课件_找漏与堵漏工艺解读

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1、找漏与堵漏工艺找漏与堵漏工艺 一套管找漏的方法 测流体电阻法测流体电阻法 木塞法木塞法 井径仪测井法井径仪测井法 封隔器试压法封隔器试压法 FDFD找漏法找漏法 井下视像井下视像 （一）测流体电阻法找漏： 原理：利用井内两种不同电阻的流体，采用流体电阻仪测出不同液面电 阻差值的界面决定其漏失位置。 （二）木塞法找漏： 原理：用一个木塞较套管内径小68mm，两端胶皮比套管内大46mm的 组合体投入套管内，坐好井口后替挤清水，当木塞被推至破口位置以下 后，泵压下降，流体便从破口处排出管外，不再推动木塞，停泵后测得 的木塞深度，即为套管破漏位置。 （三）井径仪测井找漏： （四）封隔器试压找漏： 原理

2、：用单封隔器或双封隔器卡住井段分别试压并确定其破漏深 度。是油田大修作业中常用的找漏方法。 （五）FD找漏法： 该方法是目前用得比较多的找漏方法。施工时只需要适合套管尺 寸的堵塞器或皮碗封隔器，提放式开关、井口坐有封井器或防喷器即 可。 原理：将油层以上套管当作液缸，堵塞器或皮碗封隔器作为活塞 ，防喷器或封井器密封环空。根据液体不可压缩的原理，通过堵塞器 (皮碗封隔器)在套管内的往复运动，从套管、油管压力表产生的压力 值的变化来判别和计算漏失量和漏失深度。 （六）井下视像找漏： 原理：井下摄像机所摄取到的图像经井下仪器内电子系统处理储 存、频率转换、将原图像改变成适宜电缆传输的数码信号，沿电缆

3、传 递至地面仪器，地面接收器接收、处理复原为模拟视像信号，最后录 制并打印。 堵漏及注水泥塞 一堵漏 （一）堵 剂（水泥浆） 1水泥的矿物成分：目前广泛采用的油井水泥属于硅酸盐类水泥 。它的主要原料是石灰石、粘土，如果含铁量不够时则加入适量的铁矿石 。将它们按比例混合、粉碎、磨细，1450C温度下煅烧成熟料，再加少量 的石膏，磨细而成水泥成品。其主要矿物有以下四种： （1）硅酸三钙 3CaOSiO2(简写C3S)，水泥中的主要成分，水泥石强 度主要由它形成，特别对早期强度起主要作用。要求早期强度高的水泥含 C3S较高。 （2）硅酸二钙 2CaOSiO2(简写C2S)，缓慢水化矿物，使水泥石强度

4、 逐渐增加，且持续时间长。 （3）铝酸三钙 3CaOAI2O3(简写C 3A)， 促进快速水化，是决定水泥 浆初凝和稠化时间的主要成分。由于它对硫酸盐侵蚀很敏感，因此高抗硫 酸盐类水泥含C3A不得大于3%。 （4）铁铝酸四钙 4CaOAl2O3Fe2O3(简写C4AF)，低水化热化合物， 其含量增加会使水泥石强度降低。 2水化反应（水泥水化）： 水泥遇水后，颗粒表面立即发生固体溶解和水化反应，产生水化物。当 其浓度达到饱和状态时，水化物开始以胶态粒子或细小晶体析出，水泥浆 呈溶胶体系 。 水泥与水混合后发生的反应非常复杂。当水泥与适量的水混合成水泥时 ，先发生一系列的水泥颗粒和水泥矿物的化合及

5、水化现象，其中最快的是 水解作用，其变化过程为放热反应。由于水化作用，是水泥浆中产生以硅 酸三钙为主要成分的胶体，随着水化作用的进行，胶体不断增多并逐渐凝 聚变稠。同时在胶体中产生形成水泥石的新化合物，逐渐在非晶质胶体中 开始呈现微粒晶体并逐渐硬化，使水泥失去流动性。 从开始调配水泥浆到形成一定强度的水泥石大致可分为以下三个阶段： （1）胶溶期： 水泥遇水后，颗粒表面立即发生固体溶解和水化反 应，产生水化物。当其浓度达到饱和状态时，水化物开始以胶态粒子或细 小晶体析出，水泥浆呈溶胶体系。 （2）凝结期：水化不断进行，胶体颗粒显著增加，部分晶体开始连 接，使溶胶体系逐渐形成凝胶结构，水泥浆丧失流

