浅析油水井封堵技术

王宗华 韩德勇 李帅然 陈圆圆 孙畅

摘要：封井工作是油田开发活动中的重要环节，生产井永久性封堵作业主要是在井内适当层位注水泥塞，以防止井筒内形成流体窜流通道：其目的是保护淡层和限制地下流体的移动，将对后期地质开发与环境保护产生深远影响。封井工作对技术工艺有着很高的要求，稍有不慎，都可能引起十分严重的安全事故。因此，如何有效的进行封井作业，提高油水井封井工作的质量和效率，是目前有待解决的主要问题。

关键词：油水井;封井;添加剂;建议

一、油水井封井技术分析

1.套管外封井

在进行油水井封井作业中，从套管外进行封井处理，通常采用的套管外封井技术有3种：

（1）表套内“架桥”封堵技术。所谓的表套内“架桥”封堵技术，实际上就是往表套环形空间内，利用直径0.8cm的小石子灌注到标摊下端到水泥塞上端空间，小石子成功灌入后，能有效填补这一空间，形成新的水泥塞面。随后在灌注水泥浆，便能达到很好的封堵效果。该技术操作工序略显复杂，不过施工成本低。

（2）膨胀剂填充技术。于表套环形钢板处焊接喇叭口，通过喇叭口注入膨胀剂，随后灌入清水，使膨胀剂发挥作用，完全占据表套环形空间，即达到封堵目的。这种封井方法技术含量低，操作便捷，施工效率高。不过，这种方法需要使用大量的膨胀剂，需要大量成本。另外，在封堵期间，一旦出现气体窜入的情况，同样会造成封堵密封性差的情况。

（3）射孔封堵技术。射孔封堵技术是指在靠近水泥塞面的套管上射孔，随后利用相关工具，逐步完成挤封工作，直至表套上沿返出水泥浆。该方法技术含量高，并且封堵效果良好，缺点是需要消耗大量的水泥。

2.套管内封井

除了可以从套管外部进行油水井封堵之外，还可在套管内部进行封井处理。由于施工环境、施工需求等方面存在一定的差异，因此施工工艺也有所不同。

（1）封井方式。封井方法主要有两种，一种是常规封井法，另一种则是挤注封井法。常规封井法通常用于压力小、遗留现象不严重的关停井，可通过分段封堵的方式完成封井作业。挤注法封井，则主要运用与压力较大、溢流现象严重的关停井。这类关停井的施工风险很大，一次务必要谨慎对待。采取挤注封井法实施封井工作时，需要严格按照水泥浆柱预计深度、水泥车排量，并不是泥浆密度越高，封堵效果就越好。在灌注泥浆时，务必要控制好水泥浆的初凝时间，以免灌注泥浆无法达到预计深度或引起安全事故的发生。

（2）封井管柱结构。封井管柱整体结构不同，封井技术也会存在差异。常规管柱，通常井口无压力，无溢流现象，此时可在地层射孔段上侧置入桥塞，避免溢流现象的发生，随后使用油管分段封堵。在进行常规管柱封井工作前，务必要给井筒放压。考虑到解压时间比较长，可能会延长工期，另外产生诸多额外施工成本等。因此，施工人员可选择不动管柱封堵技术完成封堵作业。不动管柱封堵操作就是从自井口处，往井筒内注入泥浆到一定高度后，立即灌注清水，使泥浆水平线达到标准位置。当泥浆彻底凝固后，井口压力彻底消失，此时即可打开井口，通过分段封堵的方式完成封井作业。需要注意的是，在灌注泥浆时，可从油套环空灌注，该方法能有效提高灌注效率。另外，尽量选择密度较小的泥浆，避免水泥过早初凝。使用清水，辅助泥浆水平线达到设置范围内时，务必要在油管内灌注适量清水，以免在挤注水泥浆时，水泥在油管内停留过久，发生凝固、堵塞现象。

二、封堵水泥浆填加剂及性能

油井水泥的品种是有限的，为了满足不同情况下注水泥塞作业施工及其质量的要求，有时须配合各种外加剂填加来调解水泥性能。目前所有填加剂主要有缓凝剂、速凝剂、减阻剂、降失水剂、降密度剂、加重剂、防漏剂等。

1.缓凝剂

对于深井或地温梯度高的井，由于水泥浆凝结时间缩短，流动性差，而且施工时间比较长，常加入延长凝结时间（或稠化时间）的缓凝剂。

常用的缓凝剂有铁铬木质素磺酸盐、酒石酸、葡萄糖酸钙（钠）、硼酸盐、磷酸盐、磺化单宁等。

2.速凝剂

在浅井和静下温度较低的注水泥塞或堵漏施工中，为了缩短水泥凝结时间及增加水泥早期強度，加入速凝剂。常用的速凝剂有氯化钙，氯化钠和硅酸钠等。

3.减阻剂

减阻剂的加入能改善水泥浆的流动性有利于水泥浆在低速下进入紊流状态，提高注水泥质量。常用的减阻剂有萘磺酸甲醛聚合物、木质素磺酸盐等。

4.降失水剂

降失水剂能防止水泥浆急剧脱水、改善水泥浆中微粒的数量和级配。常用的降失水剂有羟乙基纤维素、土般土及烷基磺酸钠盐等。

5.降密度剂

井下有低压漏失层时，注水泥时可能发生井漏，以引出更多的麻烦，因而常加入降密度剂，降低水泥浆密度。常用的降密度添加剂有般土、硅藻土、沥青粉等密度小、吸水性强的混合材料。

6.加重剂

在有高压地层情况下挤注水泥，常加入密度大的添加剂。主要有赤铁矿粉、重晶石粉、钛铁矿粉和石英砂粉等高密度的惰性材料。

7.防漏剂

井下有低压漏失层时，也可以加入与泥浆堵漏剂相同的物质，也可用胶质水泥浆。常用添加剂有碎木片、树皮、锯木等纤维状物质，还有颗粒状物质如硬沥青，塑料及珍珠岩等。

三、油水井封井作业常见问题的处理建议

基于以上内容的分析，确定无论是套管内封堵还是套管外封堵，只要按照施工要求，规范化、标准化、合理化的进行封堵作业，都能达到封堵的目的。但在具体实施油水井封井作业中，容易受到某些因素的影响，引发一系列的问题，导致封堵效果不佳。如在具体进行油水井封井作业中，打完水泥塞后，没能及时上提油管至预定水泥塞面之上，容易引发反冲现象，导致油套环形空间存有多余的水泥浆;在憋压挤水泥时，未能详细检查套管，如若存在套管破损情况，那么泥浆灌注可能超过破损位置，进而造成泥浆泄露，引发卡钻问题;未能有效控制油水井内部温度、压力，也未能加强灌注时间的控制，可能造成泥浆施工中油管内凝固现象，进而影响封堵效果。

三、结束语

面对当前我国油水井封井作业不佳，容易造成封堵失败，油水泄露等现象的情况，应当高度重视油水井封井作业，不断强化封井技术，即合理选用套管内封井或套管外封井方式，规范化、合理化、有效化的施工作业，提高封堵效果，为后期开采工作的顺利进行提供可靠保障。

参考文献

[1]宋吉科。新型油水井修井技术研究[J].科技致富向导，2012，（07）：365.

[2]王涛，崔臣滨，韩华.油水井高效修井技术分析[J].中国石油和化工标准与质量，2014，21（05）：54.

[3]高文龙.油水井高效修井技术探索[J].中国新技术新产品，2012，19（05）：103.

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