呂永科，張瑞典，秦禮曹，汪光太

1.中國石油勘探與生產工程監(jiān)督中心（北京100083）

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

從某固井事故分析現(xiàn)場監(jiān)督職責

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)項目經理部（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，因此需要進一步加強現(xiàn)場工程監(jiān)督管理，通過分析尾管固井“插旗桿”實例，探討了工程監(jiān)督的職責和定位，同時提出了固井施工監(jiān)督要點，以便為加強固井施工監(jiān)督管理提供借鑒。

固井事故；監(jiān)督職責；插旗桿；尾管固井

固井施工是一項施工時間短。工序內容多、工作量大、技術性強的工程，因此更需要加強現(xiàn)場監(jiān)督?，F(xiàn)場監(jiān)督是在甲方代表管理下油公司派駐現(xiàn)場的全權代表，全面負責現(xiàn)場生產管理，按照合同、設計、標準規(guī)范、法律法規(guī)組織協(xié)調承包單位的工作，對鉆井工程的安全、質量、進度、成本進行監(jiān)督，保證安全地完成鉆井作業(yè)的各項任務[1-2]。

某井是一口總承包井，內管法尾管固井后，起鉆至第19柱時無法起出，發(fā)生插旗桿事故，造成了巨大經濟損失，延長了鉆井周期，增加了作業(yè)成本，為了借鑒事故教訓，加強現(xiàn)場監(jiān)督管理，結合本次事故進行監(jiān)督職責探討。

1 事故井基礎數(shù)據(jù)

井深結構：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，管串結構：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（非標準單位：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，封隔器關孔成功。正轉35圈，懸掛器倒扣脫手成功，循環(huán)2h，起鉆。

2.2 下內管工具試壓、開孔、循環(huán)

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

正轉45°，調整內管工具方位，上提鉆具將內管工具下狗塊（關孔狗塊）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點至5月22日10:35循環(huán)、固井準備，排量0.6m3/min，泵壓11MPa，循環(huán)期間錄井隊證實無掉塊返出。至10:45錄井和鉆井隊校核排量，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關孔，試壓14MPa，穩(wěn)壓5min，無壓降，出口不返；調整內管開孔工具方位，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，正轉轉盤26圈，扭矩4kN·m上升到6kN·m。反循環(huán)憋壓至18MPa，無法頂通。

3 事故處理經過及措施

油田公司相關技術部門經過仔細分析井下情況，研究認為5寸尾管內部落魚套銑打撈設備較細，強度不足，同時可選的套銑筒種類較少，并且下部井斜達到70°進一步增加了打撈施工的難度，據(jù)此制定了以下處理方案，先準確測量卡點，爆炸松扣，起出上部鉆具，然后套銑接近喇叭口，開窗側鉆。

3.1 測卡點爆炸松扣

2015年5月24日測卡點5 464m,在5 514.35m處爆炸松扣，經過4h上提，下放，旋轉最終倒扣成功，起出4″鉆具193柱,井內落魚管柱為2″鉆桿× 855.69m（90根）+內管開孔工具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替漿結束，到13:15取出內管開孔工具，14:35起第19柱鉆桿時，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，正轉轉盤26圈，扭矩由4kN·m上升至6kN·m。反循環(huán)憋壓至18MPa，無法頂通。固井施工時間145min，起鉆時間80min，而固井設計污染混漿的稠化時間6h，通過以上分析，認為造成本次事故的直接原因是沒有做水泥漿污染試驗，該配方水泥漿與鉆井液極其敏感，導致水泥漿閃凝。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

固井“插旗桿”事故，是指在注水泥塞、尾管固井、內插管固井等特殊注水泥施工過程中，由于各種原因，導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)督沒有直接責任，但是固井過程現(xiàn)場監(jiān)督的職責需要明確，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)督應該檢查固井隊的全性能大樣復查檢測合格報告及水泥漿污染試驗報，對于拒不提供的不允許施工并且下達停工整改通知書。

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)督施工過程必須達到相關標準，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

工程監(jiān)督是一種特殊的工程監(jiān)督管理活動，它對監(jiān)督人員的專業(yè)技術、組織管理、協(xié)調溝通、法律知識等多個方面素質要求較高，同時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，所以以下幾個要點需要工程監(jiān)督注意[4-5]。

1）在固井施工前，工程監(jiān)督要嚴格檢查施工方提供的實驗室小樣稠化時間試驗和污染試驗報告，同時對現(xiàn)場大樣試驗報告進行復核，現(xiàn)場要求施工方專人統(tǒng)一指揮，要求施工方按設計要求保證設備完好安全正常運轉并且確?，F(xiàn)場組織好備用設備，保證固井施工的連續(xù)性；同時監(jiān)督水泥漿密度的測量工作，保證水泥漿密度的均勻性。

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

3）工程監(jiān)督按照施工進度召集地質監(jiān)督、甲方固井技術人員、泥漿工程師、、鉆井隊、錄井隊、固井公司、下套管服務隊等相關技術人員，組織召開固井現(xiàn)場辦公會、下套管作業(yè)協(xié)調會、固井施工交底會、施工情況和資料匯總總結會。在上述會議上鉆井監(jiān)督根據(jù)具體會議要求確保各方準確無誤的熟悉各個施工流程和參數(shù)。

4）工程監(jiān)督根據(jù)固井施工設計和鉆井設計，嚴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反饋給甲方，一旦出現(xiàn)問題可以及時補救，同時監(jiān)督自己保留圖片和文字記錄。

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

6）監(jiān)督井隊保持勻速下放套管，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）要求井隊按設計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)督落實清楚固井水泥車流量計的誤差，確保頂替水泥漿時頂替液量準確，避免欠頂或過頂。

6 結論與建議

1）加強固井施工全過程全方位監(jiān)督。為了確保施工質量，需要充分發(fā)揮現(xiàn)場監(jiān)督作用，盯緊施工過程每個細節(jié)，對于不符合固井施工設計標準的及時提出書面建議和整改措施。

2）嚴格檢查水泥漿性能試驗相關數(shù)據(jù)和結果。對于水泥漿配伍性試驗、大小樣試驗、水泥漿發(fā)散試驗等試驗結果和數(shù)據(jù)達不到固井技術規(guī)范要求的，不得進行固井作業(yè)，重點檢查配伍性和水泥漿稠化時間數(shù)據(jù)。建議現(xiàn)場配備便攜式稠化儀，方便現(xiàn)場監(jiān)督實地檢測水泥漿混配后性能指標，及時發(fā)現(xiàn)并避免水泥漿提前凝固造成的嚴重固井事故。

3）油公司工程技術部門需要認真分析對待工程監(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)施工組織進展、水泥漿性能、工具使用效果、固井質量等指標對固井隊、水泥漿服務商、工具方、下套管服務隊進行評分，最終結果提交油公司供其參考。

[1]中國石油勘探與生產分公司工程技術與監(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工程監(jiān)督管理制度建設與創(chuàng)新[J].石油工業(yè)技術監(jiān)督,2012,28(10):27-29.

[3]尤軍,劉少亭.石油工程監(jiān)督體制的實踐與認識[J].石油工業(yè)技術監(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)督管理與考核的實踐[J].石油工業(yè)技術監(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，主要從事鉆井技術研究和工程技術監(jiān)督管理工作。