6、动性而很快凝结。 （3）硬化期：水化深入，大量晶体析出并互相连接，加之胶体的紧 密作用，使结构强度显著增加，形成水泥石固体。 3水泥浆的主要物理性能 1）水泥浆的密度 常用的油井干水泥密度为3.15克厘米左右，水泥浆密度受加水量 的影响。加入水的多少用水灰比来表示，即水的质量与干水泥质量之比 (m水/m灰)。水灰比过小流动性差，泵送困难；水灰比过大会引起水泥颗 粒下沉，析出大量自由水并聚集上窜，破坏水泥石的密封性和削弱水泥 石强度。水灰比的变化范围为3856，常取50，配成的水泥浆密度 为1.84克厘米左右。 2）水泥浆稠化时间 温度是影响稠化时间的重要因素，实验温度应取井内循环最高温度 ，计

7、算式如下： T=Ts+H168 式中：T循环最高温度，； Ts泥浆出口温度，； H套管鞋深度，米。 3) 水泥浆的析水和失水 为了有良好的流动性，水泥浆的水灰比取得较高，一般为0.5。水泥 水化所需水灰比仅为0.180.20，所以水泥浆中存在大量自由水。水泥凝 固过程就有自由水析出析水。 水泥浆在压差作用下，自由水渗入地层的现象称之为失水。水泥浆失 水会引起水泥浆早稠，降低流动性甚至堵塞通道造成憋泵，会使页泥岩吸 水膨胀剥落；会加快水泥浆“失重”。可见水泥浆的保水性是很重要的。 6）水泥浆流变性 测定水泥浆的流变参数，确定流型，计算临界流速，可以为选择合 理返速提供依据。 4）水泥石强度 AP

8、I标准是以水泥石的抗压强度来衡量水泥石的强度 。 （析出水不是问题，问题是渗入地层而失水，引起水泥浆早稠）。 5）水泥石的腐蚀 有的地区地层水中含有较高的硫酸钠、硫酸镁、碳酸 钙等。它们渗透到水泥石内会使水泥石的某些物质解体，有的则在水泥石内生 成新的较大的晶体使水泥石承受内压力而胀裂。硫酸盐对水泥石的腐蚀最严重 。 4影响水泥性能的主要因素及水泥分级 1）影响水泥性能的主要因素 （1 1）水泥成分的影响）水泥成分的影响 表111矿物成分对水泥性能的影响 水泥性能 矿矿物成分 早期 强度 长长期 强度 水化反 应应速度 水化 热热 收缩缩 抗硫酸 盐盐腐蚀蚀 3CaOSiO2(C3S) 2Ca

9、OSiO2(C2S) 3CaOAI2O3(C3A) 4CaOAl2O3Fe2O3(C4AF) 良 劣 良 劣 良 良 劣 劣 中 迟迟 速 迟迟 中 小 大 小 中 中 大 小 低 调整各种矿物的比例就可得到不同性能的水泥，各种成分对水泥性能调整各种矿物的比例就可得到不同性能的水泥，各种成分对水泥性能 的影响见表的影响见表111111 级级 别别 矿矿物含量%瓦格聂聂尔细细度 cm2/gC3SC2SC3AC4AF A B C D及E G及H 53 47 58 26 50 24 32 16 54 30 8+ 5- 8 2 5 8 12 8 12 12 16001800 16001800 1800

10、2000 12001500 16001800 （2）水泥颗粒细度的影响 表11-2 API水泥的矿物成分与细度 颗粒越小，水化反应越快。当水泥颗粒小于0.040毫米时具有较高 的活性，水泥颗粒大于0.090毫米时几乎接近惰性物质。API水泥以比 表面来衡量颗粒大小，单位重量的水泥表面积越大则颗粒就越小，见 表112。 温度、压力和井深对稠化时间的影响 （3）温度和压力的影响 图中，曲线1是在常压下 温度升高对水泥浆稠化时间的 影响；曲线2是温度一定 (60)时压力对水泥稠化时间 的影响，曲线3是井下温度和 压力综合影响曲线。由此可见 ，温度增加使水泥的水化速度 加快，稠化时间缩短较突出。 而压

11、力的影响不很明显。 实验表明，水泥石强度随养护温度增加而提高。但温度超过一定限度 以后水泥石强度反而降低，并且水泥石渗透率增加。 在井下，井壁泥饼性质、地层的渗透性、井内与地层孔隙的压力差 等等，都会影响水泥浆性能。 级别级别 适用范围围 抗硫酸盐盐 温度，C井深，m A26.776.701830普普通水泥 B中、高中热热水泥 C普、中、高早强水泥 D76.711018303050中、高基本水泥 加缓缓凝剂剂E110143.330504270中、高 F11016030504880中、高 G26.793.302440中、高基本水泥 H中、高 J12516036004880未 定 表113 API

