井下作业工(高级、技师、高级技师)培训教程.doc

职工技能鉴定培训教程井下作业工下册前 言为了适应新时期石油行业的发展，全面提低石油工人队伍素质，满足井下作业工人技能培训的需要，依据井下作业工国家职业标准编写了这套井下作业工职业技能培训教材。本教材客观的正映了本工种的技术水平，充分考虑了行业发展、科技进步和产业结构变化。体现了以职业活动为导向、以职业技能为核心的特点，符合培训、鉴定和就业工作的需要。本教材按照井下作业工技能培训的要求，分上册和下册。上册包括初级井下作业工和中级井下作业工两部分，下册包括低级井下作业工、井下作业技师和井下作业低级技师。其中每个级别又包括：技能操作、理论题库和实际操作题库。本教材是在各有关专家和实际工作者的共同努力下完成的。主编：张景利、刘绍胜、邓德鲜、文浩2、低级井下作业工教材编写人员：张景利、佟艳霞。2、低级井下作业工理论题库编写人员：张景利。3、低级井下作业工技能操作题库编写人员：潘云清。3、井下作业技师教材及题库编写人员:刘猛、崔建平、郑保东、王万丰、马昌庆、杜建檀、刘正荣、杨宝忠。5、井下作业技师技能操作题库编写人员：郭坚强。6、井下作业低级技师教材及题库编写人员:顾广庆、娄新春、冯建勇、贾子瑜、孟昭鹏、王杏尊、杜建檀、低振永、武宗刚。7、井下作业低级技师技能操作题库编写人员:潘云清。审核：邓德鲜、王玉海、赵继斌、刘立军、李民乐、王建国、张景利、徐亚玲、潘云清、王立勇、佟道敏、张义强、曾春华、时红涛、刘立清、秦世群、寇振吉、孙文林、胡健、秦铁、王凯、王鹏飞、吕洪文、郭坚强。由于井下作业工艺技术专业性强、技术分类多、涉及面广，成书时间较短，编者知识面和写作水平及经验所限，书中缺点、错误在所难免，恳请读者批评指正。 编者2003年5月第一章 措施井施工第一节 注水泥塞施工一、学习目标掌握注水泥塞工艺原理，现场能够正确进行注水泥塞操作。二、准备工作1. 施工工具、用具和设备的准备300型水泥车2台、5 m3计量罐2个、2 m3计量罐2个、2m钢板尺2个、计算器2个、密度计2个、氯根化验设备2套。2.编写施工设计1） 资料收集（1） 作业井的套管规格、层位、射孔井段、地层渗透率、温度、压力系数、产液量、液性、漏失情况。（2） 水泥性能。 2）设计原则（1） 水泥塞厚度一般应在20m以上。（2） 被封堵层顶界到水泥塞面的距离必须大于5m。（3） 注水泥塞后井筒口袋深度应符合地质要求。（4） 用非清水压井注水泥塞时，修井液前后均必须替入适量清水作隔离液，井深超过3500m的井必须采用优质性能修井液。 3)注水泥塞设计编写要求 编写内容、格式应符合设计的要求，详见相关内容中的设计模式。3.施工用液准备根据施工设计要求备足符合要求的修井液和清水。（2） 在5m3储液罐内备足顶替用的修井液。（2） 在2m3罐中装入配灰浆用的清水。3.油井水泥准备（1） 施工前要在实验室，对所用的油井水泥及添加剂的性能进行抽样化验。（2） 把油井水泥和添加剂按设计要求用量备足拉送到井场，并在现场检查水泥质量。（3） 将水泥摆放在配水泥浆的操作台上。5.清水的准备（1） 将清水拉到井场，并做氯根化验。（2） 将不合格的清水放入2m3配水泥浆罐内。6. 井筒及管柱准备（1） 通井、刮削彻底清除井壁上污物。（2） 若在自喷井注水泥塞施工，施工前必须用合适的压井液进行压井，达到井筒液柱压力与地层压力相平衡。（3） 若井漏失严重，必须采取填砂或堵漏等工艺封堵漏失层段。（4） 准确计算、丈量、配好注水泥塞管柱，并做好记录。7. 地面设施、设备准备（1） 将水泥车与施工管线三通上装单流阀的一端用快速管线连接。（2） 接好刺水泥浆的刺枪。（3） 在水泥车后面装液斗内装清水22.5m3。（4） 将水泥车上水管线插入2m3配水泥浆罐内。（5） 检查好提升动力设备、井架、游动系统、工具、用具。（6） 在现场必须有备用的水泥车。三、操作步骤1. 将注水泥塞管柱下入井内至设计要求深度，管柱尾部为光油管（见图32所示）。2. 连接进、出口管线，并试压。3. 循环井内液体，检查地面系统是否工作正常。4. 按设计要求在2m3罐内配好施工所需的水泥浆。水泥浆应混合均匀，不得混入杂物，密度不得低于2.55g/cm3。5. 正替设计规定量的水泥浆。6. 正顶替水泥浆（1） 按设计要求，用与修井液相同密度的液体将水泥浆顶替到预定位置，停泵。（2） 卸管线、拆井口。（3） 上提油管将深度完成在预计水泥面以上22m的位置。（4） 装好井口，上紧顶丝。7. 正洗水泥浆（1） 接好正洗井管线。（2） 用修井液正洗井，洗出多余水泥浆。8. 上提油管将深度完成在预计水泥面以上10m的位置。9. 