隐蔽污染事故分析及对策建议第一部分.docx

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隐蔽污染事故分析及对策建议第一部分

第三章隐蔽污染事故分析及对策建议

中国石油大学(华东)闫来洪

3.1.隐蔽污染源的组成

石油开发过程中产生的污染源按其暴露与否,可分为显在污染源和隐蔽污染源。

一般来说,显在污染源(如钻井泥浆、采油废水、含油污泥等)通常指地表生产设施和生产过程产生的污染源,大多数为有组织排放源;其排放点分布由人为控制,产生的污染物能及时得到控制或处理,对环境的影响可控制在一定的范围内。

隐蔽污染源主要指石油开发生产过程中存在于地表以下的污染源,其多为非控制状态下无组织排放源;由于其发生地点和排放方式存在着很大的随机性,一般不易发现,不能及时采取控制措施,因此当发现这种污染时,其对周围的环境已造成严重的影响,而且还有相当长时间的积累效应,其影响一时难以消除。

隐蔽污染在石油开发生产的全过程中隐蔽部分薄弱环节都有可能发生。

由于其发生发展的时空序带有较大的随机性,对其进行及时掌控有较大的难度。

隐蔽污染的出现出乎于人们的愿望,其一般定性为事故。

但是,事先对可能发生隐蔽污染的各个环节进行分析排队,对较为薄弱的环节采取有效的监控措施,是及时发现并控制隐蔽污染的有效手段。

油气田开发中可能存在隐蔽污染的环节如表3-1所示。

表3-1油气田开发隐蔽污染源一览

序号

名称

存在时期

发生部位

主要污染物

污染特征

1

钻井隐蔽源

勘探

井眼周围

钻井泥浆

井眼周围1-4m范围渗透地层

2

集输隐蔽源

开发

埋地管线、站场泄漏

油、气

埋藏浅,污染地下浅水,污染地表

3

采油井隐蔽源

开发

固井缺陷

油、气

污染地下水

4

废弃井隐蔽源

闲置

固井缺陷

油、气

污染地下水

基于以上叙述,我们将在以下内容中对油田开发过程中存在隐蔽污染的薄弱环节逐一作细致分析。

3.1.1钻井过程中隐蔽污染源分析

钻井是勘探开发油气田的一个非常重要的手段。

按现在油气田开发中普遍采用的转盘旋转钻井法,其主要工序包括布置井场、安装钻井设备、钻进、洗井、接单根、起下钻、固井、完井等过程。

一口井在形成过程中,需穿过各种各样的地层,只要一钻开某地层,该地层就可能通过井眼与其它地层连通,其内部的物流可能流入井眼,井眼内的物流也可能流入该地层,交换的方向取决于地层和井眼中的压力平衡。

这种交换在钻进过程中都有可能发生。

其交换一般只局限在井眼附近的局部空间内(一般不超过4米),时间上随着固井和完井工序的结束而结束。

只有人为控制射开的地层,才能和井眼进行物流交换。

只要固井质量可靠,一般不会发生没有射开的地层之间的窜层,引起不同层间的物流交换。

固井的目的是封隔疏松的易塌、易漏的地层;封隔油气水层;防止互相窜漏,形成油气通道;安装井口,控制油气流,以利钻进和生产。

在油气田开发地区,各地层可能有不同的用途,较浅地层可能是当地居民的饮用水层,一般油气层要比饮用水层深,在钻井过程中势必要钻过饮用水层,如钻井过程正常进行,一般不会发生油气窜层污染饮用水层。

因为在钻进过程中始终有钻井液在井中循环,井筒内钻井液柱压力大于同地层的压力,因此极少发生不同地层间的物流交换。

但钻井液可能污染局部范围内的浅层渗透率较好地层中的潜水层(图3-1)。

通过调研吐哈地区钻井工程积累资料,发现造成固井后窜层的原因有以下几个方面:

1)表层套管下入深度不够,没有把上部浅气层全部封住,且油层套管固井质量差而引起气窜。

2)水泥浆体系不合理。

在该地发生的6口气窜井中,就有4口井未加防气窜剂。

3)环空憋压候凝措施不落实。

据统计,技术套管固井环空憋压的仅占总井数的9.5%。

油层套管固井环空憋压的仅占总井数的11.5%。

4)没有把好入井套管的质量关和上扣关,造成螺丝密封不严致使油气窜漏。

在钻进过程可能发生隐蔽污染的可能性及影响范围均较小。

但其固井施工作业质量的好坏,却可能为日后的隐蔽污染的发生埋下隐患。

3.1.2原油集输过程中隐蔽污染源分析

油气集输的主要任务是把分布在油田各井口处未经处理的石油和天然气的混合物,用一定的方法收集起来,经过计量后,汇集到集油站。

在联合站,油气经过加热分离、脱水、原油稳定,污水经过沉降、过滤,天然气脱轻质油、脱水变为四种合格产品:

