在油田修井作业工作过程中, 挤水泥封窜、封井、封层及堵水都是油田开发建设提高原油产量的重要组成部分。“插旗杆”事故是指在注水泥塞、挤水泥等作业过程中由于各种特殊因素导致钻具被水泥封固卡死的工程事故, 造成经济损失、延长施工周期效益下降, 甚至油井报废。冀东油田也存在此类事故, 下面结合部分案例, 对施工过程进行解剖分析。
水泥卡钻事故案例分析
1井号:NP4-31井
油井基本情况。油层套管:∮139.7mm内悬挂∮95mmx1572.72m。
1.2施工目的及要求。
封堵7、8号出水层。
(1) 挤水泥工艺方法。光油管挤水泥。
(2) 工艺过程。用清水42方正洗井。用超细油井水泥配成密度1.75的水泥浆274L。正替水泥浆274L, 顶替清水5.22方。起出油管15根, 完成候凝管柱深1825.8m。井筒灌满水, 关总闸门, 从套管反挤清水450L.。关井候凝48小时, 候凝期间井口无刺漏。在上提油管时发现油管卡。
(3) 事故处理情况。在活动解卡无效的情况下进行倒扣, 历时12天解卡打捞出全部被卡油管。检查发现油管管外灰固段为1761.2-1804.0m, 水泥石胶结强度低, 表现为水泥浆凝固前被稀释。
(4) 事故原因分析。根据整个挤水泥施工过程和事故处理过程中的现象综合分析, 造成这次卡钻事故的原因有:顶替液量计量误差过大, 存在“过顶”现象, 这是本次事故的主要原因。该井设计顶替量为5.23方, 根据油管灰固位置计算, 实际顶替量达到5.95方, 比设计顶替量多出0.72方, 计算误差太大。由于该井挤水泥段油层套管内径为82mm, 对应段所用油管为∮60mm, 油套环空每米容积只有2.4L, 大大增加了水泥浆过顶高度, 从而加大了卡钻事故的可能性。关井挤水泥前未进行有效的反洗井, 过顶的水泥浆只留油套环空, 事故隐患没能得以消除。
1.3井号:柳2-13井
(1) 作业任务:挤封出水层
(2) 基本数据:人工井底3961.79m油层套管:∮139.7mm
(3) 要求挤封57-62号层, 3600.1-3751.4m
(4) 工艺过程:下油管394根, 喇叭口深度3801.71m正替前垫淡水2.6方, 配比重1.80灰浆4.5方。正替比重1.80灰浆4方, 正替后垫淡水1方, 正替顶替液1.5方关套管闸门, 正挤3.4方顶替液压力为0MPa, 停等1分钟后挤顶替液1.9方, 最高压力20MPa。倒反洗井管线, 反洗井憋压35MPa密封圈刺坏, 井口顶丝打断两条。卸采油树, 上提管柱卡, 活动解卡最高600KN无效。
(5) 事故原因分析:核实下井管柱, 起出挤灰管柱实际根数为401根比报表显示多7根, 喇叭口位置至油层以下, 造成水泥浆上返是本次事故的主要原因。根本原因为作业队人员责任心不到位, 未核实井场油管根数。
1.4井号;唐28-19
(1) 施工目的:挤封重射
(2) 有关数据:
(1) 、油层套管:5 1/2"×2257.26m
(2) 、射孔井段:2106.4-2132.8米9.6/3层
(3) 工艺过程:先后完成了反洗井起原井、冲砂、通井、刮削、找水 (找水测试结果证实35井底部和36井顶部为主要出水层, 经作业区研究决定对34号与35号层挤封重射、测吸收量3.5MPa, 吸收量为435L/min。) 6月5日完成挤灰管柱H:2053.6m用清水正循环洗井1小时脱气降温, 洗至进出口液性质一致。用二固车进行配灰浆密度:1.85g/cm3。正替6方灰浆关套管闸门正挤2方。打顶替液6.5方, 压力14MPa, 关井10分钟扩散压力, 反循环洗井15分钟后返灰1.2方, 监督定出口进罐, (灌内洗井液约7方) , 返出清水后洗井10min停泵。提油管15根, H:1908m, 蹩压8MPa, 关井后凝48小时。拆井口上提管柱300KN, 卡, 活动解卡未开, 活动解卡500KN无效, 水泥车油套憋压20MPa不降, 装井口。
(4) 原因分析:反洗井时返出1.2方灰浆进15m3罐 (实际容积14方) , 循环洗井造成灰浆2次入井, 凝固后卡管柱。
良好的井下条件是挤注水泥施工成功的基础;严谨的设计是施工的灵魂;可靠的井下工具、作业设备是施工保障、施工人员是成功的关键。本文针对有关修井作业过程中挤注水泥措施中有关影响因素做出了分析, 希望引起油田相关人员重视, 杜绝“插旗杆”事故发生。总之挤注水泥施工风险极大, 应充分认识井下情况, 分析潜在风险, 制定相应措施应急预案并落实到位, 施工前做好充分准备保证施工安全及施工质量。
摘要：随着深井、复杂井等特殊注注水泥施工作业的增多, “插旗杆”事故时有发生, 造成严重的经济损失。本文根据现场几口井施工失败的原因分析影响施工安全的因素及经验教训, 总结如何降低挤水泥、注水泥塞施工的卡钻风险。对以后的挤注水泥施工能从中汲取教训、警示未来有一定的借鉴意义和参考价值。
关键词：油井,挤注水泥,卡钻,原因分析
参考文献
[1] SY/T5587.4-2004.常规修井作业规程第4部分:找串漏, 封串堵漏.
[2] SY/T5587.14-2003.井下作业与试油技术实用手册.
[3] 井下作业工.北京石油工业出版社, 2004.5.