摘要：在油气田开发过程中，经常会遇到油气田由于出水而严重影响油气井产量的现象，亦或是封堵下面储层，上返到上部层位，满足开采需求。为了解决开发过程中遇到的上述问题，经常用注入水泥浆的方法在井内某一段形成坚固的水泥塞，但是由于多种因素影响，注灰失败屡见不鲜，甚至造成水泥卡钻事故的发生。通过本文与大家一起分析探讨，为以后施工提供借鉴。
关键词： 注水泥塞 需求 水泥卡钻
注水泥塞是油田常用的一道施工工序，但是随着油田生产进入开发中后期，注灰失败现象也越来越多，除了工程、地质、人为因素之外，我们应在注水泥塞之前对注灰质量进行分析及各种参数进行选择和确定，通过科学、标准的方法及丰富的现场经验来提高注水泥塞的成功率，从而避免注水塞事故的发生。
一、注水泥塞施工参数的选择及确定
1.1水泥塞厚度的确定
生产井封井封层注塞厚度和深度满足地质设计和工程设计要求；水泥塞底面到被封隔层顶界距离一般应大于5m，特殊井除外；
临时弃井：一般压力井，应在油层套管水泥返高以下、最上部油层射孔井段以上200m内，注50m厚水泥塞封井，最后在距井口深度200 m以内再注一个50m厚的水泥塞；高压井，应在油层套管水泥返高以下、最上部油层射孔井段以上200m内先打高压桥塞，再在桥塞上注50m厚水泥塞，最后在距井口深度200m以内再注一个50m厚的水泥塞。
永久弃井：一般压力井，应在油层套管水泥返高以下、最上部射孔段以上200m内，注50m厚水泥塞封井,最后在距井口深度200m以内再注一个50m厚的水泥塞；高压井，应对油层挤注灰浆，封堵半径大于井眼半径0.3 m-0.5m，同时在油层以上留50m-100m厚水泥塞，油层套管水泥返高以下再注50m厚水泥塞，最后在距井口深度200m以内再注一个50m厚的水泥塞。
1.2水泥浆用量的确定
现场常用油管容积和套管内容积表进行计算（可查询）。
水泥浆量的计算：
理论公式： V=π/4×D
2Hk、
式中：
V--水泥浆体积 m
3D--套管内径 mm
H--水泥塞长度 m k--附加系数
k值一般取1.5-4。深井、小井径、灰塞短应取大些，浅井、大井径、灰塞长取值小些。
1.3水泥浆密度的确定
水泥浆密度大能保证灰塞质量，但是稠度高，流动性差，若再受到井内温度、压力的影响，稠化时间缩短，可泵送的安全性降低；水泥浆密度低，虽然流动性好，但凝固时间长，抗压强度低，影响了水泥塞质量。因此，注水泥塞时，水泥浆密度一般应选择标准密度，特殊情况下可适当降低，以提高操作安全性。
1.4干水泥及清水用量的确定
现场根据水泥浆配方表来确定(可查询)。
1）、干水泥量计算：
理论公式： T=V×ρ
干水泥（ρ
水泥浆－ρ
水）/（ρ
干水泥－ρ
水）
ρ
干水泥--干水泥密度；（一般取3.15） ρ
水泥浆--水泥浆密度；
ρ
水--水的密度；V--水泥浆体积；m3 T--干水泥质量；t
2）、清水量计算公式： Q=1.465(1-0.317ρ
水泥浆)×V
Q--实际配水泥浆的清水量； Kg ρ
水泥浆--所用水泥浆相对密度；
V--所用水泥浆的体积；L
1.5顶替液量的确定
顶替量的计算
V=π/4×D
2H
V--顶替量m
3 D--注塞管柱内径m
H--管柱下深与所注水泥浆在套管内的实际高度之差。
1.6前后隔离液比例与垫水高度的确定
替入隔离液的目的一是防止水泥浆与修井液直接接触，造成水泥浆性能改变从而影响施工；二是冲洗套管内壁，使灰塞能够牢固凝结在套管内壁上。