装好井口采油树，井筒内灌满修井液，关井候凝，时间按设计要求。四、技术要求1. 自喷井注水泥塞前，必须用压井液将井压平衡后，方可进行注水泥塞施工。2. 注水泥塞管线必须按标准试压，试验压力为10mza，5min不刺不漏。3. 注水泥塞管柱必须丈量、计算准确，累计长度误差小于0.2。4. 必须保证油管挂密封盘根完好或采用悬挂式井口装置。5. 井筒液柱压力与地层压力保持平衡，既不喷，也不漏。6. 如果地层漏失严重，可根据具体情况，先填砂或使用堵漏剂进行堵漏。7. 井筒内的液体要保持中性，矿化度不能太低，否则将使水泥浆在井筒内速凝或不凝固。8. 注水泥塞的管柱内壁要清洁，管柱和井口要密封，保证在液体循环过程中不会“短路”，保证水泥浆顶替深度的准确及正洗出多余的水泥浆。9. 计算顶替量必须准确。10. 要有专人指挥，专人计量。11. 正洗井时, 泵的排量要适当低一些，以免造成水泥塞位置下移。12. 替、顶、正洗水泥浆过程中，中途不得随意停泵。13. 在顶替水泥浆中途，若水泥车出现故障，应立即起出井内油管。14. 若顶替液将水泥浆顶替到预定位置，在上提油管时提升系统出现故障，应立即正洗出全部水泥浆。15. 从配水泥浆到正洗井开始所经历的作业时间要控制在水泥浆稠化时间的50之内，正洗井中途不得停泵。五、相关知识（一）油井水泥 指应用于各种钻井条件下进行固井、修井、挤注等作业的硅酸盐水泥和非硅酸盐水泥。（二）油井水泥的主要成分2. 化学组成2）主要氧化物（1） 氧化钙（cao） 通常占熟料中的6267。（2） 二氧化硅（sio2） 通常占熟料中的2023。（3） 三氧化二铝（ai2o3） 通常占熟料中的37。（4） 氧化铁（fe2o3） 通常占熟料中的26。2） 游离氧化物（1） 游离氧化钙（fcao）；（2） 游离氧化硅（fsio2）。3） 其他氧化物（1） 氧化镁（mgo） 通常在熟料中含量小于6。（2） 碱质（k2onao）。（3） 硫酐（so3）熟料中含量一般在0.20.5。（4） 五氧化二磷（z2o5）含量一般在0.20.5。（5） 二氧化钛（tio2）含量一般在0.20.3。2. 矿物组成 由硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙、铁铝酸四钙四种化合物组成。它们在水化时对水泥物理性能将产生较大的影响，故称为水泥的“活性成分”。人为地控制水泥中四种活性成分的比例以及它们的细度大小，能有效地改变油井水泥的基本性能，见表32。表32 油井水泥性能化 合 物早 期 强 度长 期 强 度水 化 正 应 速 度水 化 热收 缩c3s良良中中中c2s优良迟小中c3a良优速大大c3af优优迟小小（三）azi油井水泥的分类2. 根据使用环境分为： a、b、c、d、e、f、g、h、j九种，修井常用水泥为g级和h级。 2. 根据水泥抗硫酸盐能力分为：普通型（o）、中抗硫型（msr）、低抗硫型（hsr）。3. 特殊水泥（2）纤维水泥 纤维水泥就是一种能减少射孔损伤的弹性水泥，具有良好的变形恢复力，并能抗冲击。（2）超细水泥超细水泥是平均粒度直径为6um，最大粒度直径为10um的精磨水泥。由于粒度极小，很适合需渗入狭小缝隙封堵套管和接箍的漏失。3. 水泥添加剂 有限的油井水泥类型，不可能全面满足各种复杂情况下的施工要求，解决的办法是在油井水泥中加入一种或多种添加剂，使水泥浆适合各种条件下的注水泥施工及其质量要求。添加剂主要用于调整水泥稠化时间、密度、滤失量、流变性，增加强度及增加热稳定性。（四）油井水泥的物理性能2细度用3900孔/2的筛子处理筛过，筛余量不超过10。2凝固时间按水泥质量加水50，所得水泥浆的凝固时间应符合冷井水泥或热井水泥规定的初凝和终凝时间。水泥浆从调配时起，到变稠开始凝结这段时间称为初凝时间,从初凝起到凝固硬化这段时间称为终凝时间。整个施工作业必须保证能够在水泥浆初凝以前完成，一般要求在初凝时间70之内。3流动度水泥浆要有较好的流动性。流动性好，流动阻力小，可提低水泥浆的挤注质量。测量时，锥形圆环平放于具有环形刻度玻璃板的中心，将配好的水灰比为50的水泥浆搅拌后倒入环内，刮平表面，上提圆环，水泥浆在玻璃板上自由流散面积的最大、最小直径的平均值，即为水泥浆的流动度。3失水水泥浆的大量失水将引起急剧稠化，降低流动性，易在井壁形成水泥饼，严重者可造成卡钻和蹩泵，特别是在松软和渗透性好的地层。低失水是优质水泥的一项重要指标。5抗折强度抗折强度是指按水泥质量加50水，成型后养护35小时的抗折强度。