中原油田分公司文留采油厂 河南濮阳 457001
摘要：废弃井治理施工工艺主要采用水泥挤堵、注水泥塞、井筒修复技术等封井、修井技术。本文主要针对封堵井段跨度大，地层物性差异大，套管固井质量差存在的管外窜等情况的封堵井，通过挤堵封堵油、气、水层和修补固井质量，实现较好的封堵效果。
关键词：废弃井；，套管固井质量差；挤堵封堵；环境污染
前言
目前油田废弃井产生的原因大都属于套管变形或破损引起的停产报废，套管普遍腐蚀穿孔，出现地下水不同层位的窜层及地表水渗入井筒，并窜入淡水层或有连通渗透性地层与淡水层及地表的、井眼通道，以优势通道渗漏污染为主要方式污染地下水源，引起地下水中CODMn、CL-、NO3—N和TDS的异常变化。所以应在井内适当位置注水泥塞或打桥塞，以有效地阻止流体运移，避免地下水源污染。废弃井治理就是采用注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，从而有效保护自然资源。
目前挤注方法有正挤挤注法、循环挤注法、平推挤注法；按挤堵工艺有空井筒、钻具（油管）、封隔器等。针对油藏存在的挤堵难点，经过论证后细分层系挤堵，将物性差异大的层分次挤堵，挤堵过程中采用水泥承留器保压候凝，避免堵剂返吐，来保证封堵效果。
一、正挤注法
正挤注法就是在井口处于控制的状态下，通过液体的一定挤注压力将水泥浆替挤到目的层的方法。用挤入法封窜时，要求水泥浆具有粘度小、流动性好，失水量低和适当的触变性，以利于水泥浆充满窜槽内岩块间的孔道。要求水泥浆凝固后具有较高的强度和良好的膨胀性能，以保证固井和封窜的质量。
二、循环挤注法
循环挤注法是将油管下到封堵层位的底界，将堵剂循环到设计位置，然后上提管柱，洗井后，施加一定液体压力使堵剂进目的层的施工工艺，该施工工艺安全可靠，成本较低。
用循环法封窜时，要求水泥浆具有良好的流动性、适当的触变性。流动性好，便于将水泥浆顺利替入窜槽；适当的粘度和触变性，可防止上提封隔器时因压差而产生的水泥浆倒流和下沉。
施工参数优化
挤堵施工中，要根据吸水指数结合储层物性，选择堵剂体系及挤堵参数。
1、挤堵压力的确定
为保证挤入地层的堵剂不外吐，保持井内稳定，防止地层流体流入井内产生窜槽，必须在一定时间内保持挤注压力，使堵剂带压侯凝。挤注压力太低，会降低封层效果，影响封堵质量；挤注压力太高，会使油、套管破裂，无法准确向目的层挤注堵剂进行封堵，严重时还会压裂地层，无法封层。因此，在设计和施工时综合考虑老井套管的抗内压强度、地层破裂压力和固井质量、井口设备等情况，挤注施工时井口压力最高不超过35MPa，确保挤堵施工安全。
2、堵剂用量确定
堵剂总量：Q= Q1+Q2+Q3
式中：Q，表示堵剂总量，m3，；
Q1表示注入封堵层的堵剂用量，m3，
Q2表示注入封堵层段井筒内灰塞堵剂用量，m3。
Q3表示20%的损耗量，m3。
注入封堵层得堵剂用量Q1，用下式计算：
Q1=π×（R2—r2）×H×Φ
式中：R表示封堵半径，m；
r表示管内径，m；
H表示封堵层有效厚度，m；
Φ表示平均有效孔隙度，%。
利用上述公式对施工井的用量进行计算。
3、挤堵机理
（1）架桥封堵机理
在废弃井封堵时，要求堵剂进得去，留得住，高致密，在封堵的过程中，首先大颗粒材料在孔喉处架桥，将孔喉分割成大小不一的孔隙，颗粒存在一定的粒径分布，而起封堵作用的颗粒尺寸必须小于渗流通道的开度，并大于渗流通道开度的1∕3。这部分颗粒在渗流压差作用下可以进入渗流通道，在孔隙吼道处、裂缝变小或弯曲处通过架桥作用、捕集作用、沉积作用等产生封堵，而且随着时间增加封堵强度增大，颗粒发生弹性形变，封堵层的渗透性进一步降低，直至将目的层堵死。即实现单粒架桥——变缝为孔——逐级填充（二次、三次架桥）——最后填“死”，达到油气层永久封堵的目的。
（2）成网滞留机理
