延安氣田注水泥堵漏“插旗桿”事故案例分析與思考

龐方言，毛亞軍，孫淵珍，李 鵬，景 雪

（陜西延長石油集團(tuán)油氣勘探公司延長氣田采氣一廠，陜西 延安 716000）

結(jié)合子47-1井和子6-4井注水泥漿堵漏發(fā)生“插旗桿”的事故案例，通過分析其原因，為防止今后在采用水泥漿堵漏過程中出現(xiàn)類似復(fù)雜情況，制定出相應(yīng)的解決措施。

1 事故案例

1.1 子47-1井注水泥堵漏“插旗桿”事故案例及分析

1.1.1 工程概況

子47-1井隸屬于鄂爾多斯盆地伊陜斜坡古生界天然氣開發(fā)項目，位于陜西省延安市子長縣史家畔鄉(xiāng)。地面海拔1239m，井別為開發(fā)井，井型為定向井，構(gòu)造上屬鄂爾多斯盆地伊陜斜坡地帶。設(shè)計井深 （垂深） 2980.00m，斜深3196.55m，鉆穿本溪組最后一套氣層底50m完鉆，若本溪組無油氣顯示，進(jìn)入馬家溝組20m完鉆。鉆進(jìn)到井深2450.00m時出現(xiàn)井漏，用堵漏漿堵漏不成功后注水泥堵漏，由于措施不當(dāng)發(fā)生了鉆具“插旗桿”事故。

1.1.2 事故經(jīng)過

2018年10月24日，下鉆至井深2450.00m（層位石千峰組）循環(huán)時，發(fā)生失返性漏失，當(dāng)時鉆井液性能為密度1.11g/cm3、黏度44s、失水5mL。 共配堵漏漿100m3，替漿 30m3（堵漏材料：土粉9.5t、復(fù)合堵漏劑10t、燒堿900kg、高粘堵漏900kg）。經(jīng)多次堵漏，共注堵漏漿90m3，堵漏無效后,經(jīng)過研究決定起鉆下光鉆桿打水泥塞堵漏。

經(jīng)過多次上提下放活動及采用轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動的方式，于10月24日倒扣成功，10月25日起出鉆具47柱（1322.75m），井底落魚1016.40m。于2018年 11月 3日共撈出鉆具 77柱零 2根（2172.45m），井底落魚150.30m。至11月4日6:50兩次下套洗筒套銑，井下又多次井漏。堵漏成功后，開泵套銑1～2h又漏，反復(fù)堵漏，反復(fù)套銑，后期套銑筒也套洗不動，無法正常套銑。鑒于以上原因，決定放棄打撈并采用水泥封固井漏段，進(jìn)行側(cè)鉆。

1.1.3 事故原因

①上提鉆具，提至160t無法上提，才開始搶接方鉆桿。由于在下入光鉆桿封固期間，固井隊的注漿管線太短，導(dǎo)致井隊上下活動鉆具的間距不足，不易發(fā)現(xiàn)井下復(fù)雜情況的變化。

②沒有根據(jù)堵漏井深處的溫度和壓力做水泥漿稠化實驗，導(dǎo)致水泥漿稠化時間滿足不了施工要求，水泥漿過早稠化是發(fā)生“插旗桿”的主要原因。

1.2 子6-4井注水泥堵漏“插旗桿”事故案例及分析

1.2.1 工程概況

子6-4井隸屬于鄂爾多斯盆地伊陜斜坡古生界天然氣開發(fā)項目，位于陜西省延安市子長縣馬家砭鎮(zhèn)。地面海拔1205.73m，井別為開發(fā)井，井型為定向井，構(gòu)造上屬鄂爾多斯盆地伊陜斜坡地帶。設(shè)計井深2861.00m（垂深）、3104.28m（斜深），鉆穿本溪組最后一套氣層底50m完鉆，若本溪組無油氣顯示，進(jìn)入馬家溝組20m完鉆。鉆進(jìn)至井深2661.00m時，鉆壓突然放空，經(jīng)多次堵漏無效后，決定起鉆下光鉆桿打水泥塞堵漏，由于種種原因發(fā)生了鉆具“插旗桿”事故。

1.2.2 事情經(jīng)過

2018年8月18日，鉆進(jìn)至2661.00m時（層位：石盒子組），鉆壓突然放空，立壓從12MPa降至7MPa。停泵上起方鉆桿，觀察不到液面，發(fā)生失返性漏失。當(dāng)時鉆井液性能為密度1.07g/cm3、黏度41s、失水5mL。采用常規(guī)的隨鉆堵漏、復(fù)合堵漏沒有效果之后，經(jīng)過研究決定起鉆下光鉆桿打水泥塞堵漏。