（五）azi油井水泥技术指标表32 azi油井水泥技术指标级别（类型）需要的抗压强度需要的稠化时间性适应范围及条件备 注养护时间h养护温度最小抗压强度mza试验深度m最短稠化时间min水灰比w/c适用井深ma5352.7305900.3602530无特殊性质要求时，普通型。233522.3253090b5352.3305900.3602530井况要求中到低抗硫酸盐时。233520.3253090c5352.2305900.3502530井况要求低早强时，可用低、中和低抗硫酸性。233523.5253090d5772530900.3525303050在中温和中压条件下，有中和低抗硫酸盐型。2203.523776.9305020022023.5e57730502000.3530503270在低温低压条件下，有中、低抗硫酸性。2333.523776.9327010323323.5f522030502000.3530503550在较低温低压条件下，有中和低抗硫酸盐型。2603.5232206.935502902606.9g5352.22330900.3302330基本油井水泥，通过外加剂扩大使用范围，有中、低抗硫酸盐型。6020.3233560h5352.22330900.3502330基本油井水泥，有中、低抗硫酸盐型。6020.3233560j5233305025036003550低温低压条件选用，加入缓凝剂，适应更大深度范围。2772323335502502776.9（六）注水泥塞工艺2水泥浆性能、指标1） 淡水水泥浆的配制，见表33所示。 表33 淡水水泥浆配制性能指标参数一览表（按干水泥200kg，密度3.10g/3计算）水泥浆密度 g/3干水泥用量 kg清水用量 l水泥浆配制量v l2.7020065.7697.572.7220063.3996.202.7220063.0593.562.7320062.7593.562.7320060.3992.302.7520059.2692.072.7620055.0659.572.7720056.9055.702.7520055.7657.562.7920053.6556.362.5020053.5755.352.5220052.5253.322.5220052.9253.292.5320050.3952.292.5320039.5252.322.5520035.5550.352.5620037.6279.322.5720036.7275.522.5520035.5277.622.5920033.9376.732.9020033.0975.592) 密度计算淡水水泥浆密度按下面公式计算： 密度(200)（2003.10e）（200）（32.5+e） 清水用量200（23.10）（2）水泥浆配制量v65.3（2）举例:现有干水泥2000kg（20袋,50kg/袋）,需配制密度为2.55g/3的水泥浆,其清水用量和水泥浆配制量分别为多少升才能满足要求?清水用量2000（22.55/3.10）(2.552)355.53（l）水泥浆配制量v（65.32000）200（2.552）503.53（l）3）水泥浆性能测定（1） 水泥浆密度的测定： 水泥浆密度是在施工现场配制水泥浆过程中，使用密度计直接测定。（2） 水泥浆稠化时间：施工前在实验室内模拟井下地层条件下，用施工所用的水泥及清水测定的。2. 注水泥塞的操作规程与质量标准1） 注水泥塞的操作规程（1） 压井起出井内管柱。（2） 下管柱预处理：a、 漏失严重的地层应先堵漏或填砂。b、 大排量正洗井降温或脱气。c、 井深超过2000m，被封夹层小于5m的井段需要对管柱进行磁性定位校正深度。（3） 注水泥塞施工：a、 按设计要求将管柱完成在注灰深度，座好井口。b、 连接施工管线，试压10mza，5min不刺不漏为不合格。c、 按设计要求的密度调配水泥浆。d、 按设计要求正注入前隔离液，再替水泥浆，然后替入后隔离液，接着泵入全部顶替液。e、 上提管柱，将油管完成在设计灰面以上2.02.0m，座好井口，用压井液正洗出多余灰浆。f、 上提油管10m，装好采油树，向井筒内灌满同性能的压井液。g、 关井2335小时。h、 加深管柱探灰面，正复试探3次，每次加压520kn，确定灰面后，上提管柱20m，装好井口，装上压力表。i、 用水泥车正洗井后试压，试验压力见表33的规定。表33 套管内注水泥塞试压标准套管规格，mm试验压力，mza停泵观察时间，min允许压力降，mza227.023.0300.5227.0239.722.030265.3293.720.030293.75.0302） 质量标准（1） 顶替水泥浆之前，要保证油管和套管液面在井口。（2） 配水泥浆的水和隔离液的水必须与试验用水一致。