工泵压来判断水泥浆位置。

③做好井下涌漏条件控制。如果井下存在漏失，溢流等现象要引起高度重视。注水泥塞要求井下压力平衡，不涌不漏。对于井下有漏失的井要先进行堵漏，堵漏成功后方可注水泥塞施工；对于后效严重的井，设计要重点考虑压稳，在整个施工过程中不能降低环空液注压力。

④ 注水泥、替浆期间活动钻具。开始注水泥时活动钻具，不仅可防止钻具在井筒内发生粘卡，还可以提高顶替效率。

三、应用情况

梁页1井

梁页1井位于济阳坳陷东营凹陷利津洼陷南坡梁页1块较高部位，是一口重点预探井，要求在3310-3210m处打水泥塞重新侧钻，该井使用6"钻头，4"钻杆，采用油基钻井液体系，钻井液密度1.65 g/cm3粘度82S，井底温度125℃。

施工过程。采用平衡注水泥塞法进行施工；采用G降水泥浆体系（加3‰缓凝剂药品水），实验水泥浆稠化时间252min，施工总时间190min，稠化时间>施工总时间满足施工要求。下101.6mm光钻杆循环两周，压力17MPa，实际注隔离液0.8 m3，水泥浆4.5 m3，后置液0.5 m3，替泥浆15.9m3，起钻14柱循环。该井水泥塞施工一次成功。

盐227-9HF井

盐227-9HF井位于济阳坳陷东营凹陷北部陡坡构造带盐227井砂砾岩体较高部位，是一口非常规开发井。由于油气显示不好甲方要求重新侧钻，填井深度3700-3400m，三开钻头尺寸：215.9mm，钻杆尺寸：127mm，井眼按5%扩大率计算。

注水泥塞主要技术措施：

（1）采用平衡塞法注水泥方式

（2）采用G降水泥浆体系（3%缓凝剂药品水）稠化时间265min，稠化时间>施工时间195min。

（3）为防止计量误差和U形管效应的影响造成顶替液返出钻杆，钻杆内水泥浆要高出平衡点100m，替浆量27.1 m3。

注水泥塞施工效果：施工时下入127mm光钻杆至井深3710m，充分循环2周，压力13Mpa；注前置隔离液6 m3；注水泥浆13.5 m3；注后置隔离液2 m3；顶替27.1 m3；起钻17柱，循环多余水泥浆；24小时后探塞，满足施工要求。

四、结论与认识

1.深井水泥塞风险大，对其进行研究，有助于提高注水泥塞成功率。

2.优选水泥浆体系，做好各个施工环节的风险评价、应急预案，做好充分的应急准备，保证深井注水泥塞的施工安全。

3.深井注水泥塞技术措施能够减少施工施工风险，以高施工成功率，具有较高的推广应用价值。