原油、天然气、轻质油和净化水,然后分别输送出去。

油气集输过程存在隐蔽污染的可能环节是各种埋地管线及设备,因腐蚀穿孔而造成油气水泄漏。

因管线及设备腐蚀穿孔引起的油、水泄漏事故多发生在油气田投产若干年后,事故发生时会有大量原油、含油污水溢出,对局部环境造成污染(图3-2)。

因油水管线埋深较浅,发生油、水管线泄漏时,由于管线的压力变化比较容易发现,及时采取必要的措施,可使造成的污染控制在局部环境而不会造成大面积的区域性污染。

人为破坏也是发生隐蔽污染的一个潜在因素。

管线被破坏后,会有大量原油漏出,造成环境污染。

3.1.3生产井、注水井生产期间隐蔽污染源分析

生产井是指正在进行采油或采气生产的井。

为了提高生产能力,一般尽量使井筒内压力低于地层压力,以便是油气在压差作用下流入井眼内。

因此该类井的特点是物流的流向是由地层指向井眼(图3-3)。

注水井是为提高油气采出率向地层注水而补充能量的井,为了向地层补充能量,井眼内的压力要大于地层压力,以便在压差作用下,井眼内的水流入地层以驱替地层中的油气。

其特点是物流的流向是由井眼指向地层。

在采油井生产过程中,当由分隔器分隔的地层部分采油管接口不严或因其它预想不到的原因发生泄漏时,恰遇该段固井质量不好,则可能在该地层发生泄漏污染事件。

在正常生产过程中,通过各种仪器仪表对生产井的运行状况进行实时监控,如果因固井质量不好发生窜层污染,仪器仪表会立即出现异常指示,能够在较短的时间内为操作人员发现,以便及时采取控制措施。

只要操作人员认真负责,对生产过程中出现的异常现象及时发现,就能够对可能发生的窜层污染控制在较小的范围内,一般不致发生大的环境污染事故。

3.1.4废弃油气井隐蔽污染源分析

无论是废弃的油井还是注水井,发生窜层污染的原因一般是固井质量不好,或在地下各种物理化学因素作用下,固井水泥被溶解,表层套管受腐蚀穿透而引起窜层。

由于各种原因在油气田开发初期或开发过程中,总能产生一些废弃的油气井。

在废弃的油气井中有些是勘探井,因井位选择不好,没能钻遇油气层,因无油气显示而又不能改作其它用途而废弃。

有些生产井经过长期开采,采用各种提高采出率的手段后,已无开采价值后,也不能改作他用,因而废弃。

这些废弃井在封死井口后,井眼和地层之间的物流交换即行停止。

如果固井质量良好,也不会借助井眼进行分隔层之间的物流交换。

但是,如果固井质量不好,在长期闲置过程中,在地下各种物理化学作用下,固井水泥被溶蚀,套管因腐蚀而穿透,使得本来不连通的地层借助井眼而连通在一起,又加上封死井口后,地层积累的能量失去了释放通道,含有油气的地层在经过长时间的积累后,可能通过井眼向低能量地层传输物流而释放能量。

如果同是没有利用价值的地层间的连通,不会产生大的妨碍,而一旦有利用价值的浅层地下水与深层的油气层连通,就难免使深层的油气窜至浅层地下水中,并参与地下水的循环,而可能影响到以此水源作为饮用水源的居民的饮水质量。

由于油气在地层中的运移随地下构造情况有富集和吸附等作用,当人们发生油气的窜层污染时,往往已是较长时间的积累所至,即使很快发现并切断污染来源,也不能使污染现象很快消除,总得经过一段时间才能慢慢消失,因此其影响不能低估。