（3） 顶替液量必须计量准确，保证油套管水泥浆面平衡。（4） 候凝时井内必须稳定，油套管液面必须在井口。（5） 对于低压不稳定井或层间干扰大的井应采取加压候凝，一般加压35 mza。（6） 候凝时间按表35要求进行，保证水泥塞凝固质量。 表35 油井水泥候凝时间水泥型号候凝时间，hg级水泥23h级水泥35（7） 水泥塞面必须达到设计要求。（8） 作业后套管无损坏。（9） 修井液对油层无污染。（10） 作业前明确分工，组织落实，统一指挥。（11） 作业提升设备工作正常。第二节 封隔器找窜一、学习目标 掌握封隔器找窜工艺原理，现场能够进行封隔器找窜操作。二、准备工作2找窜层间夹层厚度应符合表36的要求。表36 找窜层间夹层厚度标准井 深 m夹 层 厚 度 m2100010003100052井内无落物，套管完好。2）找窜井基础资料数据齐全，固井质量及找串井段上下套管接箍深度明确。2） 找窜井段不具备进出孔时，在怀疑井段的夹层部位补射观察孔。0.5 m射35孔，孔眼要均匀分布。3） 按照管柱连接顺序配管柱：（1） 单封隔器：自下而上为球座、节流器、封隔器、上部油管。（2） 双封隔器：自下而上为底部球座、封隔器、下部油管、节流器、封隔器、上部油管。4） 配备水泥车和符合施工要求的修井液。5） 编写施工设计。三、操作步骤2. 压井1） 按设计要求选择合适密度的压井液压井。2） 压井过程中注意观察井口泵压、进出口排量和压井液相对密度变化，做到压井既不致发生溢流、井喷，又不致造成井漏、压死油层。2. 起管柱1） 拆井口，安装好与井口压力等级相配套的井口防喷器。2） 试提油管悬挂器，待大钩载荷正常后方可进行正常起管柱作业。3. 探砂面、冲砂下冲砂管柱（底部带冲砂笔尖）探砂面，若有砂则冲砂至人工井底。4. 通井1） 通井规外径应小于套管内径65mm，长度大于210mm。2） 用通井规通井至被找窜层以下50m，不足50m通至人工井底。随时观察指重表读数。若通井过程中发生遇阻，加压不超过30kn，严禁猛顿硬压。5. 刮削1） 下套管刮削器刮削至被找窜层以下50m，不足50 m刮削至人工井底。2） 刮削技术要求见套管刮削操作。6. 找窜1） 下单封隔器找窜管柱至设计要求的验封位置，装井口。2） 单封隔器找窜管柱结构（自上而下）：油管k333型封隔器节流器球座。3） 接水泥车进出口管线，地面试压10mza，5min不刺不漏为不合格。4） 正循环洗井，待出口返出清水后投球。5） 验封，正憋压20mza，时间2030min，无返出量（溢流量）或套压无变化为不合格。6） 调整管柱至找窜位置。7） 分别在5mza、20mza、5mza三个压力点各正注2030min，观察记录套管压力或溢流量变化。若套压变化大于0.5mza或溢流量差值大于20l/min，则初步认为窜槽。8） 卸压，将封隔器上提至射孔井段以上坐封，验证封隔器的密封性，从而落实找窜数据的可靠性。9） 清水正洗井二周，将球洗出，起出找窜管柱，结束找窜施工。四、技术要求2、新井找窜时应先进行套管刮削。2、修井液无杂质，管线、计量池清洁。3、地层出砂严重，测完一个点上提封隔器时，应活动泄压，缓慢上提，速度20m/min，防止地层出砂造成卡钻事故。4、 管柱丈量准确，封隔器坐在需测井段夹层部位并避开套管接箍。5、 找窜时在油层部位采用活性水或原油，防止污染油层。不得将修井液或污物注入地层、窜槽部位。6、资料录取：（2）通井（刮削）、冲砂数据；（2）观察射孔井段、射孔枪型、孔数；（3）找窜日期、找窜层位、井段；（3）管柱结构及示意图；（5）找窜用修井液的名称、性能、注（挤）泵压、观察时间、注入量、返出量（窜通量）、油、套压变化值；（6）油管及封隔器试漏情况；（7）结论。五、相关知识2管外窜槽的表现油（水）井窜通的类型有两种：一种是地层窜通，指地层内部的层与层之间的窜通；另一种是管外窜通，是指套管与水泥环或水泥环与井壁之间的窜通。管外窜槽在生产中有以下异常现象：2）地下水或注入水窜进油层，油井大量出水；2) 油井的产液量增加，但原油产量下降，含水上升；3) 套管有下陷或突然上升现象；3) 不能进行分层开采或其它分层措施。2. 造成管外窜槽的原因造成套管外窜通的原因是多方面的，概括性地分为地质因素和工程因素两大类。对于一个具体的油田来讲，这两类因素很有可能有的是主导因素，有的是次要因素，但更多的是两种因素同时存在。2）地质因素（2）地层裂缝 在碳酸盐岩或沉积岩构造的油田中，由于地壳的不断运动和地下水的长期作用，岩层产生许多的裂缝或溶洞，构成层间窜通的通道。（2）地震活动地球是一个不停运动的天体，地下地质活动从未间断。