從某固井事故分析現(xiàn)場監(jiān)督職責(zé)

呂永科，張瑞典，秦禮曹，汪光太

1.中國石油勘探與生產(chǎn)工程監(jiān)督中心（北京100083）

2.中國石油浙江油田頁巖氣勘探開發(fā)項(xiàng)目經(jīng)理部（四川宜賓645250）

從某固井事故分析現(xiàn)場監(jiān)督職責(zé)

呂永科1，張瑞典2，秦禮曹1，汪光太1

1.中國石油勘探與生產(chǎn)工程監(jiān)督中心（北京100083）

2.中國石油浙江油田頁巖氣勘探開發(fā)項(xiàng)目經(jīng)理部（四川宜賓645250）

固井施工是一次性、隱蔽性、高成本工程，施工環(huán)節(jié)和參數(shù)對后續(xù)工程作業(yè)影響深遠(yuǎn)，因此需要進(jìn)一步加強(qiáng)現(xiàn)場工程監(jiān)督管理，通過分析尾管固井“插旗桿”實(shí)例，探討了工程監(jiān)督的職責(zé)和定位，同時(shí)提出了固井施工監(jiān)督要點(diǎn)，以便為加強(qiáng)固井施工監(jiān)督管理提供借鑒。

固井事故；監(jiān)督職責(zé)；插旗桿；尾管固井

固井施工是一項(xiàng)施工時(shí)間短。工序內(nèi)容多、工作量大、技術(shù)性強(qiáng)的工程，因此更需要加強(qiáng)現(xiàn)場監(jiān)督。現(xiàn)場監(jiān)督是在甲方代表管理下油公司派駐現(xiàn)場的全權(quán)代表，全面負(fù)責(zé)現(xiàn)場生產(chǎn)管理，按照合同、設(shè)計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、法律法規(guī)組織協(xié)調(diào)承包單位的工作，對鉆井工程的安全、質(zhì)量、進(jìn)度、成本進(jìn)行監(jiān)督，保證安全地完成鉆井作業(yè)的各項(xiàng)任務(wù)[1-2]。

某井是一口總承包井，內(nèi)管法尾管固井后，起鉆至第19柱時(shí)無法起出，發(fā)生插旗桿事故，造成了巨大經(jīng)濟(jì)損失，延長了鉆井周期，增加了作業(yè)成本，為了借鑒事故教訓(xùn)，加強(qiáng)現(xiàn)場監(jiān)督管理，結(jié)合本次事故進(jìn)行監(jiān)督職責(zé)探討。

1 事故井基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

井深結(jié)構(gòu)：一開：Ф444.5mm井眼×1 465m+ Ф365.13mm套管×1 464m；二開：Ф241.3mm井眼× 6 251m+Ф206.38mm套管×6 248m；三開：Ф171.5mm井眼×6 954m+Ф127mm套管×（6 076m～6 944m）；四開：Ф104.8mm井眼×7 026m。

泥漿體系：鉀聚磺鉆井液。

2 事故發(fā)生經(jīng)過

2.1 懸掛器做掛，TAM封隔器坐封

通井起鉆完開始下尾管及TAM工具，浮鞋下深6 944.1m，封隔器下深6 932.26～6 929.67m，開孔短節(jié)下深6 918.45～6 917.63m，變扣短節(jié)下深6 081.57～6 081.05m，懸掛器下深6 081.05m，喇叭口位置6 076.67m，管串結(jié)構(gòu)：浮鞋(盲板)+5″套管×1根+5″封隔器+5″套管×1根+固井短節(jié)+5″套管×40根+5″短套管×1根+5″套管×10根+5″短套管×1根+5″套管×25根+變徑變扣接頭+懸掛器總成+送入工具+變扣接頭+4″鉆桿（非標(biāo)準(zhǔn)單位：1″=254cm,以下同）。2015年5月20日下完管柱后接方鉆桿階梯打壓坐掛懸掛器。

封隔器從10MPa每次階梯增加1MPa，打壓后穩(wěn)壓2min，直到17MPa脹封成功，放回水泄壓后一次性打壓至18MPa，穩(wěn)壓5min無壓降，封隔器關(guān)孔成功。正轉(zhuǎn)35圈，懸掛器倒扣脫手成功，循環(huán)2h，起鉆。

2.2 下內(nèi)管工具試壓、開孔、循環(huán)

