封井技术资料汇总

封井技术资料汇总扶余油田废弃井处置技术研究与应用1.废弃井处置的必要性1.1废弃井对安全的影响（1）废弃井大多已多年停产不用，井口装置陈旧，腐蚀严重，井口密封较差，安全性低。（2）大多数废弃井处在居民区内，一旦井口发生刺漏或套返将造成严重的安全环保事故。（3）由于井网调整，水驱方向改变，地层压力变化较大。1.2废弃井对地面和地下环境的影响（1）长期停产的废弃油水井一旦井口泄露将造成地面环境污染。（2）油田有相当部分废弃老井因注水压力高引起地层滑移，导致套管错断、破损，从而发生套返问题，短时间内难以及时处理，导致地层大面积污染。（3）一旦出现套漏、套窜等现象，对地下影响较大，扶余地区第三、四系水层将面临严重的污染。1.3废弃井对开发生产的影响（1）邻近注水井不能按配注量进行配水，多数注水井处于欠注、停注状态。(2)注入水在报废井点形成二次分配，导致有效注水效率降低，形成注入水的水窜。（3）由于井况差，无法形成有效分注，无效水循环问题严重，导致注采井网层系布局越来越不合理，试开采难度进一步加大。2废弃井处置方法2.1永久废弃井处置要求依据废弃井处置要求作业标准，生产井永久性封堵及废井作业的主要工作是在井内适当层段注水泥塞，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运移，体现在环境关系上主要包括：保护淡水层免受地层流体或地表水窜入的污染，隔离开注采井段与未开采利用井段，保护地表土壤和地面水不受地层流体污染，隔离开污水的层段，将地面土地使用冲突降低到最小程度。为实现上述封堵和弃井作业，要求所有关键性层段之间应隔离开。主要包括以下工作：①隔离各个油气层和处理废水的层段，并在最下部淡水层的底部打一个水泥塞；②打地表水泥塞，阻止地面水渗入井内，并流入淡水层，同时限制境内流体流出地表，从而保护土壤和地面水；③为防止层间窜流干扰邻井开发，在废弃井井内选择水泥塞或桥塞的位置，要确保隔离开已确认有生产能力的油气层或注水层，使井内所有注采井段都被隔离开，将油气及注入液限制在各自的层段内，阻止各层之间的井内窜流；④恢复地貌，去掉井口装置和割掉一定深度以上的表层套管，并使废弃井与土地使用的矛盾最小化。此外，由于扶余油田地理位置特殊，大部分废弃井处于城市内及周边地区，要求在井眼位置安装可供识别的标志。2.2废弃井封井作业程序（1）井口处理。压井后安装井控井口，现场应具备相应压力等级的标准井口和阀门；井口应具备注入压井、放空循环、总控3套控制阀门、且具备取油压、取套压、洗井、压井等条件。要求井口与防喷器、简易防喷控制装置具有良好的统配性能。（2）套内处理。套内处理的目的是使井筒油层全部裸露，即井筒内射孔井段底界5m以上无任何落物存在。在挤注水泥封堵前充分洗井，使井筒保持清洁干净无杂物存在。并进行必要的验窜查漏，漏失井实施分段封井。套内处理严格执行5项常规工序，即通井、冲砂、刮套、验窜、热洗，以保证井筒内无落物、砂埋，套管壁无杂质、结垢、油污等，并对井下有故障情况尤其是套损漏失情况进行判断。如遇落物卡阻井，根据井筒内落鱼、卡阻类型，选取针对性的打捞、解卡工具及管柱进行处理。如遇套管变形井，根据套变具体形式，采取大修冲胀、磨铣等整形或打通道工具管柱实施治套，之后试挤，根据设计要求下入分段或循环封井管柱，实施套内封井。（3）套外处理。为保护淡水层，对固井质量不合格、易发生管外窜槽井，套管外水泥返高未到地面的井（地表水与地下浅层水系无封隔），实施大修（深度至水层底界30m或至原固井水泥面位置），并采用循环固井方式封堵套外，从而使扶余地区第三、四系水层与地下生产层段和地表之间形成有效隔离，使其免受地层流体或地表水窜入的污染，实现永久封固。（4）封后井口处理。所有封后井用GPS重新定位，建账存档，便于以后调档查阅；封井完成后割掉井口，加装专用的可开启式封井井口帽子，下卧至地下５０cm以下；在井口位置做永久标示，注明井号，指示风险，围栏圈闭保护，严禁在上面建任何建筑物，并要求周边建筑物必须有一定的安全距离。