2018年8月20日9:30下鉆至井底、循環(huán)井筒。9:50開始上起5根鉆桿，接方鉆桿活動鉆具，準(zhǔn)備注水泥堵漏。10:32開始注前置液2m3，10:35開始注水泥漿 10m3， （最低 1.68g/cm3，最高1.80g/cm3），計算封固段為2400-2661m，期間上下活動轉(zhuǎn)盤、鉆具正常轉(zhuǎn)動，井口不返漿。10:49開始替清水2m3，10:51開始替漿 (設(shè)計18m3)，至11:02替漿17m3時，活動鉆具突然遇阻。原懸重71t，上提阻力超出正常懸重8～10t，鉆具上提困難，井口不返漿。立即停止替漿作業(yè)，開轉(zhuǎn)盤上下活動鉆具，至170t無法活動，初步判斷環(huán)空水泥漿固化。

在整個注水泥施工過程中，鉆具一直在11m范圍內(nèi)上下活動。開泵后無法循環(huán)，井內(nèi)鉆桿276根，總長2613.22m。鑒于井下情況復(fù)雜，決定爆破松扣，起出魚頭以上鉆具，用水泥回填，回填井段1700.00～2282.00m。

1.2.3 事故原因

①鉆進(jìn)至2661.00m時，鉆壓突然放空，立壓從12MPa降至7MPa，失返性漏失比較嚴(yán)重。堵漏時，沒有根據(jù)漏失情況合理的確定鉆柱下入深度，導(dǎo)致處于漏層處的鉆具與快速凝固的水泥漿粘合在一起。

②計劃打水泥塞261.00m，注水泥漿之前，只泵入2m3的前置液。沒有做到水泥漿與泥漿的有效隔離，導(dǎo)致水泥漿在注入過程中發(fā)生了混漿現(xiàn)象，水泥漿凝固時間縮短。

③沒有根據(jù)堵漏的井深、鉆井液密度和井下復(fù)雜情況等制定出有針對性的水泥漿配方和詳細(xì)的施工方案，導(dǎo)致鉆具“插旗桿”事故的發(fā)生。

2 事故預(yù)防與措施

結(jié)合以上事故案例及原因分析，為防止今后在采用水泥漿堵漏過程中出現(xiàn)“插旗桿”等復(fù)雜情況，特制定以下技術(shù)措施：

1）施工前，井隊及時把要堵漏的井深、鉆井液密度提供給固井隊，固井隊接到通知到井隊取水、鉆井液。固井隊根據(jù)井隊相關(guān)數(shù)據(jù)做以下實驗：

①根據(jù)井底溫度（溫度按靜止溫度85%～90%計算）和現(xiàn)場配灰用水做水泥漿稠化實驗；

稠化試驗時間≥注水泥漿時間+替漿時間+起鉆具時間+90min

②做相容性試驗，即水泥漿與鉆井液的污染實驗；

相容性實驗時間＞稠化試驗時間

③ 水泥漿高溫高壓失水＜150ml/6.9MPa·30min。

2）水泥漿要有良好的流動性和穩(wěn)定性，用緩凝劑調(diào)節(jié)稠化時間，加入分散劑保證良好的流動性。

3） 用4～6m3緩凝水做為隔離液，避免因發(fā)生混漿現(xiàn)象而導(dǎo)致水泥漿稠化時間縮短。注入井內(nèi)水泥漿密度建議為1.85g/cm3（±0.03g/cm3）。

4） 注水泥過程中，井隊要上下活動鉆具（活動幅度3～5m），且替漿要準(zhǔn)確，保證鉆具內(nèi)不得留有水泥漿。注完水泥漿，井隊要快速起鉆，盡量在最短時間起至預(yù)定位置。

5） 堵漏作業(yè)時，鉆具應(yīng)當(dāng)下至漏層上部。水泥漿進(jìn)入漏層時，其失水稠化作用相應(yīng)加快，再加上漏層以上液柱壓力和循環(huán)壓力的共同作用，失水、稠化和水泥漿初凝速度進(jìn)一步加劇，處于漏層處的鉆具便與快速凝固的水泥漿井壁粘合在一起，造成卡鉆。一般漏失的井，鉆柱應(yīng)下至漏層以上5～10m；大漏失的井，鉆柱應(yīng)下至漏層以上50～100m，這樣可以提高堵漏效果。

3 認(rèn)識與結(jié)論

1）避免出現(xiàn)“插旗桿”事故必須要做好水泥漿稠化實驗，實驗溫度要根據(jù)實測溫度決定且必須用現(xiàn)場配灰用水。實驗用材料要真實、可靠且是合格產(chǎn)品，并按污染實驗規(guī)范要求充分做好水泥漿與鉆井液的污染實驗。

2）施工前要做好施工設(shè)計，施工時認(rèn)真履行施工設(shè)計，避免施工過程中的隨意性和盲目性，切忌存有僥幸心理。

3）施工前要有處理復(fù)雜情況的應(yīng)急處理預(yù)案，以及施工進(jìn)程風(fēng)險控制措施等。

4）對于地層結(jié)構(gòu)復(fù)雜的深井、復(fù)雜井作業(yè)，必須實測井溫，實驗溫度應(yīng)取井底靜止溫度的90%左右。

5） 本文對延安氣田注水泥堵漏“插旗桿”的兩則事故案例做了分析和思考，對類似工況有很好的借鑒意義。