[发明专利]一种深井注水泥塞工艺技术

说明书

所属技术领域

本发明涉及一种深井注水泥塞工艺技术方法，属于石油修井技术领域。

背景技术

有的油田由于井深、高压、高温等因素影响，注水泥塞施工难度大、风险高，且水泥塞因高温高压、气窜造成水泥塞强度下降封堵失效。

发明内容

本发明公开一种深井注水泥塞工艺技术方法。根据储层特点，优选水泥浆配方。当井温＞110℃或水泥塞厚度＜30m时，应添加硅粉以提高水泥塞强度。做好水泥实验，优化其综合性能，使水泥浆具有低失水、析水、沉降稳定好等优点，在保证水泥浆稠化时间的前提下，要严格控制高温缓凝剂的用量，防止水泥浆不凝。根据井况，水泥塞用途，选择合适的注水泥塞封堵工艺，如漏失量大的井就优先选择填砂打水泥塞或桥塞加水泥塞封堵。在满足设计的要求下，深井水泥浆用量应＞1m³，以减少混浆，提高水泥塞的强度，对于大套管井，水泥塞厚度不得低于30m。前后隔离液要大于200m，或采用高粘度隔离液，杜绝压井液与水泥浆的接触，避免速凝、混浆带过长、水泥塞强度下降等不良后果。认真做好注水泥塞施工准备。必须采用相应地层压力系数的泥浆密度将井压稳不漏不溢，一周以上密度绝对误差不大于技术规定的±0.01g/cm³。施工前大排量洗井降温，确保井内压井液比重一致。深层气井关井候凝，时间要＞48h，加压3-5MPa，防止气窜影响水泥塞强度。

本发明的有益效果在于提高深井水泥塞抗压强度，减少深井注水泥塞作业风险，深井注水泥塞一次成功率100％。

影响水泥塞成功的主要原因是水泥浆配方和现场施工工艺的影响：

1、水泥浆配方的影响

(1)受高温影响，原浆水泥塞强度不够。

国内外实验表明，存在两个水泥强度产生衰退的临界温度。在养护时间分别为24h和48h的条件下(图1)，随着温度的升高，水泥石强度曲线存在2个明显的衰退点，即当温度增加时，在低于110℃时，水泥石强度基本呈增加趋势，而超过110℃后，随温度的增加，水泥石强度开始下降；当温度达到150℃时，再一次产生较明显的衰退变化。因此，可以将110℃和150℃分别看作产生强度衰退的2个临界温度点。

提高温度对水泥浆水化进程的加速作用。实验结果进一步表明(图2)，当温度在110℃以下时，随养护时间的延长，水泥石强度在达到最高值后，或变得较平稳，或仍具有上升的趋势，如在80℃、90℃、100℃条件下，养护时间约为15h达到一个较高强度值后，水泥石强度仍平缓增加，并一直持续到4d左右才有所减缓，但其强度值已达到了较高的水平。当温度达到110℃、养护时间达到48h时，强度曲线即开始平缓延伸。这表明水泥浆的水化已达到一个较完善的程度，也充分体现了提高温度对水泥浆水化进程的加速作用。

(2)高温缓凝剂的使用，影响水泥塞早期强度。深井注水泥塞因受地层温度高、注水泥顶替量大，施工时间长影响，对于G级油井水泥需要添加高温缓凝剂来控制初凝时间，水泥塞早期强度较低，水泥浆容易漏失或气窜，影响胶结强度。

(3)深井水泥浆比重较大，一般要求比重在1.85以上，初凝时间长，必须添加分散剂保证水泥浆体系稳定，有较好流变性，防止水泥浆体因流变性差，造成配浆、吸浆困难，顶替泵压过高，排量上不去，甚至“焊”住油管。

2、现场施工工艺的影响

(1)压井的影响。井未压稳，漏失或者溢流，油、套不平衡均可能导致注水泥塞失败，甚至造成恶性事故。

(2)隔离液的影响。隔离液高度不够，造成部分注水泥浆与压井液接触，产生早凝现象。

(3)现场设备的影响。压裂车的“跑、冒、漏、滴”造成水泥浆比重、缓凝剂参量达不到设计要求，还可能导致压井液与水泥浆接触。

(4)被动吸浆困难的影响。受水泥浆比重、流变性影响，水泥车被动吸浆难度较大，吸浆排量低，甚至吸不动，造成混浆带过长、施工时间延长。

(5)顶替排量的影响。顶替排量低不仅易造成混浆带过长，延长施工时间，还可能导致水泥浆与盐水接触，造成事故。

(6)水泥浆量的影响。深井注水泥塞水浆量少，会因混浆造成水泥浆比重降低，水泥塞胶结质量差，水泥浆量大又会增加施工时间，还会因水泥浆粘滞力大造成上提油管悬重增加，甚至“焊”住油管。

具体实施方式