经过以上分析可见,废弃油气井是发生隐蔽污染的薄弱环节,温4井污染事故也证实了这个结论,因此废弃油气井应作为监控重点引起环境管理部门的重视。

3.2.鄯丘温米油田隐蔽污染源对地下环境的影响分析

3.2.1鄯丘温米油田开发区水文地质概况

近年来对油气田开发地区的水文地质情况的了解和掌握越来越受到重视。

通过对油气田水文地质的调查,可以了解到油气田开发地区地下水的形成条件、运移规律、分布及埋藏条件、动态变化规律,以及地下水在油气运聚、油气藏形成、保存和破坏、油气勘探和开发过程中的作用等。

对有效地进行油气田开发勘探开发、地下水的利用和保护有着重要的现实意义。

油田开发区所在的鄯善县位于封闭的吐鲁番盆地东北部,受地理环境影响,评价区内降水极少。

山区由于地形高矗,降雨较为充沛。

区内大面积、大厚度砾石地层,为地下水的径流和储存创造了良好的条件。

据钻探资料,砾石地层孔隙度一般在0.25左右,其埋藏厚度一般大于200米。

根据水文地质学上按地下水的埋藏条件对地下水类型划分,该地区居民主要利用的是潜水。

采用坎儿井是温米油田开发区居民利用地下水资源的主要方式,相传已有几百年的历史。

坎儿井的开挖和使用是当地居民长期与干旱作斗争的智慧结晶,有人谓之为地下长城,是我国历史上第三大工程(长城、运河、坎儿井)。

坎儿井在吐鲁番盆地分布很广,是当地各族人民的进行农业生产和人畜饮水的主要水源。

由于水量稳定水质好,自流饮用、不需动力,地下引水、蒸发损失少,风沙危害小,施工工具简单、技术要求不高,管理费用低,便于个体农户分散使用,深受当地居民喜爱。

由于在该地区进行油气田勘探开发,使得在在一条条的坎儿井之间又增加了星罗棋布的各种油井、注水井等(图3-4所示)。

坎儿井所利用的地下水主要是山区大气降水在地表径流过程渗入地下的浅层潜水。

坎儿井主要由竖井、暗渠、明渠、涝坝四部分组成(结构示意图3-5所示)。

竖井与暗渠相通,用于出土、通风、定向。

竖井口呈矩形,长方向用于坎儿井地面定向,竖井壁必须平直,不能弯曲,与暗渠共用井壁,可用作地下定向,从竖井、暗渠内的出土,堆于竖井口周围,形成大小不等的土堆,以防雨洪水流入坎儿井井内,保护坎儿井的安全使用,还可用作坎儿井维修时的上下通道。

竖井口一般常年用棚盖盖住,棚盖物多用树枝、秸秆封口,上覆砂石泥土,以防风沙、冻融为害。

竖井间距疏密不等,上游比下游间距长,一般间距30-50米,靠近明渠处10-20米。

竖井的井深最深者可达90米以上,从上游至下游由深变浅。

通过以上对坎儿井的结构分析可见,坎儿井利用的地下水主要在表层砾石层的200多米厚度范围内。

因此防止其它含油气层可能窜层至该砾石范围内是控制油气田开发可能对当地坎儿井水源污染的关键所在。

3.2.2隐蔽污染源对地下环境可能产生的影响分析

在未进行油气田开发的地区,地下埋藏的油气水资源按所处地层和埋藏条件在一定的范围内达到动态平衡,各自有其埋藏部位和运移通道。

一般可资利用的地下水埋藏较浅,而油气资源埋藏较深。

它们在地下所处的地层大都由不透水层隔开,没有外来动力,一般不会使其发生窜层物流交换。

油气田的勘探开发最终都是以打井的形式,钻穿地层而获得地下的油气资源。

由于井眼必须穿过表层的潜水层才能到达目标油气层。

因此井眼客观上为深层和浅层的物流交换提供了通路。

在钻进过程中有泥浆平衡地层压力,井眼内压力一般略高于周围地层压力,因而不致发生窜层事件,同时也是钻井过程中极力避免的事件。

固井一方面加固井壁,同时也有分隔地层的作用,使我们不希望连通的地层分隔开来,保持其原有的循环运移通路。

如果固井质量可靠,即便到了生产期,井眼内压力低于周围地层压力时,也不会发生窜层物流交换事件。

无论是含水层中的潜水还是承压水,其在地层中的流动方向,主要是受水位差的控制,即只能从高水位流向低水位。

保持这种流向长期存在的条件是高水位处有稳定的补给源。

地下油气的运移过程较地下水的运移过程要复杂。

一般油气的运移受到压力和浮力两种力的作用,在这两种力混合作用油气在孔隙度较大的储集层中运移,遇到有盖层的圈闭,便在圈闭中富集,如果没有外力打破圈闭内的动力平衡,油气便始终储集在圈闭中。

