磨铣 试压
下封堵管柱
堵的失败。 封堵施工
钻塞
关井候凝
工序监督点 探冲砂
为保证封堵工具能够准确下到位以及堵剂能够进入油层， 必须保证油层下界至少10m没有砂面（小口袋井例外）。
1、监督冲砂到设计位臵位并落实砂面位臵。
2、监督出口，保证冲砂干净彻底。
通井
通井是为防止套变缩径而导致工具下不到位， 监督人员必须监督通井到设计位臵。
性能特点
触变剂加量对水泥浆触变时间的影响
90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0 1 2 3 TC-1加量(%) 5 7 10
随着触变剂加量的增加，触变时间逐渐 缩短，可根据不同井深进行调节。
触变时间（min）
室内研究
触变性水泥抗压强度的影响
Õ ° ¿ × 3%´ ¥ ± ä ¼ Á
封堵管柱示意图
下封堵管柱
若管柱下到油层以 下，就会导致“插 旗杆”事故，即油 管被水泥固结在套 管内，致使油管乃 至整个油水井都报 废，因此管柱的下 入深度要严格按照 设计执行。
80 95 110 125 140 155 170 185 ±¼ Ê ä ¨ £ min)
30 min 后的 G级 30min 后 G级水 水泥状态 泥的状态
触变水泥浆的静切力随着时间的增加变化速率较快，在短时间内就可以 达到较大的静切力,空白水泥浆的静切力随着时间的增加变化速率较慢，静 切力也比较低。
当触变水泥浆进入漏失层后，其流速减慢， 浆体网状结构迅速形成，随之水泥浆的流动阻力 增大，能够控制水泥浆体向高渗透或裂缝性孔洞 地层的漏失速度，使得水泥限制在井筒周围，漏 点得到较好的密封，这种网状结构的形成，可以 大大提高堵漏的成功率。触变水泥可用于松散地 层和易漏地层的注水泥作业、补挤水泥以及修补 破裂或被腐蚀的套管漏洞等。
A1
OH
OH
OH
Ca
Ca
Ca
OH
OH
OH
A1
OH
OH
OH
Ca
Ca
Ca
OH
OH
OH
A1
注：O代表H2O，柱状单元可重复的距离为10.7nm 分子式为3CaO.Al2O3.3CaSO4.32H2O
GSY高水膨胀水泥技术性能特点
不同温度下不同密度水泥浆初凝时间
25℃初凝时间 11 10 9 8 7 6 5 1.4
空白水泥和触变剂水泥 随着时间变化抗压强度的差 异不大，但加入早强剂后， 早期抗压强度增长较快, 30 小时后强度均提高了一倍,分 别为1.8Mpa(30℃)和 3.1Mpa(40℃),能够满足现场 施工要求，且不影响体系的 触变性,由此确定了最佳配方: 触变剂加量:3∽10%; 早强剂加量:2∽4%。
封堵工艺技术简介
胜采工艺研究所
套管漏失
由于油水井老化、腐蚀以及压 力等因素的影响，油水井套管 会出现不同程度的损坏而导致 油水井无法正常生产
封堵炮眼
由于层系调整、改层等措施， 使采油生产管柱复杂，增加 了维修难度且不能保证生产 管柱的正常生产
工作原理：
封堵是以一定 的排量将测量好 密度的水泥浆挤 压到封堵点，通 过地层温度、水 泥浆滤失凝固在 封堵点形成坚实、 致密的水泥环， 达到炮眼、漏失 点堵死不漏失的 目的。
3; Q1-堵漏液用量,m Q2= π L(R2-r2) L-处理井段长度,m; R-处理地层半径 ,m; L-二次固井处理井段长度 ,m; r-油层套管半径,m R-技术(表层)套管半径,m
现场配制设备
液压马 达 ， 接 通井机 进水口
放水口 出浆口
优点: 1、堵剂配置均匀 2、堵剂密度容易控制
性能特点
¥± ´ äË ®Ä འ¬¾ °Ö ¹° »Í ¬Ê ±¼ ä¾ °Ç ÐÁ ¦Ë æ¾ °Ö ¹Ê ±¼ ä± ä» ¯Ç é¿ ö 0.3 0.25
£ MPa) ¨
0.2 0.15 0.1 0.05 0 5 20 35 50 65
触变水泥
空白水泥
¦ ¹ Á Ñ
30 min 后 的触变 30min 后触变 水泥状态 水泥的状态
成岩硬化机理
水化溶解期
水泥颗粒溶解、水化，发生沉淀凝 结反应，形成大量的钙钒石。
成 岩 硬 化 机 理
胶结固化期
形成最佳针状结构状态的钙钒石， 填充在已形成的钙钒石网状结构中， 随着这种针状结构晶体的不断增加 胶粒逐渐缩小，直到最后大部分胶 粒被结晶化，浆体就变成了强度较 高的硬化体。
硬化体结构
JS-1对水泥石抗压强度的影响
不同水泥随时间抗压强度
抗压强度（MPa）
4 3 2 1 0 0 24 48 72 96 120
空白水泥 低滤失堵剂
时间（h)
作用机理
触变性水泥堵剂介绍