堵剂进入地层后，组分中的有机组分带有大量的活性基团，能迅速吸附在漏失层的岩石表面上，并相互吸附、搭桥形成三维网架结构，将其它组分聚凝在一起，经后续堵剂的不断相互叠加作用，网架结构逐步密实，强度增大，从而增大了堵浆在地层中的流动阻力，限制其向地层深部的流动，有效抑制漏失，实现了堵剂在地层的有效驻留。
（3）固化胶结机理
堵剂中的复合胶凝材料在井温下发生水固化反应，并与有机组分发生交联，形成堵塞物化反应，并与有机结构剂发生交联，形成的堵塞物具有较高的本体强度和界面胶结强度，同时添性剂中的改性橡胶、耦联剂可提高固化体同地层、水泥石的胶结强度，改善界面性能，增强固化体结构的致密性和韧性，进一步提高本体与界面的胶结强度。
4、注水泥塞工艺技术
注水泥塞工艺是将一定量的水泥浆替到套管内或井眼的某一部位，使其形成满足注采需要的新的人工井底或满足工艺过程的临时封闭某井段的工艺技术。在井下作业中注水泥塞是常用的工艺技术之一。注水泥塞的目的及用途主要有以下几种：
（1）封闭已试油层上返新层试油，或进行分层作业时的封堵非目的层；
（2）封闭底部水层；
（3）找堵漏、找封窜、上部套管试压等隔开封闭某一层段；
（4）堵塞报废井及回填枯竭层位；
（5）出于安全目的的封闭层位（如封闭高压层、有毒有害流体层）；
（6）特殊情况下的封堵。
注水泥塞的工艺技术
按注水泥塞位置来分有实心水泥塞及悬空水泥塞两种。为节省水泥、和方便施工，一般情况下多采用注悬空水泥塞方法。
根据井内压力及施工工艺分为灌注法注水泥塞、循环法注水泥塞、挤注法注水泥塞（包括循环+挤注）、电缆/绳索倒灰法等四种方法。
（1）循环注水泥塞
这是目前油田应用最广泛的方法。是将配好的水泥浆泵入井内循环顶替至预定位置，候凝固结，形成封堵。
（2）挤注水泥塞
挤注水泥塞多用于封堵高压层，，将管柱下至设计位置，充分洗井后座井口或座封封隔器，用清水试挤吸收性以压力稳定后计算，时间和挤入量，按试挤数据参数，挤入水泥浆量及替置量，并上提至反洗位置，反洗井或正（反）挤入压井液，关井候凝形成封堵。
（3）电缆/绳索倒灰法注水泥塞
倒灰法法注水泥塞是利用倒灰筒等工具将一定量水泥浆装入筒内，由电缆或钢丝绳送至预定的注水泥深度处，通过电流爆破或机械撞击等方法将灰筒打开，水泥浆流出，然后提出倒灰筒，置流在井筒内的水泥浆候凝固结，形成封堵。
（4）灌注法注水泥塞
灌注法注水泥塞就是往井筒内一定深度处灌注部分水泥浆，然后上提管柱至安全位置，关井侯凝的一种工艺方法，多用于夹层较厚、灰面要求不严格的井，是成功率最大的。
注水泥塞的质量要求
（1）．注灰管柱深度、油井水泥、水泥添加剂、淡水应符合设计要求，管柱应按设计试压合格；
（2）．注灰前应用清水（或压井液）洗井脱气一周以上，直至出口无气泡；
（3）．全部施工动力设备必须能正常工作才能注灰；
（4）．所配水泥浆密度达到设计要求；
（5）．水泥浆前后要注入淡水作隔离液。
（6）．灰浆顶替到位，反洗时要待残余灰浆返净，如果未返灰浆要认真核实洗井液量及出口返出量数据，确认管柱以上液面均无灰浆方可；
（7）．施工时间控制在水泥浆稠化时间70％以内。
（8）．候凝管柱应符合施工设计要求，管柱应上提至最上面一个油层射孔段以上50米；
（9）．关井候凝时间达到设计要求后才能探灰面；
（10）．探灰面时加压20KN，反复探两次，确认灰面深度合格后应上提油管至原候凝位置进行反洗井、正试压，试压合格方可结束注灰。
参考文献：
[1]杨树栋.采油工程.山东东营：石油大学出版社，2006.2
[2]万仁傅.采油工程手册.山东东营.石油大学出版社，2001.4
[3]中国石油化工集团公司企业标准.废弃井封井规范.2013
作业简介：王德宝（1977-），男，1997年毕业于中原石油学校，现供职于中原油田分公司文留采油厂内蒙查干项目部副经理，工程师，从事生产及工艺研究工作。