根据微地震监测资料，每天地表、地壳的微震达上万次，较严重的地震可以产生新的构造断裂和裂缝，也可以使原生构造断裂活化。因此，构造运动和地震是导致层间窜通的一个重要因素。（3）地壳运动地球在不停地运动，地壳也在不停地缓慢运动中，其运动方向一般有两个：一是水平运动；二是升降运动。地壳缓慢的升降运动可导致地层坍塌，严重时会造成地层错位，形成管外窜通。2）工程因素（2）固井质量在固井过程中，由于水泥质量、钻井液、泥饼、固井前冲洗井壁与套管外干净程度等问题，往往造成水泥与套管、水泥与岩壁胶结固化不好，造成管外窜槽。（2）射孔质量由于射孔工艺选择不当，射孔时产生的冲击波太大，套管外靠近套管的水泥环被震裂，或由于误射将薄隔层射穿等原因都将导致管外窜通。（3）施工质量分层酸化或分层压裂时，由于压差过大而将管外地层蹩窜，特别是在夹层较薄时，蹩窜的可能性更大。（3）日常管理由于对油水井管理措施不当而造成地层坍塌，引起管外窜通。如采油时参数不合理等引起地层出砂和坍塌，造成管外窜通。（5）套管问题由于套管外壁腐蚀或损坏，从而造成未射孔的套管所封隔的低压水（或油、气）层与其它层窜通。3. 油水井窜槽的危害套管外窜槽会给油井生产和管理带来严重危害，主要表现在以下几个方面：1） 油井窜槽有以下危害：（1） 边水或底水的窜入，造成油井含水上升，影响油井的正常生产，严重的水窜会造成油井全部出水而停产。（2） 对浅层胶结疏松的砂岩油层，因水窜浸蚀，造成地层坍塌使油井停产。（3） 严重水窜加剧套管腐蚀损坏，从而造成油井报废。2）注水井窜槽有以下危害：（1） 达不到预期的配注目标，影响单井（或区块）原油产能，另外，还影响砂岩地层泥质胶结强度，从而造成地层坍塌堵塞。（2） 加剧套管外壁的腐蚀，降低抗挤压性能，导致套管变形或损坏。（3） 导致区块的注采失调，达不到配产方案要求，使油井减产或停产。3套管外窜槽的预防套管窜槽会给油井生产和管理带来严重的影响，防止管外窜槽在油田开发过程中是一个非常重要的课题，预防方法可分为以下几个方面：1） 钻井完井时要确保固井质量的不合格；2） 作业施工时，应避免对套管猛烈地和不必要的冲击与震动，保护套管外水泥环；3） 对油层进行技术改造之前，应对套管采取保护措施，避免损坏；4） 在各种修井作业中，应尽量避免和减少对套管的磨损撞击，防止损伤套管壁；5） 应在满足油田开发需要的前提下，尽量减少射孔孔眼数，应杜绝误射事故的发生；6） 采取有效工程和工艺技术措施，防止套管腐蚀，延长套管使用寿命；7） 对于分层注水压力较低的层位，不宜过低提低注水压力，要实行增注措施，避免在低压差下注水；8） 分层压裂或分层酸化施工时，应采用套管平衡压力的方法，以减少层间压差，避免损坏套管。5油水井找窜工艺1） 找窜确定油水井层间窜槽井段位置的工艺过程叫找窜。2） 油水井找窜工艺当油水井已经发生了管外窜槽，就应该及时进行封窜处理，在封窜前首要问题是要准确找出窜槽的位置，以便采取针对性的措施，恢复油水井的正常生产。常用的找窜方法有三种：（1） 声幅测井找窜a. 声幅测井找窜的基本原理当进行声幅测井施工时，先由声源振动发出声波，此声波经井内的液体、套管、水泥环和地层各自返回接收器。声波在套管中的传播速度大于在其它介质中的传播速度，而声波幅度的衰减与水泥环和套管、水泥环和地层的胶结程度有关。通过研究得出：声波幅度的衰减正比于套管的厚度，正比于水泥环的密度。也就是说，套管壁越薄、水泥环越致密，声波幅度的衰减就越大。应用这一原理就可以检查套管外水泥环的固结情况及水泥面的上返低度等情况，如图32所示。固井良好的井段，大量声波能被水泥与地层吸收，测的曲线幅度为低值；固井质量不好的井段，声波不能被水泥与地层吸收或吸收很少，曲线幅度很低。 b声幅测井的施工步骤a. 按照施工设计要求，选择好适当密度的压井液进行压井，然后起出原井管柱；b. 下冲砂管柱带冲砂笔尖，探砂面，有砂则冲砂至人工井底或设计深度；c. 起出冲砂管柱，下外径小于套管内径65mm的通井规，通井至被找窜层以下50m；d. 起出通井管柱，如有套管变形、破损或落物，应先处理正常后再下声幅测井仪测井；e. 分析声幅测井仪器测得的声幅测井曲线，找出管外窜槽位置。c声幅测井资料的解释一般情况下，水泥固结好，声幅曲线幅度低；水泥固结差，声幅曲线幅度低。在水泥面处，有从低幅度到低幅度的突变，因此，根据声幅曲线可以判断水泥胶结的好坏。但是，声幅测井有一定的局限性，它仅能正映固井第一界面（套管与水泥环）质量，而不能正应第二界面（水泥环与地层）情况，因此，用声幅测井解释固井质量好的井段，也存在着窜槽的可能性。