而钻井的目的就是钻穿储藏油气资源的圈闭,将油气资源举升到地面为人们生产生活所用。

通过钻井破坏了圈闭内的动力平衡,也为浅层地层和深层地层之间建立了联系的通路。

如果固井质量不好,油气可能进入浅层地层而随浅层中的潜水运移流动。

潜水的液面和大气是连通的,进入浅层地层中的油气随时随处可能溢出地面,也可随潜水的流向流动,在较大的范围内传播。

使得所有和该处潜水连通的下游地层都有可能受到油气污染的影响,油气在地下水中的运移过程见图3-6所示。

因地下水受到污染引发其它类型的污染也大多是由地下水循环引起的。

保持原有浅层可用地下水的埋藏条件和循环运移通路不受干扰,油田开发就不会对地下水环境带来不利影响。

3.2.3温4井污染坎儿井事故实例分析

3.2.3.1温4井基本情况

温4井位于温吉桑油田的温西一区块和温八区块之间。

在温米联合站西门侧。

一九九九一年十月十日完钻。

完钻井深3378.42米,完钻层位J2X。

于1992.3.6~5.19由142队承担试油任务。

试油结果表明该井自下而上共试四个地质层,其中J2X一层,J2S三层。

试油结果全部产水。

除最上部一层(2589.4~2603)水型为NaHCO3外,其它均为CaCl2型。

该井属报废井。

3.2.3.2事故发生及调查治理工作情况

1997年4月16日,鄯善县七克台镇七克台村五组向吐哈油田开发事业部反映坎儿井水受到了石油污染。

指挥部领导高度重视,立即组织有关部门成立了污染调查小组,查找原因。

并从5月6日开始用水罐车为当地村民送水,同时从温米联合站铺设了约4千米的临时供水管线,5月8日开始供水;此间,调查小组组织人员对横跨坎儿井的6条油气管线全部挖出进行检查,并在被污染坎儿井西侧开挖26.5米竖井查找污染原因。

5月26日,油田开发事业部组织力量将铺设于地面的临时供水管线埋入地下。

与此同时,积极在温米联合站查找污染源,对有可能造成坎儿井污染的温米轻烃处理装置污水池(建造时内壁已采取防渗措施,埋深2.9米)东侧挖深4.2米,未发现渗漏,又对温米联合站内40方钢制污油罐(埋深2米)东侧挖至2.6米,未发现渗漏,排除了坎儿井污染的可能性。

5月29日,自治区环保局派人对坎儿井污染事故进行实地调查、取证查找事故原因,5月30日召开现场会,提出了三点要求:

一是吐鲁番地区行署和吐啥油田当前要共同做好村民的稳定工作;二是吐哈油田要确保村民饮水供应,绝不能在饮水供应上出问题;三是责成吐鲁番地区环保处对坎儿井污染变化趋势进行监测。

6月12日、自治区环保局与吐鲁番地区领导赴吐哈油田踏勘了坎儿井污染现场,在排除地面泄漏造成污染因素的前提下,提出对温4井封井质量的疑问,要求围绕温4井开展调查,确定污染源及污染范围。

6月19日,指挥部请物探局专家深入现场进行调查,制订了山地钻打孔方案,共打17个孔,最深为18米,井内经可燃气体检测仪测试有油气显示。

6月24日,自治区环保局领导与自治区水文地质专家,会同吐鲁番地区与吐哈油田有关领导及技术人员再赴现场,通过分析温4井钻井资料和录测井资料后确认了前期的工作方向,进一步安排了查找污染源工作。

7月22日,自治区环保局。

吐鲁番地区行署,吐哈石油勘探开发指挥部在吐鲁番召开了坎儿井污染事故联合调查会议,正式确认第二阶段以实施重新封堵温4井为重点,制订了《坎儿井水污染调查方案》,《坟儿井水污染监测实施方案》和《坟儿井水污染治理方案》。

8月6日,吐哈油田井下技术作业公司完成了温4井挤水泥工作,封堵完井座死井口。

8月10日,自治区地矿局第一水文地质队开始打观察水井(深井320.5米,浅井130.01米),10月14日完成了两口观察水井的工作。

在此期间,先后共计安装了32户村民的自来水管线,组织人员重新将管线埋至冻上层以下,解决了村民的长期饮水问题。

8月20日,经再次验证,用山地钻共打6个孔,经可燃气体监测仪监测已无油气显示。

6月5日、7月24日、8月5日、9月15日,连续对韩吉坎、东单坎,大队坎、托海坎、吐旱坎五条坎儿井19个点进行定点、定时取样监测分析,通过监测分析,韩吉坎井水石油类呈明显下降态势(表3-2)。