3废弃井处置配套工艺技术3.1主体水泥封井工艺技术（1）分段封井工艺技术。扶余油田开发目的层主要为扶余油层，根据沉积旋回性，扶余油层被划分为4个砂组13个小层。其中I砂组特别发育，强吸水，层间矛盾特别突出。根据井下具体状况，具备封层封堵条件的油水井，将I砂组和其他砂组分开，采用分段封堵管柱进行分层封井；另外若在验外过程中发现有漏失的井段，分段时将漏失井段和非漏失井段分开，以此作为划分分段的原则。管柱结构：井口总控装置及控制闸门+，套漏井起到分离作用油管+丢手接头+分段压缩式封隔器+注水泥器。特点：层间矛盾突出井，具有良好的封井效果，套漏井起到分离作用。挤水泥层针对性强，非挤封层得到较好的保护，使得上部套管破漏及非常规井避免了上部套管承受高压，做到有目的挤封。（2）循环封井工艺技术。扶余地区部分报废老井年限较长，套管已严重变形损坏，其内通径无法达到下分段封井工艺管柱的要求。该类井一般采取循环法封井，即将油管下到封堵层位的底界，将水泥浆循环到设计位置，再上提管柱，洗井后施加一定液压，使水泥浆进注目的层。管柱结构：井口总控装置及控制闸门+油管。特点：管柱结构简单，容易操作；施工工艺安全可靠，成本较低；对挤封层段多且部分油、水层易形成单层突进的情况，采用该方式能使水泥浆较均匀的进入各挤封层，从而提高挤封效果；对吸收量小，挤入压力高的层段，采用该方式能有效控制计入压力。3.2特殊井况治理配套工艺技术（1）层间窜通封堵技术。由于固井质量、井下作业因素、油水井管理不当等原因常造成部分油水井的层间或管外窜通。对于该类油水井窜通需实施封窜处理，并通过验窜判断封窜效果，避免笼统封堵后对层间窜通认识不清。层间窜槽封堵通常应用以下4类工艺技术：①当窜槽以上油层少时，可采用由下往上挤水泥浆的办法，即将下部的射孔段填砂，只露出部分射孔段，封堵时水泥浆由此上返进入窜槽内，以达到封窜的目的；②当窜槽以上油层较多时，为防止挤死上部油层，可将窜槽下部的射孔段填砂掩盖，将封隔器坐于紧靠窜通层上部的夹层上，水泥浆自上而下的挤入；③当窜槽复杂或套管破损不易下封隔器时，可采用下油管封窜方法。④中间窜槽或高渗层，可采用双封隔器法封堵。(2)利用原注水管柱封堵技术。该类井一般是由于注水压力高或套变通道小，无法起管柱，可利用原井下封层配水管柱进行封堵。再确认封隔器工作正常的情况下，不动套柱，捞出水芯子，先洗井再注水泥，实施第一次固井，割油管，完成第二次循环固井。该类井封堵前必须根据各层压力大小和吸水能力情况进行封堵。如果下层压力低（属低气层），注入一定量水泥浆后投球将下层封死，再分层封堵中间层和上层。如果中间层和上层为低压层，首先打入一定量的暂堵剂，直到压力升高后大排量注入水泥浆。（3）连续套铣技术。近年来扶余地区部分油水井弃井处理套外作业过程中，出现井壁泥岩严重坍塌，管柱内岩屑吞吐量大、倒单根时砂面经常上返至原深度等问题。针对该地区套铣深度一般较浅（150m以内）的实际情况，通过研发设计连续套铣方钻杆，并进行现场推广应用，在保证正常传递扭矩的前提下，实现了浅层套铣过程中不停钻倒单根，从而解决了套铣坍塌地层和套内吐岩屑不进尺的技术难题。另外利用连续套铣管作为坍塌层隔板，增强了套管外封堵效果。4现场应用2003年以来，扶余采油厂围绕老井废弃与套返治理进行大量封井作业，总体取得较好的效果。至2009年底，累计完成各类油水井封井作业1747口井。其中，产能废弃封井累计234口，城区隐患封井累计158口。主体上采取循环、挤入等常规封井工艺措施，采取分段封井工艺处理的废弃井累计230口。封井治理后仍存在套返现象的井只有18口，总体施工合格率为98.86％.对于废弃井，其报废质量将对周围井的正常生产带来影响。封井后一般无法直接验证封堵效果，因此，通过扶余油田增实施的全封重射井效果评价，间接检验废弃井能否达到报废。其评价思路是若分层压裂过程不窜、措施后有明显的生产动态效果，即说明层间得到有效封堵。