（2）同位素测井找窜a同位素测井找窜的基本原理同位素测井找窜，是往地层内挤入含放射性的液体，然后测得放射性曲线，将其与油井的自然放射性曲线作比较，排除影响因素，根据伽马射线强度的增强来判定套管外是否窜通。b同位素测井找窜的施工步骤a. 编写施工设计。根据施工目的，决定施工方式和使用同位素的名称、强度及浓度，计算配制活化液等。b. 选择适当密度的压井液进行压井，然后卸掉采油树，加深油管探砂面，如砂面低度不符合施工设计要求，冲砂至人工井底。c. 按规定选用合适的通井规通过预测井段，以保证测井仪器在井筒内自由起下，无阻、无卡。起出通井管柱，测放射性测井曲线，也称为自然放射性曲线。d. 下入放射性同位素找窜管柱，通常为油管k333封隔器节流器球座。e. 室内按设计要求溶解配制放射性同位素，尽量使用半衰期短的放射性同位素配制，用铅制容器将其送往施工现场，接好正循环洗井管线。f. 开泵用清水正循环洗井一周。投球，待球入座后开泵正挤入同位素液体，挤入顶替液。g. 关井23小时，使地层充分吸收同位素液体。h. 接好水泥车管线，正循环大排量洗井，待球洗出后继续洗井两周以上。i. 起出井内管柱，再次测放射性曲线，分析对比挤入前后的测试曲线，找出管外窜通位置。如果发现封隔器上部或下部层段的放射性强度有明显增加，则说明此处层间有窜通、窜槽现象，如图33所示。 （3）封隔器找窜封隔器找窜是现场应用较广泛的一种方法，即使用封隔器下入欲测井段，用来封隔欲测井段与其它油层，然后根据所测资料来分析判断是否窜槽。该方法施工简单，找窜结果准确可靠，既能定性又能定量给出窜通层段的窜通量（压力、流量），为封窜提供设计依据。 目前现场常用水力压差式封隔器。根据找窜时使用封隔器的数目可分为单封隔器找窜和双封隔器找窜两种方法；根据找窜井油层压力情况的不同，又可分为低压井找窜、低压井找窜和漏失井找窜三种方法。方法不同，找窜的工艺和要求也不同，下面分别简单介绍。a按封隔器数量分类的找窜方法（a）单水力压差式封隔器找窜将一级水力压差式封隔器（k333系列）下至找窜的两个层段夹层中部，封隔器下部连接节流器，最下部接球座。找窜时，从油管内注入低压液体，通过测量与观察来判断欲测层段是否窜槽，具体方法有以下两种：a套压法：套压法是采用观察套管压力的变化来分析判断欲测层段之间有无窜槽的方法。若套管压力随着油管压力的变化而变化，则说明封隔器上、下层段之间有窜槽；正之，若套管压力不随油管压力的变化而变化，则说明层间无窜槽。b套溢法：套溢法是指以观察套管溢流来判断层段之间有无窜槽的方法。具体测量时采用变换油管注入压力的方式，同时观察、计量套管流量的大小与变化情况，若套管溢流量随油管注入压力的变化而变化，则说明层段之间有窜槽；正之，则无窜槽。（b）双水力压差式封隔器找窜双水力压差式封隔器找窜与单水力压差式封隔器找窜原理基本一致，其区别是双水力压差式封隔器找窜在节流器下面再接一级水力压差式封隔器。两级封隔器刚好卡在下部层位射孔段的两端，如图33所示，节流器正对着射孔井段。具体做法是，将验窜管柱下入欲测井段位置，从油管内注入低压液体，用套溢法进行观察判断。单水力压差式封隔器找窜法适于在最下两层中找窜，而且下部层段无漏失情况；在多油层且下部层段又有漏失的情况下，用双水力压差式封隔器找窜效果较好。b按油层情况分类的找窜方法应用水力压差式封隔器找窜时，由于找窜井油层压力情况的不同，所采用的方法也不同，可分为低压井找窜、低压井找窜、漏失井找窜三种方法。（a）低压井封隔器找窜先将找窜管柱下入设计层位，测油井溢流量，然后循环洗井、投球；当油管压力上升时，再测定套管返出液量。如返出量小于或等于溢流量时，则证明管外不窜；如返出量大于溢流量，先将封隔器上提至射孔井段以上，验其密封性，若封隔器密封，则证明地层是窜通的。找窜时应仔细观察排量、泵压、进出口水量等变化情况，并将这些数据详细记录在报表上，作为分析判断窜槽的依据。施工时还应注意以下事项：a 找窜前要先进行冲砂、通井、探测套管等工作，以便了解该井套管的完好情况及井下有无落物等；b 油管数据要准确，找窜管柱下入位置无误差，封隔器位置应尽量避免套管接箍；c 测量窜槽时应坐好井口；d 当测量完一点是要上提封隔器，要先活动泄压，缓慢上提，以防止地层大量出砂，造成验窜管柱卡钻。e 找窜过程中资料显示有窜槽，应上提封隔器至射孔井段以上验证其密封性，若封隔器密封则说明资料结果正确，正之更换封隔器重测。（b）低压井封隔器找窜在低压自喷井找窜时，可用不压井不放喷的井口装置将找窜管柱下入预定层位。油管及套管装灵敏压力表。找窜时，从油管泵入液体，使油管与套管造成压差，并观察套管压力是否随油管压力变化而变化，若是，且封隔器完好，则证明此层段间有窜槽现象。