2015年5月21日下內(nèi)管開關(guān)管柱完，接方鉆桿懸重160t。至22:30投球試壓，打壓至5MPa出口見返，工具方判斷為下內(nèi)管工具到底遇阻時(shí)，固井短節(jié)滑套在鉆壓作用下，內(nèi)管工具下狗塊已經(jīng)將其開孔。正轉(zhuǎn)45°，調(diào)整工具方位，將內(nèi)管工具關(guān)孔狗塊移至固井短節(jié)滑套下端，上提關(guān)孔再進(jìn)行試壓。上提10t關(guān)孔成功，對內(nèi)管工具皮碗試壓7MPa，穩(wěn)壓5min，無壓降（內(nèi)管工具皮碗密封合格）。

正轉(zhuǎn)45°，調(diào)整內(nèi)管工具方位，上提鉆具將內(nèi)管工具下狗塊（關(guān)孔狗塊）移至固井短節(jié)滑套上端，再下壓5t開孔，開泵循環(huán)，排量0.6m3，泵壓11MPa，開孔成功。

2.3 固井施工

2015年5月21日23點(diǎn)至5月22日10:35循環(huán)、固井準(zhǔn)備，排量0.6m3/min，泵壓11MPa，循環(huán)期間錄井隊(duì)證實(shí)無掉塊返出。至10:45錄井和鉆井隊(duì)校核排量，共泵入泥漿5m3，泵壓11MPa，排量0.6m3/min。

固井施工過程：注前置液10m3，密度1.35g/cm3，排量0.6m3/min，泵壓10MPa；注水泥漿15.5m3，（最大密度1.90g/cm3，最小密度1.88g/cm3，平均密度1.89 g/cm3），排量0.6m3/min，泵壓10MPa下降至6MPa；注后置液0.5m3，密度1.35g/cm3，排量0.6m3/min，泵壓1.5MPa；替漿32m3，密度1.30g/cm3，排量0.6m3/min，泵壓0升到13MPa；上提10t關(guān)孔，試壓14MPa，穩(wěn)壓5min，無壓降，出口不返；調(diào)整內(nèi)管開孔工具方位，取出開孔工具。

2.4 鉆具卡死

2015年5月21日13:15開始起鉆，起止第18柱，懸重由175.6t上升到182.3t，下放至118t，14:35起至第19柱無法起出，最大上提噸位230t，最大下放噸位90t。接方鉆桿開泵，憋壓至25MPa，無法頂通，正轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)盤26圈，扭矩4kN·m上升到6kN·m。反循環(huán)憋壓至18MPa，無法頂通。

3 事故處理經(jīng)過及措施

油田公司相關(guān)技術(shù)部門經(jīng)過仔細(xì)分析井下情況，研究認(rèn)為5寸尾管內(nèi)部落魚套銑打撈設(shè)備較細(xì)，強(qiáng)度不足，同時(shí)可選的套銑筒種類較少，并且下部井斜達(dá)到70°進(jìn)一步增加了打撈施工的難度，據(jù)此制定了以下處理方案，先準(zhǔn)確測量卡點(diǎn)，爆炸松扣，起出上部鉆具，然后套銑接近喇叭口，開窗側(cè)鉆。

3.1 測卡點(diǎn)爆炸松扣

2015年5月24日測卡點(diǎn)5 464m,在5 514.35m處爆炸松扣，經(jīng)過4h上提，下放，旋轉(zhuǎn)最終倒扣成功，起出4″鉆具193柱,井內(nèi)落魚管柱為2″鉆桿× 855.69m（90根）+內(nèi)管開孔工具3.05m,落魚頂部位置5 538.02m。

3.2 套銑、對扣、打撈施工

現(xiàn)場使用146mm銑鞋及146mm銑筒6～9根，經(jīng)過8次套銑、母錐造扣、倒扣，打撈2″鉆桿37根（351.74m），套銑井段353.06m，耗時(shí)37天，套銑鉆具組合：146mm銑鞋+146mm銑筒（6～9根）+ 120.6mm鉆鋌+88.9mm加重鉆桿+88.9mm鉆桿。

