“插旗杆”事故是指利用钻杆进行注水泥等非常规施工时, 发生水泥浆凝固将钻具卡死的事故。插旗杆事故处理会使钻井周期延长, 作业成本增加, 生产效益下降, 影响油气田勘探开发的进度。为了借鉴事故教训, 避免类似事故再度发生, 下面结合M1井插旗杆事故进行解剖分析。
1 事故案例与分析
1.1 基本情况
M1井是部署在四川盆地川东断褶带双石庙构造的一口开发井/水平井, 二开井身结构为660.4mm井眼*508mm导管+444.5mm井眼*346.1mm表层+320mm井眼*285.75/273.1mm技套。M1 井二开钻进过程中发生了多次较大的恶性漏失, 地层承压能力低, 漏失风险大。
在引入KJ-2 堵漏剂之前, 井队先后进行了12 次堵漏作业。而这12次堵漏作业是采取桥浆+水泥浆1:1的比例混合堵漏的方式, 堵漏效果不理想。为了解决本井堵漏问题, 在与钻井公司相关技术领导协商之后决定引入该堵漏剂。
(备注:该堵漏剂成功应用在焦石坝区块, 钻具下深最深井为J59井--1530米左右。该堵漏剂是第一次在M1井试用。)
该堵漏剂不能与油井水泥掺混, 否则凝结时间急剧下降, 甚至10min以内凝结, 因此在装灰之前灰罐车必须要清罐。所做的化验情况:稠化时间为117min, 实验条件50℃×30MPa。
1.2 作业工况
M1 井在二开钻至井深2514m后堵漏数天仍然是井口失返。钻井公司认为漏失地层在2100m以下, 制定的固井方案是针对于2100m以下的地层。井队下 Φ139.7mm光钻杆至井2019.80m。注入4 m3密度为1.02 g/cm3前置液;注入31 m3密度为1.60 g/cm3的KJ-2堵漏剂, 在注入该堵漏剂的过程中, 井口有返出, 井口返出量小于注入量;注入2 m3密度为1.02 g/cm3后置液;井队替23m3密度为1.38g/cm3钻井液, 替4.6m3钻井液时井口失返。井队打算上下活动钻杆, 发现上提钻杆悬重由104吨逐渐上升到280吨 (期间多次上下活动方钻杆, 活动幅度始终未超过钻杆自身的拉伸量) , 此时钻具内水眼是通的, 能正常替浆, 之后继续替浆 (累计替浆23m3) , 将钻具内堵漏材料全部推向地层, 施工压力5.7Mpa。
后钻井公司认为裸眼段的承压能力低, 若从环空挤入泥浆, 只会压漏上部地层, 对解卡无帮助, 因此未从环空反挤。
1.3 处理过程
“插旗杆”事故发生后井队开始测卡点 (卡点位置1842m) , 后通过一个半月的打捞, 堵漏和套铣 (三十一次) 等工作将井内落鱼全部捞获, 卡钻事故解除。在此期间套铣至1794 m时遇硬塞, 说明该堵漏剂流向了钻具与套管的环空, 造成钻具被固住。
1.4 原因分析
⑴对地层漏失情况判断不准
固井施工之前制定的固井方案是针对于2100 m以下的地层, 因此钻具下至2019.80 m。但是通过后期套铣情况和前12次的水泥塞固井施工情况可以确定该井漏失段在1965-2300m, 造成该堵漏剂流向上部漏失地层而与环空的钻井液混合立即生成强度, 造成“插旗杆”事故。
⑵固井工艺选择不合理
该井在注水泥塞施工期间未关闭封井器, 而本井虽堵漏比较困难, 但漏失并不严重, 循环时进多出少, 井口有返出。由于该堵漏剂只适合于漏失比较严重的井, 所以导致该堵漏剂流向了钻具与套管的环空。
⑶ KJ-2堵漏剂与钻井液污染后发生闪凝
本井水泥塞施工前井队多次进行堵漏作业, 环空挤入了大量堵漏材料, 而这些堵漏材料与该堵漏剂接触后相容性较差, 导致了闪凝。
2 事故预防与措施
(1) 必须准确掌握复杂井井下油气水层分布情况、地层破裂压力、孔隙压力、平衡当量密度及钻井液类型和性能, 了解井下复杂及处理情况等。为做好固井施工设计收集全面的基础资料;固井设计要有合理的施工方案, 详细的技术措施, 科学准确的施工数据、参数及正确的作业程序;要有全面的风险评估和周全的应急预案, 以及风险提示等。
(2) 在注水泥塞时, 建议活动钻具, 以上提下放为主, 以活动钻盘为辅, 时刻关注钻台上的悬重表和钻具的扭矩, 如有异常, 及时通知相关技术人员, 制定相应的技术措施。
(3) 进一步了解KJ-2堵漏剂的性能和参数, 水泥塞施工作业之前做好相关的发散性实验和污染实验。同时必须设计足够量的配伍性良好的隔离液, 以充分隔离的效果, 减小污染, 降低作业风险。
(4) 该堵漏剂的稠化时间随着密度的不同而差异很大, 要求相关作业人员操作平稳, 确保其密度均匀, 上下浮动值应控制在允许范围之内
(5) 特殊注水泥设计及施工时, 必须遵循施工前、固井作业中和侯凝期间“三平衡”的压力体系原则, 实现固井作业各环节的压稳、平衡。
摘要：随着深井、复杂井等特殊注水泥施工作业的增多, “插旗杆”事故时有发生。本文介绍了M1井注水泥塞施工全过程, 并简单介绍了后期处理该事故的过程。通过对这次注水泥塞“插旗杆”事故的分析和总结, 规范今后此类作业操作规程、细化操作步骤, 减少相关事故的发生几率。对以后注水泥塞固井施工作业汲取教训具有一定的借鉴和参考价值。
关键词：插旗杆,注水泥塞,KJ-2堵漏剂,套铣
参考文献
[1] 刘振通, 宋元洪, 吴洪波, 等.特殊注水泥作业“插旗杆”事故案例分析与思考[J].钻井液与完井液, 2011, 28 (6) :81-87.
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