 

表3-2坎儿井及观测井油含量测试结果(1997年)单位mg/L

时间

点位

7.23

7.25

7.26

8.06

时间

点位

9.05

9.15

9.16

9.26

1-1

0.083

3-3

0.207

0.312

0.414

0.434

1-2

0.070

3-4

0.054

2-2

0.214

4-3

0.050

3-1

0.107

0.100

5-2

0.072

3-2

0.085

0.057

0.061

观测井

0.121

0.196

0.052

0.010

注:

“—”为未检出。

调查治理期间,指挥部领导两次向自治区环保局,吐鲁番行署汇报了坎儿井调查工作进展情况。

6月至11月每月将坎儿井调查治理工作进展情况电传总公司技术监督与安全环保局。

截止11月中旬,查找坎儿井污染事故原因及污染源封堵工作已全部结束。

在此次回顾环境影响评价中,1999年4月新疆自治区环境监测总站又对吐哈油田开发区的坎儿井、机井水水质进行了普查。

监测结果表明除韩吉坎儿井进出口COD、石油类指标明显地高于其它井水(石油类平均高出1.2mg/L)外,其它指标与周围的坎儿井基本没有差别,这说明温4井污染造成的积累效应还没有完全消除,同时也说明其它区域地下井水没有受到油田开发的明显影响。

3.2.3.3温4井发生窜层污染的原因分析

从温4井污染事故处理过程可以看出,通过对温4井封层施工,受油气污染韩吉坎儿井油气显示明显降低,因此可以肯定发生坎儿井污染的主要原因是报废井温4井固井质量不好,在长期地下复合因素作用下,终至发生窜层污染所至。

要弄清油气窜层污染的原因,应首先从地下油气的运移规律谈起。

油气水在地下的运移过程受地层构造、水动力、浮力、岩石孔隙等多方面的影响。

油气从原来生成它的沉积物到后来储集它的沉积物的运移称为初次运移。

初次运移的主要动力是压力,压实作用。

压力差的存在可使流体产生运动,作用于生油母岩的岩层压力有静压力和动压力两种。

压力是指上覆沉积物及岩层重量所造成的。

在一个沉积盆地内的生油与成岩过程中,生油层随着沉积盆地的不断下沉。

在生油层内,油气逐渐生成,在生油层上部,慢慢沉积了巨厚的各类沉积物(岩石),生油层所承受的压力不断增大,使下部岩石发生压缩和固结,造成岩层孔隙减少,孔隙中所含的流体被挤出,运移到附近的储集层中。

发生在储集岩内的运移,或从一个储集层到另一储集层中的运移,称为二次运移。

二次运移主要是在浮力和水动力作用下进行的。

浮力是指在密度不同的油气水混合流体中由于其密度差别而引起油气向上移动的力。

当油气进入含水的储集层后,气、水、油按比重发生分离,气在最上部,油居中,水在下部。

水的比重越大,浮力越大,越有利于分离。

在倾斜的岩层里,岩层的倾角越大,驱使油气运动的作用越强。

岩层孔隙和形状对浮力作用有很大影响,当岩层孔隙过小且形状复杂时,浮力克服不了油气所受的阻力,油气就不能在浮力作用下发生运移。

水动力指地下水流动时对油气的携带作用。

在有压差存在时,地下水发生流动,水就携带其中的油气一起流动。

水动力与浮力方向一致,有气运移驱动力加大,反之减小。

区域的构造条件、岩性岩相变化,以及油气运移的各种动力条件等,都对油气二次运移起着控制作用。

陆相沉积,岩性不稳定,岩相横向上变化较大,一般油气运移的距离较短,如果又缺乏断层,不整合面等合适的运移通道,那么油气的运移只能发生在源岩区附近。

评价区七克台—鄯善地区的主要岩相为河流相。

岩性组合以红色砂砾岩夹红绿相间的砂质泥岩。

铁钙质胶结,主要为复矿质混合砂岩,砂质岩占50%以上,具有成交错层理,含大型矽化木化石。

这样的地层条件为油气的二次运移提供了方便的通路。

在废弃的油气井中中,因为井眼把各地层连在一起,如果固井质量不高,则可能给油气的运移提供了新的通路。

处于地表的砾石层中的表层套管是阻止该层与其它地层连通的第一道障碍。

温4井在长期的闲置过程中,可能由于表层套管被腐蚀穿孔或上返水泥与砾石层结合不牢等原因,使得井眼和表层砾石层连通在一起,为井眼中的油气进入该地层,进而污染该层中的潜水提供了条件。