4 事故原因分析

2015年5月21日10：50開始注前置液，到12: 40替漿結(jié)束，到13:15取出內(nèi)管開孔工具，14:35起第19柱鉆桿時(shí)，無法起出，最大上提噸位230t，最大下放噸位90t。接方鉆桿開泵，憋壓至25MPa，無法頂通，正轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)盤26圈，扭矩由4kN·m上升至6kN·m。反循環(huán)憋壓至18MPa，無法頂通。固井施工時(shí)間145min，起鉆時(shí)間80min，而固井設(shè)計(jì)污染混漿的稠化時(shí)間6h，通過以上分析，認(rèn)為造成本次事故的直接原因是沒有做水泥漿污染試驗(yàn)，該配方水泥漿與鉆井液極其敏感，導(dǎo)致水泥漿閃凝。固井施工程序方面的原因是固井施工完畢后循環(huán)鉆井液不充分，沒有排凈多余的水泥漿。

5 總包井固井施工現(xiàn)場監(jiān)督職責(zé)

固井“插旗桿”事故，是指在注水泥塞、尾管固井、內(nèi)插管固井等特殊注水泥施工過程中，由于各種原因，導(dǎo)致鉆具被水泥凝固卡死的工程事故。雖然事故的發(fā)生與總包井監(jiān)督?jīng)]有直接責(zé)任，但是固井過程現(xiàn)場監(jiān)督的職責(zé)需要明確，存在問題需要探討[3]。

5.1 該井監(jiān)督存在的問題

1）固井施工前現(xiàn)場監(jiān)督應(yīng)該檢查固井隊(duì)的全性能大樣復(fù)查檢測合格報(bào)告及水泥漿污染試驗(yàn)報(bào)，對于拒不提供的不允許施工并且下達(dá)停工整改通知書。

2）對于重要施工工序，尤其一次性施工，比如本次固井完循環(huán)鉆井液工序，現(xiàn)場監(jiān)督必須旁站監(jiān)督，監(jiān)督施工過程必須達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，以免為后續(xù)施工留下隱患，并且需要做好旁站監(jiān)督記錄，保存旁站監(jiān)督原始數(shù)據(jù)或照片。

5.2 固井施工監(jiān)督工作要點(diǎn)

工程監(jiān)督是一種特殊的工程監(jiān)督管理活動(dòng)，它對監(jiān)督人員的專業(yè)技術(shù)、組織管理、協(xié)調(diào)溝通、法律知識等多個(gè)方面素質(zhì)要求較高，同時(shí)固井施工又是一次性、隱蔽性、高成本工程，對工程監(jiān)督又提出了更高的要求，所以以下幾個(gè)要點(diǎn)需要工程監(jiān)督注意[4-5]。

1）在固井施工前，工程監(jiān)督要嚴(yán)格檢查施工方提供的實(shí)驗(yàn)室小樣稠化時(shí)間試驗(yàn)和污染試驗(yàn)報(bào)告，同時(shí)對現(xiàn)場大樣試驗(yàn)報(bào)告進(jìn)行復(fù)核，現(xiàn)場要求施工方專人統(tǒng)一指揮，要求施工方按設(shè)計(jì)要求保證設(shè)備完好安全正常運(yùn)轉(zhuǎn)并且確保現(xiàn)場組織好備用設(shè)備，保證固井施工的連續(xù)性；同時(shí)監(jiān)督水泥漿密度的測量工作，保證水泥漿密度的均勻性。

2）內(nèi)管工具關(guān)孔狗塊移至固井短節(jié)滑套下端，上提關(guān)孔后拔出小鉆桿循環(huán)時(shí)，監(jiān)督旁站準(zhǔn)確記錄循環(huán)排量，循環(huán)總液量并及時(shí)觀察返出口情況是否有混漿返出。

3）工程監(jiān)督按照施工進(jìn)度召集地質(zhì)監(jiān)督、甲方固井技術(shù)人員、泥漿工程師、、鉆井隊(duì)、錄井隊(duì)、固井公司、下套管服務(wù)隊(duì)等相關(guān)技術(shù)人員，組織召開固井現(xiàn)場辦公會(huì)、下套管作業(yè)協(xié)調(diào)會(huì)、固井施工交底會(huì)、施工情況和資料匯總總結(jié)會(huì)。在上述會(huì)議上鉆井監(jiān)督根據(jù)具體會(huì)議要求確保各方準(zhǔn)確無誤的熟悉各個(gè)施工流程和參數(shù)。