通过统计分析可以看出：中区实施18口井，分层压裂君成功，只有2口井无明显的动态反应效果，有效率达到88％；西区实施20口井，分层压裂均成功，只有一口井无明显的动态反应，有效率达95％.通过全封重射井的验证说明，扶余油田废弃井处置工艺技术现场应用成功，能够达到层间有效封堵、不窜的效果。废弃井及长停井处置指南1.封堵和弃井过程中对环境的考虑1.1概述在油气勘探开发过程中，总有一些井（处理污水的井，注采井和干井等）需要进行永久性报废处理或对其部分井段的封堵作业。在这些作业中对环境的考虑，主要在于了解井筒中可能对淡水层造成污染的风险性。对淡水层的污染主要由于井筒流体通过井筒运移造成的，我国陆续颁布的关于保护环境和水污染防止的相关法律法规，促进了对废弃井的处理和长停井的监测管理工作。目前的油井水泥和注水泥方法能够有效地达到密封井筒和支撑、保护套管的目的。在油气井的封堵和弃井作业中，要求在井筒中留水泥塞以保护淡水层，同时也阻止地层流体在井内运移。1.2弃井作业目的弃井作业的目的是为保护自然资源。废弃井应采用留水泥塞封堵作业来保护淡水层，同时也阻止地层流体在井内运移。地层流体在井筒的运移有以下两种情况：（1）有连通渗透性地层与淡水层或地表的井眼通道；（2）地表水渗入井筒中并窜入淡水层。所以，在井内适当的位置注水泥塞或打桥塞一定能有效的阻止流体运移。当然，油井自身的井深结构和各种自然力量也能阻止流体运移。1.3保护环境方法1.3.1利用井身结构保护在设计井身结构时，为了阻止注入地层的流体或地层产出的流体进入淡水层，对大多数注采井的结构要求如下：（1）将表层套管下至淡水层以下，并注水泥充满环形空间（即使干井也应如此）。（2）油层套管从地面下到注采层，并注水泥固井，以防止在套管外的注采流体有垂直方向上的运移。1.3.2采用恰当的封堵方式保护正确的封堵方式能够保证封堵报废效果，从而将永久性的阻止流体在井内运移。在封堵和弃井作业中，所提供的保护措施包括：在裸眼井内注水泥塞：在套管被割断位置打水泥塞和桥塞：在注采层位的射孔井段以上打水泥塞或桥塞;最深水层的底部打水泥塞或桥塞等。恰当的封堵方式将阻止流体通过套管或套管和井眼的环形通道，当然要根据井的实际情况，选择合适的水泥型号从而保证水泥塞德坚固性。1.3.3利用自然规律保护1.3.3.1井眼阻力井眼阻力，比如留在废弃井内的泥浆，膨胀性页岩或坍塌地层都能阻止流体运移。泥浆的粘度、密度以及由它形成的泥饼，都给流体的运移造成阻力。通常留在井内的泥浆具有足够的压力来平衡地层压力，有时甚至超过了正常的压力梯度，这样就大大降低了流体运移的机会。在某些区域的地层内，膨胀的页岩或坍塌地层也会对完井后套管外仍没有水泥固井的井段起到封隔作用。在较长的裸眼井段中，比如未下套管的干井，膨胀页岩或坍塌的地层也会自然封闭井眼。1.3.3.2地层效应当井内存在流动通道时，地层流体就会从较高压地层向较低压地层移动。而流体在通道中的运移主要取决于地层的特性（厚度、空隙度和渗透率）和流体性质（密度和粘度）。这样，通过井筒向上流动的地层流体或注入液有可能在淡水层下方遇到一个吸纳它们的层段，这样也就阻止了这些流体上窜到淡水层。1.3.3.3地层压力平衡流体的注入会降低油藏压力衰竭的速度，甚至会提高油藏压力。在流体注入的过程中，油藏压力的变化取决于油藏性质、流体注入量和采出量。如果总注入量和总采出量的差额只占油藏体积的很小比例，那么油藏压力就会达到或接近原始地层压力。此时注入水导致局部压力的升高也不会保持长久。因为一旦停注后，引起压力变化的注入水被地层所吸收，注入层附近压力将会达到平衡。所以，对于长期注水并可能有层间干扰危险性的注水层，地层压力平衡将使其层间窜流的风险并不比注水前地层高。1.4封堵和弃井作业的环境风险评价在井内，有许多阻止流体窜流的因素。如在所知的淡水层以下下入表层套管并固井以及在注采层段下入油层套管并固井等采取的多种防止流体窜流的井身结构措施。这些防范措施增强了封堵施工对阻止流体窜流的有效性。在防止流体