如何确定前、后隔离液的高度呢？现场经验告诉我们，前后隔离液的高度不能低于50m，高度在50-100m为宜。以油层套管外径为139.7mm，壁厚为7.72mm，内容积12.13L/m；油管外径73mm，壁厚5.5mm，内容积3.02L/m（油管外容积4.19L/m）为例，按照前后隔离液的比例及前后隔离液水柱高度计算，若前后隔离液高度确定为100m，则替入的前隔离液为800L，后隔离液为300L，其前后隔离液的比例约为8:3。针对其他不同尺寸的套管及油管，其隔离液的用量及比例也不相同。
1.7稠化时间的设计与确定
对于稠化时间的设计，总的原则是在保证施工绝对安全的前提下确定稠化时间。
计算公式： T
稠=现场施工时间+K
T
稠—水泥浆稠化时间；
K—时间附件值，取值范围0.5-2.5h。
在T
稠的计算公式中，现场施工时间的确定由技术人员对工艺过程及现场实际情况等多方面因素考虑，通过科学的计算而得到的理论值，这个理论值在加上时间附加值，就是希望得到的水泥浆稠化时间。然后根据水泥浆稠化时间进行稠化试验得到水泥浆配方，并按配方现场组织施工。
1.8施工时间的确定
一般来说，现场施工时间控制应依据初凝时间法或稠化时间法，无论采用哪一种方法来控制现场施工时间，其实质是确保水泥浆的可泵性，做到安全施工作业，把挤、注水泥施工作业的风险降到最低点。
1.9侯凝时间的确定
根据水泥性能、养护压力与养护温度，以及水泥石的最小抗压强度的要求确定侯凝时间，一般为24-48h。
二、注水泥塞质量分析及控制
1）、井内稳定是注水泥塞质量保证的基本条件之一。
2）施工时必须有专人指挥、专人计量，数据必须计算准确，保证油套管水泥浆面平衡。
3）、配水泥浆的水和隔离液的水必须与试验用水一致，顶替水泥浆之前，要保证油管和套管液面在井口。
4）、注水泥塞前应大排量洗井降温、脱气，对漏失层应垫稠浆或填砂等方式进行处理，漏失严重应先进行堵漏。
5）、配水泥浆的清水氯根，当井深小于3000 m时为1000mg/L以下，当井深超过3000 m时为700 mg/L以下。
6）对于高压油、水井，采用高密度泥浆又压不住井的施工井，若必须注水泥浆，应先采取以下措施来保证注灰塞的成功：
①安全前提下，在水泥浆中加速凝剂；②控制洗井及加压候凝；③用自封封井器与井下工作筒配合，采用密闭法注灰塞；④对高压、高含水层可用挤注水泥塞的方法。
7）、水泥浆的密度应控制在1.85g/cm3左右为好。在确定水泥浆的用量时，根据理论计算数量还要附加地面管汇、泵内残留损失、搅拌池预留及顶替时的掺混损失等。尤其是在注短灰塞及小井眼内注灰时更应注意。
8）、注水泥塞井段夹层小于10 m时，注水泥塞管柱要进行磁定位校正长度，尤其是深井。
9)、上提反洗时上提速度要慢，防止出现抽空造成中空水泥塞，上提高度应为设计灰塞顶部0.5－1m左右为易。反洗量不得少于注灰管柱内容积的1.5倍，反洗后将注灰管脚提过反洗深度30m以上或全部起出。
10）、侯凝时井内必须稳定，井口无渗漏，油套管液面必须在井口，对于高压不稳定井或层间干扰大又有高含水层存在时，要加压候凝，其压力值一般控制在3－5MPa。
11）、作业中途无论提升设备还是循环设备发生故障，都应及时反洗出井内全部水泥浆或上提井内管柱至安全高度。
12）、从配水泥浆到反洗井开始不能超过初凝时间的50%，反洗井中途不得停泵。
13）、下探无水泥塞时，必须将管柱提至原侯凝深度，避免未经凝固的水泥浆将管柱堵塞或固住。
结束语
注水塞施工虽然工序并不复杂，但是由于影响因素较多，易造成注水塞失败，在注水塞施工时，我们提前做好注水塞质量分析及选择和确定好施工参数，严格按照设计施工，按施工标准作业，做到方案细致周密，精密组织、精心施工，一定能提高注水塞的质量及注灰成功率。
参考文献
[1] 刘崇建.油气井注水泥理论及应用[M].北京：石油工业出版社.2001
[2] 杨国圣.井下作业工艺技术.北京：中国石化出版社.2013