NP3-80井9-5/8"×7"尾管固井事故分析報(bào)告

侯躍全(德州大陸架石油工程技術(shù)有限公司 山東 德州 253003)

一、基本情況

該井是一口五開(kāi)五段制定向井，設(shè)計(jì)井深5856 m，最大井斜為37.5°。其中，四開(kāi)完鉆井深5679 m，正常鉆進(jìn)：鉆壓40-60 KN，排量30 L/s。四開(kāi)采用7"尾管固井，懸掛器下深4027.55，尾管長(zhǎng)1649.45m，懸掛位置為降斜段，井斜角18.2°。送入鉆具刮管時(shí)稱重160 t，理論計(jì)算尾管在直井中浮重58.8 t。

二、詳細(xì)施工過(guò)程

1.下套管及循環(huán)：

2012年6月21日15:00開(kāi)始下177.8 mm尾管。

22日2:20接入懸掛器，灌滿泥漿稱重，上提82 t，下放70 t（其中頂驅(qū)26 t）。

14:00順利下鉆送尾管完，下深5677 m。灌滿泥漿后稱重：上提180 t未提活，下放140 t。

至23日4:00壓力才基本穩(wěn)定，井口返漿正常，泵沖15沖，壓力穩(wěn)定4.5M Pa左右。

至24日0:00，緩慢逐漸提高泵沖至50沖（排量0.95m3/mi n），泵壓10 M Pa；但在提排量過(guò)程中，泵壓仍然忽高忽低，不穩(wěn)定。

至 24日 7:00，提排量至 60沖（1.1m3/mi n），泵壓 11-12 M Pa。

循環(huán)至9:30，提泵沖至65沖（排量1.2 m3/mi n），泵壓13 M Pa，后慢慢降至12.5M Pa。

2.坐掛丟手：

循環(huán)至24日10:57，投球，11:05小排量開(kāi)泵送球，11:36球到位，憋壓12 M Pa，開(kāi)始坐掛，緩慢下放鉆具，懸重由170 t下放至100 t，鉆具下放2.7 m，與理論計(jì)算回縮距吻合，判斷坐掛成功。

11:54上提鉆具至懸重130 t，開(kāi)泵19 M Pa憋通球座，重新建立循環(huán)，小排量開(kāi)泵，并逐漸提升至排量1.2 m3/mi n，泵壓12.5M Pa。

12:00停泵，在懸重130 t位置倒扣，累計(jì)正轉(zhuǎn)35圈，累計(jì)回轉(zhuǎn)1.5圈，最大扭矩18 KN.m。上提鉆具1.8 m，其中有0.5m在上提過(guò)程中懸重保持156 t不變，下放時(shí)懸重降至120 t后保持不變（上提156 t與下放120 t懸重不同是由于摩阻造成），判斷倒扣成功。繼續(xù)下放鉆具，下壓20 t，坐卡瓦準(zhǔn)備循環(huán)。

3.固井前循環(huán)：

24日12:30重新開(kāi)泵，但壓力偏高，30沖/mi n，泵壓達(dá)到10-11M Pa。16:00用水泥車反擠一次，再開(kāi)泵壓力恢復(fù)正常，排量逐漸提至1.1m3/mi n。

循環(huán)至18:30，注入粘度40 s，密度1.37 g/c m3的先導(dǎo)漿17 m3。

4.固井施工：

24日19:20固井管線試壓25M Pa，無(wú)刺漏，開(kāi)始固井施工作業(yè)。

19:24～19:38水泥車注入沖洗液9 m3，排量0.7-0.9 m3/mi n，壓力11M Pa，然后放回水檢查浮箍浮鞋，確認(rèn)未失靈。

19:43～20:29水泥車注入低密度水泥漿26 m3，平均密度1.48 g/c m3，注入高密度水泥漿 10 m3，平均密度1.86 g/c m3，排量0.8-1.0 m3/mi n，壓力11-0 M Pa。

20:23～21:02用泥漿泵壓膠塞并頂替1.65g/c m3重泥漿29 m3，排量1.15-0.8 m3/mi n，壓力由0升高到5M Pa，又降低至0 M Pa。

21:02～21:06用水泥車注入4m3藥水間隔液（正好在懸掛器位置上下各2 m3，避免拔中心后泥漿和水泥漿直接接觸）。

21:06～21:49泥漿泵頂替，排量0.9～0.6 m3/mi n，壓力逐漸增加至3 M Pa，穩(wěn)定至總替量45m3。替漿至53 m3，排量0.7 m3/mi n，壓力6.5M Pa，后壓力逐漸增加至12 M Pa，替漿至64.8 m3時(shí)（為流量計(jì)計(jì)量，理論替量71.5m3，少提6.7 m3）泵壓突然升高至18 M Pa，碰壓。