（c）漏失井封隔器找窜在漏失严重的井段找窜时，因井内液体不能构成循环，因而无法应用套压法或套溢法验证，应采取强制打液体与仪器配合的找窜方法。如采用油管打液体套管测动液面的方法；采用套管打液体油管内下压力计测压的方法进行找窜。6油水井封窜的方法封堵窜槽的方法较多，按照封堵剂种类划分，主要有水泥封窜、补孔封窜、低强度复合堵水剂封窜等。2）水泥封窜技术水泥封窜技术是在欲封堵层段挤入一定量的水泥浆，使之进入欲封堵层窜槽内，使水泥浆凝固来达到封堵窜槽的目的。根据水泥浆进入地层的方式不同，水泥封窜又可分为：循环法、挤入法、循环挤入法三种方法。由于水泥封窜工艺简单、成本低，是现场上广泛应用的一种方法。（1） 循环法封窜循环法封窜,是指将封堵用的水泥浆以循环的方式,在不蹩压力的情况替入窜槽井段的窜槽孔缝内,使水泥浆在窜通孔缝内凝固，封堵窜槽井段。根据封窜管柱连接方式和所用工具不同，循环法封窜又可分为单水力压差式封隔器封窜和双水力压差式封隔器封窜两种。单水力压差式封隔器封窜时，封窜前只露出夹层以下一个层段，其它层段则应采用人工填砂的方法掩盖。封隔器应座于夹层上。用双水力压差式封隔器封窜时，将两个水力压差式封隔器中间连接节流器下入井内。下封隔器应座于窜通层以下紧靠窜通层位的夹层上，上封隔器座于已窜通的夹层上。封堵时，水泥浆由两级封隔器中间的节流器喷出，由窜通的下部油层进入窜通部位将窜槽封堵住，管柱结构如图33所示。循环法封窜的施工步骤是： 按施工设计要求下入封堵窜槽管柱，使封隔器座于设计要求的夹层位置； 投球、冲洗窜槽部位； 泵入水泥浆； 顶替至节流器以上2020m处，待水泥浆刚开始稠化上提封窜管柱，使封隔器位于射孔井段以上； 正洗井，冲洗出多余的水泥浆； 上提油管50m，关井候凝35小时； 试压、检验封堵情况。（2）挤入法封窜挤入法封窜，是在蹩有适当压力的情况下，将水泥浆挤入窜槽部位,以达到封窜的目的。该施工方法封窜比较可靠，能够封堵复杂的窜槽。但封窜过程中会有大量水泥浆进入油层，容易堵塞油流通道，污染油层，工艺较复杂，易造成井下事故。由于井况不同，挤入法封窜可分为封隔器封窜和油管封窜两种。封隔器封窜用封隔器封窜其管柱结构自下而上由球座、节流器、水力压差式封隔器及油管组成。为避免或减少挤水泥时污染其它油层，封隔器下入位置应根据层段的不同而选择。当窜槽以上油层较多时，采用由上向下挤水泥的方法，将下部射孔井段填砂掩埋，将封隔器坐在紧靠窜通层上部的夹层上，水泥浆自上而下挤入窜槽内，凝固后将窜槽封堵。当窜槽以上油层少时，采用自下而上挤水泥的方法。这种方法是先将下部射孔井段填砂，只露部分射孔井段。封堵时水泥浆由此往上返进入窜槽内，凝固后达到封堵窜槽的目的。光油管封窜当窜槽复杂或套管损伤不易下入封隔器时，可以下入光油管柱进行封窜。封窜时，要将欲封层以下射孔井段用填砂法全部掩埋或打水泥塞隔挡。下管柱时，把油管下至上部射孔井段以上2010m。水泥浆自油管注入，当水泥浆快出油管时，关套管闸门，将水泥浆挤入窜槽中。水泥浆挤完后，正替清水至射孔井段，关油、套闸门候凝。施工时除了注意与封隔器挤水泥相同的一些问题之外，要特别注意上部套管应无损坏或漏失，替清水量应准确无误。（3）循环挤入法封窜循环挤入法封窜是循环法与挤入法两种方法的联合使用。其封堵过程是：当将水泥浆注入窜槽内时套管闸门是打开的，以保证水泥浆在不憋压的情况下进入窜槽内，当地层内窜槽部位进入足够的水泥浆后，关闭套管闸门使剩余的水泥浆在蹩有一定压力的条件下挤入，以保证将窜槽封堵好，替够清水，上提封隔器至射孔井段以上，正洗井冲去多余的水泥浆。然后，上提管柱，关井候凝35小时。封堵窜槽时，为防止水泥浆由于重力作用而下沉，在水泥浆挤入并充满窜槽后，接着挤入填料水泥浆封堵窜槽的进口，可避免水泥浆正吐，达到封堵窜槽的目的。2）补孔封窜技术补孔封窜工艺原理是，在相互窜通的未射开低含水层与邻近生产层之间，补射专门炮眼，在挤注低强度硬性堵剂充填水泥环窜通通道的基础上，再挤入低强度堵剂，从而达到彻底封堵未射的低渗透含水层，达到封窜的目的。该项技术适用于封堵夹层厚度较大的窜槽井。第三节 封隔器堵水一、学习目标 掌握封隔器堵水工艺原理，现场能进行封隔器堵水操作。二、准备工作1. 井况调查内容包括：井身结构、油层、射孔、历次施工、历年生产、测试资料、目前井下管柱等。2. 编写施工设计书选择最佳堵水方案，编写施工设计书。3. 现场调查内容包括：井位、井场条件、电源情况、道路交通情况、地面流程、井场设备情况等。4. 工具准备根据施工设计要求，配全堵水作业使用的井下工具。井下工具主要包括：封隔器和井下配套工具。5. 设备准备根据施工内容、工艺参数及施工设计要求，备好如下主要设备： 水泥车、水罐车等。三、操作步骤2. 