• 三清楚是：一.油气水层的压力系数，二.压 力最大的层位，三.井深井内泥浆的平均比 重。 • 三准确是：一.平均井径 二.最大允许返高 三.前隔离液、水泥浆、后隔离液和替泥浆 量。 • 三把关是：一.注入、返出量 二.施工泵压 三.关井候凝时的井口压力变化
2018/10/20 采油803班 赵朋 学号：20081425 序号：38
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• 2、桥堵引起的失重 • 在注水泥过程中及水泥返至设计高度静止之后，由于 水泥浆失水形成的水泥饼、钻井时井下未带出的岩屑、注 水泥时高速冲蚀下的岩块以及水泥颗粒的下沉等因素，在 渗透层或井径和间隙较小的井段形成堵塞（即桥堵），使 得桥堵段上部浆柱压力不能继续有效地传递至桥堵段下部 的地层，而下部浆柱由于体积的减小（水泥水化体积收缩 和失水），桥堵前上部浆柱作用的压力就失去了一部分 （或全部），此时作用在下部地层的有效静液压力就减小 了，这就是桥堵引起的失重过程和实质，当作用在地层上 的环空有效压力低于地层压力时，地层里的油、气、水就 会侵入环形空间。 • 桥堵引起的失重的严重程度主要决定于水泥水化体积的 减小程度和水泥浆失水的大小
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• 随着我国石油工业的迅猛发展和钻井技术 的不断革新以及在国际合作的技术交流中， 对水泥浆失重所引起的窜井喷井有了相应 的措施：
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• 预防水泥浆在凝结过程中因失重引起的油、气、 水窜的措施 • 1）限制水泥返高； • 2）在水泥柱内采取多种凝结时间（或稠化时间）； • 3）环形空间憋压候凝； • 4）在注水泥前增加环空泥浆密度； • 5）利用常规多级注水泥技术； • 6）增加水泥浆混合水的密度； • 7）使用充气水泥或非渗透水泥。
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水泥浆凝固过程四个现象
• 水泥凝固过程发生的第三个现象是： 目前注水泥 是边混合, 边向井内注。因混合水泥的时间先后不 一, 比重也不尽相同, 且地温又随井深成梯度变化, 所以水泥浆在井下凝固时间就不一致。从水泥浆 比重看, 比重大的较比重小的应先初凝，从混合水 泥时间先后顺序看, 先混合的应先初凝，从水泥浆 所处的位置看, 水泥浆位于深部比位于浅部应先初 凝。由于初凝时间不一致, 释放自由水的时间就有 先后。当这一段释放出自由水, 由液体状态变为固 体状态时, 那一段可能还处于液体状态, 或者说这 一段已经初凝, 那一段才开始初凝。
二. 高返井防窜防喷
• 高返井是指固井时水泥返高超过最大允许返高, 甚至返到 井口的井。水泥浆至返井口具有三个突出的优点： 一是 保护套管, 避免环空泥浆、地层水对套管外壁的腐蚀，二 是避免因长期起下管柱造成套管断裂，三是保护油气层的 产能。水泥将套管串固结之后, 开采深部高压油气层时, 油 气不致从上部套管断裂和丝扣处渗漏中深部、浅部油气层 也不致因深层高压油气从断裂、丝扣处窜出, 形成倒灌。 此外, 从水泥浆失重的原理可以看出, 如采用一般方法固井, 返高越高, 失重就越厉害, 对固井成功率的威胁就越大。因 此, 必须用特殊水泥、特殊方法固井, 以免一因水泥浆高返 而造成固井失败。
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• 所谓低淳井, 一般指固井时水泥浆的实际返 高低于最大允许返高的井。这类井固井时, 只要水泥浆的实际返高不超过最大允许返 高, 不必采取特殊措施, 地层中的油气水也 不会上窜
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水泥浆凝固过程中的四个现象
• 多余的水在水泥初凝过程中便会以自由水 析出, 这是水泥在凝固过程中发生的第一个 现象 • 因地层, 特别是渗透层一般都附着有泥饼。 套管比较光滑, 且不具有渗透性, 所以水泥 浆与套管胶结较好。自由水就会跑向水泥 一地层胶结面 ,从而形成静水液柱, 这是水 泥凝固过程发生的第二个现象。
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水泥浆失重
• 水泥浆凝固过程发生的第四个现象是:水泥 浆初凝时释放出的自由水, 使水泥浆液柱压 力变成静水柱压力, 这种现象叫做失重。
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就整个水泥封固段而论, 失重是分段出现的。在高压或 异常高压区固井,失重问题是关系到固井成败的突出问题。 这个问题必须慎重对待, 妥善解决。因为高压和异常高压 区, 水泥封固的油气水层具有相当大的原始饱和压力, 当水 泥浆返到预定位置经历一定时间后, 水泥浆就逐渐初凝, 分 段失重。当上覆泥浆、前隔离液和部分未初凝的水泥浆以 及刚初凝失重的水泥浆产生的液柱压力之和大于地层压力 时, 油气水就不致上窜，若压力过大, 使自由水进入渗透层, 也可能还会发生环空液面下降。若压力小于地层原始饱和 压力时, 水泥浆与地层又没有足够的胶结强度, 油气水就会 上窜, 造成封固段窜槽。这时, 如果井口失控, 油气水上窜 就会引起泥浆外溢, 甚至井喷, 给油田开发带来难以弥补的 损失。
• 1、水泥浆胶凝引起的失重 • 水泥是一种胶凝物质，它与水混合后，水泥浆在物 理、化学作用下逐渐从液态转变成固态。根据前面所介绍 的水泥凝结和硬化理论可知，在水泥浆水化过程中，在浆 体内部形成两种不同类型的三维空间网“凝聚-结晶网”， 正是由于这种网架的作用（胶凝作用），在水化水泥颗粒 之间以及它们与井壁和套管之间，相互搭接起来形成了一 种空间网架结构，使水泥浆柱的一部分重量悬挂在井壁和 套管上，从而降低了水泥浆柱作用在下部地层的有效压力， 即所谓水泥浆胶凝引起的失重。当浆柱有效压力低于地层 压力，地层里的油、气，水就侵入环形空间。
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固井过程防窜防喷
• 在高庄和异常高压区固井, 防窜防喷的基本 原理是当封固段水泥浆失重之后,上覆泥浆、 前隔离液所产生的液柱压力之和大于地层 原始饱和压力, 或采取人为加压, 分级固井 等方法, 使环空压力处于平衡状态, 从而使 地层油气水不致上窜。 • 现场施工中, 根据水泥浆返高, 将所固的井 分为低返井和高返井两类, 不同井应采用不 同的防窜防喷措施。低返并防窜防喷