温4井污染潜水事件说明,初期勘探无油气显示的井位,钻穿地层后,油气运移途径的变化,经过一段时间后,油气也有可能运移到井眼部位。

几种因素作用在一起导致了温4井污染事件的发生。

3.3油田开发过程中隐蔽污染源的主要防范措施

通过以上分析,在油气田开发中,发生隐蔽污染的环节主要是井眼和埋在地下的油气集输管线,因此在下面主要针对这两个环节提出防范措施。

3.3.1油气水井窜层污染事故的防范措施

理想的情况是油气井,除射开的地层与井眼连通外,其它非射开地层都是封闭的,不能有丝毫的泄漏发生。

欲达此目的,最有效且可靠的手段是确保固井的质量。

只要固井质量可靠,就能有效地防范窜层污染的发生。

吐哈地区属低压油气田,油气层埋深2830~3340m。

因地层压力系数低,地层垮塌与漏失严重,因此固井难度大。

若能较好地突破该地区的固井质量,也就解决了低压易漏复杂井问题及杜绝未来可能产生隐蔽污染的隐患。

根据查阅到的有关资料,现缉录近年来在吐哈地区进行钻井固井作业探索成功的固井技术分列如下,以便在日后的油气田开发的环境保护监管中参考使用。

3.3.1.1高效固井工艺技术

一.套管柱设计系数的控制

目前吐哈地区套管柱设计主要是抗拉和抗挤,抗内压设计仅作参考。

吐哈地区~244.5mm套管柱具有钻进套管性质,设计时应考虑磨损因素。

磨损主要发生在井口及水泥未封固而套管又发生弯曲的井段。

因此,防止套管磨损的最佳解决办法是水泥返至井口和设计时保持上部套管有较高的抗拉安全系数,使井口装定时能上提较大拉力,消除弯曲因素。

吐哈地区套管柱设计系数及管内外“流体”选择列于表3-3。

表3-3吐哈地区套管柱设计系数及套管内外“流体”选择

套管尺寸

(mm)

产地

抗拉安全

系数

抗挤安全

系数

管内

“流体”

管外

“流体”

244.5

177.8

139.7

139.7

日本

日本

日本

阿根廷

1.90~2.10

1.80~2.05

1.80~2.05

2.10~2.50

≥0.80

≥1.00

1.10~1.13

1.50~2.50

全掏空

全掏空

全掏空

全掏空

井浆

井浆

井浆

井浆

吐哈地区使用了Φ139.7mm阿根廷套管,它存在严重的质量问题,归纳起来有:

l)表面有裂纹,部分裂纹贯穿在整个壁厚;2)在距外表面2~3mm深处存在数量较多的大型夹杂物,这些夹杂物的长度和宽度一般都大于ASTME45标准所列级别,夹杂物面积最高达11.8%,属于非常密集型夹杂;3)套管表面锈蚀严重,且发现有撞击产生的孔洞,最大的约300mm。

因此,使用阿根廷套管时安全系数较大,下深一般在1000~250Om,且用量为500m左右。

二.双级注水泥工艺

(1)目的

吐哈地区采用双级注水泥法的目的在于:

1)减少一次水泥注入量;2)较大地降低环空静液柱压力;3)降低环空流动阻力和替浆压差;4)提高顶替效率,保证封固质量;5)有可能使第二级水泥返至地面。

(2)分接筛位置的选定原则

1)分接箍位置的选定取决于第一级水泥的最大返深。

第一级水泥的最大返深L1由下式计算:

式中H——井深,m;

ρP——地层压力当量密度,g/cm3;

ρC——水泥浆密度,g/cm3。

分接箍下深为

M=L1一(100~300)

2)分接箍应尽量安置在地层致密不垮塌井段,并避开油气水层。

3)当分接箍封闭循环压力(5~6MPa十静压差)较大时,以水泥头工作压力(一般为25MPa)为依据确定分接箍位置

式中p封—分接箍封闭循环孔压力,MPa;

P阻—环空流

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