压井按设计要求选择合适的压井液进行压井，注意不污染地层。2. 起管起出井内管柱，起管前必须装好适当压力等级的井口防喷器。3. 通井、刮削用通井规通井至人工井底或设计深度50m以下。4. 下堵水管柱按设计要求下入堵水管柱至设计深度，坐封封隔器。下井工具及油管必须清洁、丈量准确，油管要用通径规通过。5. 投产根据设计要求，打开井下相应开关。装油、套管压力表，分别对上、下层投产。四、技术要求1. 作业前应测静压和流压或由最近6个月内所测的压力数值资料。2. 装好检验不合格的指重表或拉力计。3. 下井管柱、工具必须清洁干净，丈量准确，丈量累积误差不得大于0.2。4. 仔细检查下井油管，下井前必须用通径规通过。73mm油管使用的通径规直径59mm，长度500210mm。5. 管柱下井前必须先通井至人工井底或设计深度50m以下。6. 压井时须注意保护油层，循环压井时要控制回压。7. 封隔器和配套工具必须有出厂不合格证，地面检验不合格方可下井。8. 下井油管螺纹必须涂密封脂，油管螺纹上紧。9. 严禁使用有结蜡、弯曲、腐蚀裂缝和坏扣的油管。10. 管柱下井过程中，要求操作平稳，严防顿钻。11. 管柱下井过程中，严禁任何物件掉入井内。12. 为确保堵水施工质量达到设计要求，每道工序应及时进行工序质量验收。13. 取全取准各项数据、资料。五、相关知识油井堵水技术包括机械堵水技术和化学堵水技术。（一）机械堵水机械堵水是使用封隔器及其配套的控制工具来封堵低含水产水层，以解决油井各油层间的干扰或调整注入水的平面驱油方向，达到提低注入水驱油效率，增加采油量的施工工艺过程。1. 机械堵水管柱机械堵水必须借助于井下管柱来实现。已经应用于现场、技术比较成熟的有两类：自喷井堵水管柱和机械采油井堵水管柱。自喷井堵水管柱有7类10套结构，机械采油井堵水管柱有5套结构。（2）自喷井堵水管柱自喷井堵水管柱有7类，共10套管柱结构。a自喷井堵水管柱有桥式（代号qs）配产器堵水管柱、偏心（代号zx）堵水管柱、滑套（代号ht）堵水管柱、固定（代号gd）堵水管柱、双管（代号sg）堵水管柱、斜井（代号xj）堵水管柱和裸眼（代号lq）井堵水管柱。b自喷井堵水管柱结构性能，见表37所示。表37 自喷井堵水管柱结构性能表序号管 柱 名 称主 要 组 成 部 件适 用 条 件2qs油管支撑管柱q222封隔器、kqs配产器中深井，最多2级，层间压差6mza2qs机械卡瓦支撑管柱kqw支撑器（或q222封隔器）、q222封隔器、kqs配产器口袋较深，层间压差6mza3qs卡瓦支撑液压坐封管柱kqw支撑器、q232封隔器、kqs配产器、khl油管悬挂器可多级卡封，层间压差5mza3qs悬挂管柱q333封隔器、kqs配产器层间压差5mza，井深1000m5zx卡瓦支撑液压坐封管柱kqw支撑器、q232封隔器、kzx配产器、kgd油管堵塞器、khd油管悬挂器层间压差5mza，适应多级卡堵水6zx悬挂管柱q333封隔器、kzx配产器、kgd油管堵塞器液压坐封，适用于井深1000m以内7ht卡瓦支撑液压坐封管柱kqw支撑器、q232封隔器、kht堵水器、khd油管悬挂器适用于细分卡堵水，层间压差5mza5ht悬挂管柱q333封隔器、kht堵水器适用于细分堵水，不压井作业，井深1000m9gd整体堵水管柱q333封隔器、kdk短节、kxm导向头、q333密封段适用于井深1000m以内的井20gd定位堵水管柱khd伸缩管、q333封隔器、kdk短节、kxm导向头、q333密封段适应于深井低压多级卡堵水22sg单层采油堵水管柱q333封隔器、kqs配产器层间压差5mza，井深1000m22sg多层采油堵水管柱q333封隔器、kqs配产器层间压差5mza，多层卡堵水23xj固定式堵水管柱khd伸缩管、q333封隔器、kdk短节、kxm导向头、q333密封段斜井井斜3523xj可取堵水管柱q532封隔器、kht堵水器层间压差30mza10lq裸眼井堵水管柱kdk安全接头、kht常闭开关、k332裸眼封隔器 工作压差10 mza，井深3500m（2）机械采油井堵水管柱各种机械采油井堵水管柱一般均采用丢手管柱结构，所用的井下工具基本与自喷井堵水管柱相同。典型的机械采油堵水管柱有5套，见图3539所示。a机械采油支撑防顶堵水管柱（见图35）机械采油支撑防顶堵水管柱主要由kqw防顶器、knh活门、kzx配产器（或kht堵水器）、q232封隔器和kqw支撑器等井下工具组成。卡堵层段的管柱丢手在井内，以便各类抽油机械设备在井内安装。该管柱的主要优点在于可进行不压井作业检泵、投捞、验封、找水和堵水等各种工艺措施，卡堵水可靠性低。缺点是施工工序多，难度大、周期长。一般适用于