4）工程監(jiān)督根據(jù)固井施工設(shè)計(jì)和鉆井設(shè)計(jì)，嚴(yán)格檢查固井材料的品種、規(guī)格、型號、數(shù)量，將以上信息完整無誤的及時(shí)反饋給甲方，一旦出現(xiàn)問題可以及時(shí)補(bǔ)救，同時(shí)監(jiān)督自己保留圖片和文字記錄。

5）下套管時(shí)監(jiān)督必須旁站確保套管上扣扭矩在規(guī)定范圍內(nèi)，保證絲扣連接密封。

6）監(jiān)督井隊(duì)保持勻速下放套管，避免損傷套管本體及絲扣連接處，保證后期井筒承壓要求。

7）要求井隊(duì)按設(shè)計(jì)要求安放套管扶正器，提高套管居中度，提高水泥漿頂替效率。

8）下套管時(shí)觀察返出是否正常，確保井壁穩(wěn)定可以建立循環(huán)通道。

9）現(xiàn)場監(jiān)督落實(shí)清楚固井水泥車流量計(jì)的誤差，確保頂替水泥漿時(shí)頂替液量準(zhǔn)確，避免欠頂或過頂。

6 結(jié)論與建議

1）加強(qiáng)固井施工全過程全方位監(jiān)督。為了確保施工質(zhì)量，需要充分發(fā)揮現(xiàn)場監(jiān)督作用，盯緊施工過程每個(gè)細(xì)節(jié)，對于不符合固井施工設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的及時(shí)提出書面建議和整改措施。

2）嚴(yán)格檢查水泥漿性能試驗(yàn)相關(guān)數(shù)據(jù)和結(jié)果。對于水泥漿配伍性試驗(yàn)、大小樣試驗(yàn)、水泥漿發(fā)散試驗(yàn)等試驗(yàn)結(jié)果和數(shù)據(jù)達(dá)不到固井技術(shù)規(guī)范要求的，不得進(jìn)行固井作業(yè)，重點(diǎn)檢查配伍性和水泥漿稠化時(shí)間數(shù)據(jù)。建議現(xiàn)場配備便攜式稠化儀，方便現(xiàn)場監(jiān)督實(shí)地檢測水泥漿混配后性能指標(biāo)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并避免水泥漿提前凝固造成的嚴(yán)重固井事故。

3）油公司工程技術(shù)部門需要認(rèn)真分析對待工程監(jiān)督反饋施工現(xiàn)場存在的問題和建議。

4）建議建立工程監(jiān)督對固井施工效果評分制度。工程監(jiān)督根據(jù)施工組織進(jìn)展、水泥漿性能、工具使用效果、固井質(zhì)量等指標(biāo)對固井隊(duì)、水泥漿服務(wù)商、工具方、下套管服務(wù)隊(duì)進(jìn)行評分，最終結(jié)果提交油公司供其參考。

[1]中國石油勘探與生產(chǎn)分公司工程技術(shù)與監(jiān)督處.鉆井監(jiān)督[M].北京:石油工業(yè)出版社,2003.

[2]王勝啟,秦禮曹.中國石油勘探與生產(chǎn)工程監(jiān)督管理制度建設(shè)與創(chuàng)新[J].石油工業(yè)技術(shù)監(jiān)督,2012,28(10):27-29.

[3]尤軍,劉少亭.石油工程監(jiān)督體制的實(shí)踐與認(rèn)識[J].石油工業(yè)技術(shù)監(jiān)督,2003,19(3):27-29.

[4]凃君君,劉飛.元壩氣田超深井固井工程管理和現(xiàn)場監(jiān)督[J].石油工業(yè)技術(shù)監(jiān)督,2015,31(8):1-3.

[5]李健,于津文,楊軍.現(xiàn)場工程監(jiān)督管理與考核的實(shí)踐[J].石油工業(yè)技術(shù)監(jiān)督,2009,25(4):29-32.

Cementing construction is one-time,hidden,high cost engineering,and the construction process and parameters is of the important influence on the follow-up operations of the wells.Therefore,the field engineering supervision and management need to further be strengthened.The responsibilities of field engineering supervision are discussed through the analysis of the“inserting flagstick”in liner cementing,and some key points to cementing construction supervision are put forward to provide reference for strengthening the supervision and management of cementing construction.

cementing accident;supervision responsibility;inserting flagstick;liner cementing

路萍

2015-07-20

呂永科（1984-），男，工程師，主要從事鉆井技術(shù)研究和工程技術(shù)監(jiān)督管理工作。