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

（陜西延長石油集團油氣勘探公司延長氣田采氣一廠，陜西 延安 716000）

結合子47-1井和子6-4井注水泥漿堵漏發生“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類似復雜情況，制定出相應的解決措施。

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項目，位于陜西省延安市子長縣史家畔鄉。地面海拔1239m，井別為開發井，井型為定向井，構造上屬鄂爾多斯盆地伊陜斜坡地帶。設計井深 （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，進入馬家溝組20m完鉆。鉆進到井深2450.00m時出現井漏，用堵漏漿堵漏不成功后注水泥堵漏，由于措施不當發生了鉆具“插旗桿”事故。

1.1.2 事故經過

2018年10月24日，下鉆至井深2450.00m（層位石千峰組）循環時，發生失返性漏失，當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、復合堵漏劑10t、燒堿900kg、高粘堵漏900kg）。經多次堵漏，共注堵漏漿90m3，堵漏無效后,經過研究決定起鉆下光鉆桿打水泥塞堵漏。

經過多次上提下放活動及采用轉盤轉動的方式，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，反復堵漏，反復套銑，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，進行側鉆。

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，導致井隊上下活動鉆具的間距不足，不易發現井下復雜情況的變化。

②沒有根據堵漏井深處的溫度和壓力做水泥漿稠化實驗，導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項目，位于陜西省延安市子長縣馬家砭鎮。地面海拔1205.73m，井別為開發井，井型為定向井，構造上屬鄂爾多斯盆地伊陜斜坡地帶。設計井深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，進入馬家溝組20m完鉆。鉆進至井深2661.00m時，鉆壓突然放空，經多次堵漏無效后，決定起鉆下光鉆桿打水泥塞堵漏，由于種種原因發生了鉆具“插旗桿”事故。

1.2.2 事情經過

2018年8月18日，鉆進至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，發生失返性漏失。當時鉆井液性能為密度1.07g/cm3、黏度41s、失水5mL。采用常規的隨鉆堵漏、復合堵漏沒有效果之后，經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、循環井筒。9:50開始上起5根鉆桿，接方鉆桿活動鉆具，準備注水泥堵漏。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，期間上下活動轉盤、鉆具正常轉動，井口不返漿。10:49開始替清水2m3，10:51開始替漿 (設計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，開轉盤上下活動鉆具，至170t無法活動，初步判斷環空水泥漿固化。

在整個注水泥施工過程中，鉆具一直在11m范圍內上下活動。開泵后無法循環，井內鉆桿276根，總長2613.22m。鑒于井下情況復雜，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，失返性漏失比較嚴重。堵漏時，沒有根據漏失情況合理的確定鉆柱下入深度，導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，導致水泥漿在注入過程中發生了混漿現象，水泥漿凝固時間縮短。

③沒有根據堵漏的井深、鉆井液密度和井下復雜情況等制定出有針對性的水泥漿配方和詳細的施工方案，導致鉆具“插旗桿”事故的發生。

2 事故預防與措施

結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“插旗桿”等復雜情況，特制定以下技術措施：

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。固井隊根據井隊相關數據做以下實驗：

①根據井底溫度（溫度按靜止溫度85%～90%計算）和現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定性，用緩凝劑調節稠化時間，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，避免因發生混漿現象而導致水泥漿稠化時間縮短。注入井內水泥漿密度建議為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），且替漿要準確，保證鉆具內不得留有水泥漿。注完水泥漿，井隊要快速起鉆，盡量在最短時間起至預定位置。

5） 堵漏作業時，鉆具應當下至漏層上部。水泥漿進入漏層時，其失水稠化作用相應加快，再加上漏層以上液柱壓力和循環壓力的共同作用，失水、稠化和水泥漿初凝速度進一步加劇，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，鉆柱應下至漏層以上5～10m；大漏失的井，鉆柱應下至漏層以上50～100m，這樣可以提高堵漏效果。

3 認識與結論

1）避免出現“插旗桿”事故必須要做好水泥漿稠化實驗，實驗溫度要根據實測溫度決定且必須用現場配灰用水。實驗用材料要真實、可靠且是合格產品，并按污染實驗規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計，施工時認真履行施工設計，避免施工過程中的隨意性和盲目性，切忌存有僥幸心理。

3）施工前要有處理復雜情況的應急處理預案，以及施工進程風險控制措施等。

4）對于地層結構復雜的深井、復雜井作業，必須實測井溫，實驗溫度應取井底靜止溫度的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。