5.拔送入工具過(guò)程：

22:05拆完水泥頭起鉆，上提鉆具懸重由100 t升至200 t，懸重異常，立即下放鉆具，接頂驅(qū)，在原倒扣位置（懸重130 t）正轉(zhuǎn)倒扣，扭矩異常偏大，直接為40 KN.m（固井前在此懸重倒扣最大扭矩18 KN.m），轉(zhuǎn)動(dòng)5圈左右，開(kāi)始邊轉(zhuǎn)動(dòng)邊上提鉆具，但在上提過(guò)程中，扭矩增加，當(dāng)懸重增加至160 t以上時(shí)，扭矩達(dá)到50 KN.m，頂驅(qū)憋停；下放鉆具，扭矩減小至40 KN.m時(shí)又能轉(zhuǎn)動(dòng)；再放至懸重130 t時(shí)倒扣時(shí)，扭矩忽大忽小，26～40 KN.m變化。多次開(kāi)頂驅(qū)和停頂驅(qū)上提下放，累計(jì)轉(zhuǎn)動(dòng)35圈，最大上提至200 t，均無(wú)法脫手，送入工具基本未上移。到后來(lái)，在原懸重位置（懸重130 t）不能轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)多少圈回多少圈，在懸重240 t～120 t之間反復(fù)上提下放，均無(wú)法脫手。

22:30準(zhǔn)備接單根增加下放距離，采取猛剎車方式脫手，但在開(kāi)頂驅(qū)準(zhǔn)備下放鉆具時(shí)，扭矩50 KN.m，頂驅(qū)接頭與鉆桿連接處蹩脫扣。

23:30用鉆井泵反擠0.7 m3，壓力24M Pa，擠不進(jìn)。

25日0:31～1:01水泥車環(huán)空反擠，第一次以排量300 L/mi n擠入1m3清水，壓力升至25M Pa；繼續(xù)擠入150 L，壓力由25M Pa升至28 M Pa；再擠入100 L，壓力由28 M Pa升至30 M Pa；后連續(xù)小排量緩慢擠入250 L，壓力逐漸增加至34M Pa，基本沒(méi)擠進(jìn)去，發(fā)生了“插旗桿”事故。

三、事故原因分析

造成事故的可能原因主要有四種，逐條分析如下：

1.懸掛器倒扣螺母粘扣或掛扣造成不能脫手分析

（1）懸掛器倒扣原理

懸掛器與送入工具之間是通過(guò)倒扣螺母的反扣螺紋連接，螺紋不起密封作用，是靠密封芯子密封。

當(dāng)尾管懸掛器受拉狀態(tài)時(shí)，尾管的重量是通過(guò)倒扣螺母掛在倒扣接頭下面的臺(tái)肩上，此時(shí)倒扣螺母受拉力；而當(dāng)尾管懸掛器處于坐掛或者尾管坐于井底時(shí)，只要尾管懸掛器處于中和點(diǎn)或者受壓狀態(tài)，不論壓多少噸，倒扣螺母都不受力。正傳倒扣時(shí)，隨著鉆具的轉(zhuǎn)動(dòng)，倒扣螺母上移，壓縮彈簧，最終與密封殼體的絲扣完全脫開(kāi)。整個(gè)倒扣過(guò)程中倒扣螺母只受很小的彈簧推力，倒扣扭矩很小，扣很容易倒開(kāi)。

（2）懸掛器倒扣螺母粘扣或掛扣可能性分析

倒扣螺母反扣只有18圈，固井前累計(jì)有效倒扣33.5圈，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出絲扣圈數(shù)，且倒扣前上提懸重180 t未提活，倒扣后上提過(guò)程中懸重最大156 t，且有0.5m上提距離保持156 t不變，與刮管時(shí)鉆具稱重160 t吻合，充分證明固井前是倒扣成功的。當(dāng)鉆具下放過(guò)程中，懸重由156 t首先克服摩阻下降到120 t，然后保持不變，當(dāng)載荷支撐盤重新壓在密封殼體上時(shí)，懸重又下降至100 t，懸掛器受壓20 t，符合操作規(guī)程。

從倒扣原理看出，無(wú)論懸掛器受壓多少噸，倒扣螺母是不受壓力的，倒扣螺母只承受很小的彈簧頂力，因此倒扣螺母不會(huì)受壓產(chǎn)生粘扣。因此，可完全排除固井前倒扣不成功以及倒扣螺母粘扣或者掛扣造成不能脫手的可能性。