12、油井水泥分级 2）水泥分级 在影响水泥性能的外界因素中，温度的影响最显著。 所以，油井水泥分级主要考虑了水泥的适用温度这个因素 。 API各级水泥适用的温度范围见表113。 各井应以井底静止最高温度为依据来选择水泥级别，该 表已指明，对于井底温度高的井应分段选用水泥级别。为了 应用方便，表中还给出了水泥适用井深的范围。它是取地面 温度为26.7C和地温梯度为2.73C100米，依据水泥适用 温度得出的。API水泥对抗硫特性有明确要求，按抗硫性的 好坏共分成普通水泥、中等抗硫水泥和高抗硫水泥三类。 G 级和 H 级水泥为基本水泥，加不同的外加剂可适用 于不同的环境。例如，将 G 级抗硫型水泥掺入

13、30的SiO2 粉则用于高温井；在 G 级或 H 级水泥里掺入轻质材料(如 火山灰)或凝胶材料就成为低密度水泥或胶质水泥。 3）特种水泥 为适应特殊情况固井的需要，生产了特种水泥。 （2）低密度水泥： b. 热井膨胀水泥 它是以MgO作膨胀剂。水泥水化时MgO与水作用生 成Mg(OH)2，其固体体积是MgO的1.48倍。表现为水泥石外观体积膨胀。 适用于4090C的温度环境。 （1）膨胀水泥 煤灰、膨胀珍珠岩粉、碱粘土等与水泥混合制成低密度水泥。 水泥在凝固过程中要发生体积收缩，从而影响水泥与井壁和套管壁的胶结强 度和密封性。若水泥在凝固过程中有一定膨胀性就可克服上述缺点。目前生产出 两种膨胀

14、水泥。 a. 冷井膨胀水泥 它是以石膏和矾土作为膨胀剂与普通油井水泥以一定比 例配制而成。 在50C以下的井内使用。 （1 1）新打井水泥返高不够，固井质量不合格，补救措施；）新打井水泥返高不够，固井质量不合格，补救措施； （2 2）生产井原固井水泥环遭到破坏，造成油层窜通，封窜；）生产井原固井水泥环遭到破坏，造成油层窜通，封窜； （3 3）有漏层、或因地层出水，套管破漏使油水井不能正常生产，堵漏；）有漏层、或因地层出水，套管破漏使油水井不能正常生产，堵漏； （4 4）修井作业中，由于各种原因需要注水泥塞；）修井作业中，由于各种原因需要注水泥塞； （5 5）报废井封井。）报废井封井。 综合化学

15、 堵剂堵漏 （二）注水泥堵漏的目的： 挤水泥堵漏 水泥浆堵漏的目的水泥浆堵漏的目的 ：封堵某井段漏失，保护油气资源 。 （三）水泥浆堵漏的方法 挤堵水泥浆和综合化学堵剂方法在施工上大 体相同。是将堵剂以一定的压力和排量挤入 破漏管外，并在套管内留有一定长度的水泥 塞，经2448h反应凝固后再钻通，试压符 合要求，施工结束。 1）挤入法 2）循环挤入法 3）控制挤入法 （1）套管平推法 （2）钻具（光油管）挤入法 （3）单封隔器挤水泥法 （4）双封隔器挤水泥法 水 泥 浆 堵 漏 的 方 法 就是在井口处 于控制状态下 ，通过液体的 一定挤入压力 将水泥浆替挤 到目的层的方 法。 将一定数量的符

16、合性能要求的水 泥浆循环到设计位置，然后上提 工具柱后，施加一定液体压力使 水泥浆进入目的层的施工工艺。 是在井口采用井控装置与井下结构 配套，使挤水泥前后即使活动钻具 的情况下，井口、环形空间均处于 受控状态下的一种挤水泥工艺。 1）挤入法 平推法在井内无任何结构，利用原 井套管作为挤水泥的通道，从井口直接 挤水泥的方法。适用于因地质工程因素 报废井的挤封。使用条件：封堵井段以 上套管完好，封堵深度小于500m，封堵 长度不大于5m。 优点：施工简单，安全可靠。 缺点：不能分层作业，套管壁上易留 水泥环。 （1）套管平推法 就是在井口处于控制状态下，通过液体的一定挤入压力将 水泥浆替挤到目的层的方法。 就是将钻具下到挤封井段设就是将钻具下到挤封井段设 计位置，利用钻具作挤入通道计位置，利用钻具作挤入通道 的一种挤入方法。使用条件：的一种挤入方法。使用条件： 封堵井段以上套管完好，封堵封堵