水泥浆的触变性是指搅拌后水泥浆变稀，静止后水泥浆 变稠的特性。一经搅动或摇动,凝固的浆体又重新获得流 动性,若再静止又重新凝固,这样可重复多次。
基(-CONHCH2SO3Na)基团在水泥浆中成为阴离子吸附在 带正电荷的水泥颗粒表面，一个聚合物大分子可以吸附很 多水泥颗粒，阻止水泥颗粒聚结，保持水泥颗粒大小的适 当分布，形成的滤饼致密、坚韧、失水量降低，CONHCH2SO3Na越多，吸附的水泥颗粒越多，使水泥的 级配好，更易形成致密的滤饼，阻止了水的流过，水泥浆 的失水大大降低，降失水性能更好。
24h 2.5
7d 4.5
28d 5
初凝时间：6h、可泵时间：6h
破型时间与恢复强度关系
6 5 4 3 2 1 0 1d 3d 7d 14d 28d
1d 3d 7d
重结晶能力：高水 材料硬化体断裂后，经过一段时间， 断裂硬化体裂缝能够重新弥合而、水化程度高，流动悬浮性好， 具有良好的可泵性 2、具有较强的重结晶能力 3、堵剂可微膨胀、能与周围介质形成牢 固的界面胶结 4、固结强度可调
堵漏剂用量的确定：
1、堵剂进入地层的情况。
当漏点外是裸露的未压实的地层时,堵剂进入地层后,呈放 2、堵剂进入油层套管和技术套管的环形空间。 射状扩散、圆形桶板状分布,则堵剂用量Q1为:
若堵剂进入油层套管和技术套管的环形空间 ,达到二次固 1 Q1= -π L(2R2+r2) 3 Q 为: 井的目的,则堵剂用量 2
技术原理
触变水泥形成原理 水泥中加入触变剂配制成水泥浆后，触变剂 首先水化，而后与铝酸三钙（C3A）反应生成硫 代铝酸钙矿物，这种矿物也称为“钙铝钒”，其 化学反应方程式如下： H2 O 3触变剂+3CaOAl2O3-----3CaOAl2O33GaSO432H2O(钙铝钒)
技术原理
钙铝钒以针状的、似六方的单轴晶体存在， 并沉积在水泥颗粒的表面。钙铝钒晶体的出现， 会促进水泥颗粒之间较大的自然结合，导致网 状结构的形成。当搅拌时，网状结构很容易破 坏，水泥浆又转变为流体状态。 该体系除具有触变性外，当水泥浆开始凝 固后，钙铝钒继续形成，结果在水泥基体内部 产生体积膨胀，使得该体系具有微膨胀性(线膨 胀率0.1-0.2%)。
6.5 6 5.5 5 4.5 4 3.5 3 2.5 2 1.4 1.5 45℃初凝时间
1.5
时间（h)
1.8 初凝时间
时间（h)
1.6
1.7
1.6
初凝时间 1.7 1.8 1.8 1.9
1.5
1.6 1.7 密度（g/mL)
1.8
1.9
1.5
1.6 1.7 密度（g/mL)
65℃初凝时间 210 190 170 150 130 110 90 70 50 1.4
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封堵施工管柱图
笔尖 1896 封堵点 砂面
封堵工艺发展历程 98 99
G 级 油 井 水 泥
2000 低 滤 失 水 泥
2001
2003-2005 高 水 膨 胀 粉
超 细 水 泥
不 钻 塞 工 艺
触 触 变 变 水 水 泥 泥
超细水泥 优点：封堵强度最高 缺点：材料成本较高 适用于低渗油层炮眼和管外窜封堵 G级油井水泥 优点：材料成本便宜，封堵强度高 缺点：滤失量大、施工安全差，封堵 层数多时，成功率较低。 适用于中、高渗油层炮眼封堵， 低滤失水泥 优点：滤失量小，缓凝时间长，提高封堵效果以及施工安全性。 适宜于多层封堵 不钻塞工艺 优点：不钻塞 缺点：炮眼封堵剂为树脂材料，封堵强度较低，易老化， 有效期1年封堵材料成本高。适用单层封堵套管存在问题井。 触变水泥
初凝时间:3∽4h
不钻塞炮眼封堵工艺技术
封堵机理
堵剂的封堵机理：主要是用悬浮液携带表面涂有树脂的颗粒小 球注入油井射孔井段，悬浮液进入地层，涂树脂的颗粒小球由 于直径较大不能进入地层而过滤堆积在油井与地层连通的炮眼 处，高压下形成致密滤饼，在地层温度和井筒与地层之间的高 压差作用下，经压实固化作用，形成耐温耐压的坚硬栓塞，从 而将炮眼有效封堵。（对漏失严重井可先用廉价预堵剂对油层 进行预封堵，再用炮眼封堵剂封口）。 套管中的堵剂因无法将其中的液体滤失掉，形不成滤饼，不能 压实固化，关井憋压候凝完成后，可用原封堵管柱冲洗井，将 套管中的堵剂冲洗出来即可。
3、温度50 ~150 ℃条件下均能固结，温度越高，固结速度越 快，固结强度越大，影响程度相对较小。
4、完全固结时间：10~18小时。
5、固结体抗压强度：≥ 10MPa 突破压力：>50MPa; 抗弯曲强度:≥ 60MPa
高水膨胀粉介绍