2.水泥漿閃凝可能性分析

水泥漿稠化時(shí)間，固井公司試驗(yàn)結(jié)果領(lǐng)漿為302 mi n，尾漿241mi n；冀東油田固井前復(fù)查為領(lǐng)漿為321mi n，尾漿207 mi n。從開(kāi)始配水泥漿，到上提送入工具歷時(shí)3 h，沒(méi)有超過(guò)水泥漿稠化時(shí)間，現(xiàn)場(chǎng)取樣水泥漿第三方檢驗(yàn)也沒(méi)問(wèn)題，似乎與水泥漿無(wú)關(guān)。但替漿提前了6.7 m3碰壓，如果計(jì)量準(zhǔn)確，就不能排除水泥漿閃凝的可能性；固井后提不動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)扭矩增大，至后來(lái)轉(zhuǎn)不動(dòng)，也符合水泥漿閃凝現(xiàn)象。固井前環(huán)空可以反擠，但固井后在水泥漿稠化前70 mi n擠不進(jìn)去，現(xiàn)象也符合水泥漿閃凝。水泥漿閃凝的原因可能與井下異常高溫有關(guān)，因?yàn)楸揪疁貨](méi)有實(shí)測(cè)，依據(jù)鄰井估計(jì)得出，也可能與水泥漿密度不勻有關(guān)，領(lǐng)漿最高密度****，高出***，尾槳最高密度****，高出***（如果密度高出設(shè)計(jì)0.03之內(nèi)，刪除該紅色部分。）。如果后期掃塞驗(yàn)證膠塞在球座位置，就可基本排除水泥漿閃凝。

3.落物硬卡可能性分析

固井前倒扣扭矩最大為18 KN.m，上提下放懸重正常，但固井后在同一位置倒扣，扭矩卻突然增大到40 KN.m，且上提鉆具扭矩增大至蹩死頂驅(qū)，下放鉆具又能轉(zhuǎn)動(dòng)，上提下放后扭矩發(fā)生忽大忽小變化，轉(zhuǎn)的動(dòng)、拔不動(dòng)，這些異?，F(xiàn)象符合落物硬卡。但井隊(duì)、固井隊(duì)在施工過(guò)程中都很注意保護(hù)井口，落物可能性較小。等卡點(diǎn)以下鉆具或者送入工具打撈出后，檢查外傷情況可最終確定是否為落物硬卡。

4.沉砂埋死鉆具可能性分析

在循環(huán)和固井過(guò)程中，隨著鉆具的震動(dòng)，進(jìn)入回接筒內(nèi)的沙子被填實(shí)，增大了送入工具提出的摩擦力，造成送入工具難拔，但不會(huì)將送入工具卡住轉(zhuǎn)不動(dòng)。本井固井后鉆具提不動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)困難，最后蹩停頂驅(qū)，證明不是砂子進(jìn)入回接筒內(nèi)單一原因造成。

倒扣后在后期循環(huán)和固井中，砂子繼續(xù)被帶到懸掛器位置，特別是水泥漿的攜砂能力強(qiáng)，造成懸掛器處堆積了更多砂子，加上返過(guò)懸掛器的水泥漿作用，送入工具被砂埋無(wú)法脫手。

四、事故處理

事故發(fā)生后，各方一致同意采取以套銑打撈方案為主，側(cè)鉆為備用的處理方案。截止6月29日，已成功套銑78 m，目前正在繼續(xù)套銑中。大陸架公司積極推薦采用威德福套銑工具，并始終保持與現(xiàn)場(chǎng)聯(lián)系，隨時(shí)提供相關(guān)的技術(shù)支持。

總結(jié)

1.現(xiàn)場(chǎng)的組織管理存在問(wèn)題，沒(méi)有統(tǒng)一協(xié)調(diào)。在冀東油田事故分析會(huì)上，主管生產(chǎn)的常局長(zhǎng)認(rèn)為責(zé)任心不到位、主觀原因是最大隱患，對(duì)于問(wèn)題的處理存在僥幸心理，沒(méi)有及時(shí)向領(lǐng)導(dǎo)匯報(bào)，缺乏應(yīng)急預(yù)案。今后必須要好好總結(jié)，杜絕安全事故的發(fā)生，我們大陸架公司也要認(rèn)真思考，好好吸取教訓(xùn)。

2.各項(xiàng)數(shù)據(jù)表明，坐掛和倒扣是成功的，這也是各方的共識(shí)。但導(dǎo)致事故發(fā)生的真正原因還待事故處理完后進(jìn)一步查明。

3.固井施工前后整個(gè)過(guò)程中，應(yīng)認(rèn)真搜集齊全各方面數(shù)據(jù)，有助于施工的順利完成以及發(fā)生事故后的正確判斷和處理。