从某固井事故分析现场监督职责

吕永科，张瑞典，秦礼曹，汪光太

1.中国石油勘探与生产工程监督中心（北京100083）

2.中国石油浙江油田页岩气勘探开发项目经理部（四川宜宾645250）

从某固井事故分析现场监督职责

吕永科1，张瑞典2，秦礼曹1，汪光太1

1.中国石油勘探与生产工程监督中心（北京100083）

2.中国石油浙江油田页岩气勘探开发项目经理部（四川宜宾645250）

固井施工是一次性、隐蔽性、高成本工程，施工环节和参数对后续工程作业影响深远，因此需要进一步加强现场工程监督管理，通过分析尾管固井“插旗杆”实例，探讨了工程监督的职责和定位，同时提出了固井施工监督要点，以便为加强固井施工监督管理提供借鉴。

固井事故；监督职责；插旗杆；尾管固井

固井施工是一项施工时间短。工序内容多、工作量大、技术性强的工程，因此更需要加强现场监督。现场监督是在甲方代表管理下油公司派驻现场的全权代表，全面负责现场生产管理，按照合同、设计、标准规范、法律法规组织协调承包单位的工作，对钻井工程的安全、质量、进度、成本进行监督，保证安全地完成钻井作业的各项任务[1-2]。

某井是一口总承包井，内管法尾管固井后，起钻至第19柱时无法起出，发生插旗杆事故，造成了巨大经济损失，延长了钻井周期，增加了作业成本，为了借鉴事故教训，加强现场监督管理，结合本次事故进行监督职责探讨。

1 事故井基础数据

井深结构：一开：Ф444.5mm井眼×1 465m+ Ф365.13mm套管×1 464m；二开：Ф241.3mm井眼× 6 251m+Ф206.38mm套管×6 248m；三开：Ф171.5mm井眼×6 954m+Ф127mm套管×（6 076m～6 944m）；四开：Ф104.8mm井眼×7 026m。

泥浆体系：钾聚磺钻井液。

2 事故发生经过

2.1 悬挂器做挂，TAM封隔器坐封

通井起钻完开始下尾管及TAM工具，浮鞋下深6 944.1m，封隔器下深6 932.26～6 929.67m，开孔短节下深6 918.45～6 917.63m，变扣短节下深6 081.57～6 081.05m，悬挂器下深6 081.05m，喇叭口位置6 076.67m，管串结构：浮鞋(盲板)+5″套管×1根+5″封隔器+5″套管×1根+固井短节+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+变径变扣接头+悬挂器总成+送入工具+变扣接头+4″钻杆（非标准单位：1″=254cm,以下同）。2015年5月20日下完管柱后接方钻杆阶梯打压坐挂悬挂器。

封隔器从10MPa每次阶梯增加1MPa，打压后稳压2min，直到17MPa胀封成功，放回水泄压后一次性打压至18MPa，稳压5min无压降，封隔器关孔成功。正转35圈，悬挂器倒扣脱手成功，循环2h，起钻。

2.2 下内管工具试压、开孔、循环

2015年5月21日下内管开关管柱完，接方钻杆悬重160t。至22:30投球试压，打压至5MPa出口见返，工具方判断为下内管工具到底遇阻时，固井短节滑套在钻压作用下，内管工具下狗块已经将其开孔。正转45°，调整工具方位，将内管工具关孔狗块移至固井短节滑套下端，上提关孔再进行试压。上提10t关孔成功，对内管工具皮碗试压7MPa，稳压5min，无压降（内管工具皮碗密封合格）。

正转45°，调整内管工具方位，上提钻具将内管工具下狗块（关孔狗块）移至固井短节滑套上端，再下压5t开孔，开泵循环，排量0.6m3，泵压11MPa，开孔成功。

2.3 固井施工

2015年5月21日23点至5月22日10:35循环、固井准备，排量0.6m3/min，泵压11MPa，循环期间录井队证实无掉块返出。至10:45录井和钻井队校核排量，共泵入泥浆5m3，泵压11MPa，排量0.6m3/min。

固井施工过程：注前置液10m3，密度1.35g/cm3，排量0.6m3/min，泵压10MPa；注水泥浆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，泵压10MPa下降至6MPa；注后置液0.5m3，密度1.35g/cm3，排量0.6m3/min，泵压1.5MPa；替浆32m3，密度1.30g/cm3，排量0.6m3/min，泵压0升到13MPa；上提10t关孔，试压14MPa，稳压5min，无压降，出口不返；调整内管开孔工具方位，取出开孔工具。

2.4 钻具卡死

2015年5月21日13:15开始起钻，起止第18柱，悬重由175.6t上升到182.3t，下放至118t，14:35起至第19柱无法起出，最大上提吨位230t，最大下放吨位90t。接方钻杆开泵，憋压至25MPa，无法顶通，正转转盘26圈，扭矩4kN·m上升到6kN·m。反循环憋压至18MPa，无法顶通。

3 事故处理经过及措施

油田公司相关技术部门经过仔细分析井下情况，研究认为5寸尾管内部落鱼套铣打捞设备较细，强度不足，同时可选的套铣筒种类较少，并且下部井斜达到70°进一步增加了打捞施工的难度，据此制定了以下处理方案，先准确测量卡点，爆炸松扣，起出上部钻具，然后套铣接近喇叭口，开窗侧钻。

3.1 测卡点爆炸松扣

2015年5月24日测卡点5 464m,在5 514.35m处爆炸松扣，经过4h上提，下放，旋转最终倒扣成功，起出4″钻具193柱,井内落鱼管柱为2″钻杆× 855.69m（90根）+内管开孔工具3.05m,落鱼顶部位置5 538.02m。

3.2 套铣、对扣、打捞施工

现场使用146mm铣鞋及146mm铣筒6～9根，经过8次套铣、母锥造扣、倒扣，打捞2″钻杆37根（351.74m），套铣井段353.06m，耗时37天，套铣钻具组合：146mm铣鞋+146mm铣筒（6～9根）+ 120.6mm钻铤+88.9mm加重钻杆+88.9mm钻杆。

4 事故原因分析

2015年5月21日10：50开始注前置液，到12: 40替浆结束，到13:15取出内管开孔工具，14:35起第19柱钻杆时，无法起出，最大上提吨位230t，最大下放吨位90t。接方钻杆开泵，憋压至25MPa，无法顶通，正转转盘26圈，扭矩由4kN·m上升至6kN·m。反循环憋压至18MPa，无法顶通。固井施工时间145min，起钻时间80min，而固井设计污染混浆的稠化时间6h，通过以上分析，认为造成本次事故的直接原因是没有做水泥浆污染试验，该配方水泥浆与钻井液极其敏感，导致水泥浆闪凝。固井施工程序方面的原因是固井施工完毕后循环钻井液不充分，没有排净多余的水泥浆。

5 总包井固井施工现场监督职责

固井“插旗杆”事故，是指在注水泥塞、尾管固井、内插管固井等特殊注水泥施工过程中，由于各种原因，导致钻具被水泥凝固卡死的工程事故。虽然事故的发生与总包井监督没有直接责任，但是固井过程现场监督的职责需要明确，存在问题需要探讨[3]。

5.1 该井监督存在的问题

1）固井施工前现场监督应该检查固井队的全性能大样复查检测合格报告及水泥浆污染试验报，对于拒不提供的不允许施工并且下达停工整改通知书。

2）对于重要施工工序，尤其一次性施工，比如本次固井完循环钻井液工序，现场监督必须旁站监督，监督施工过程必须达到相关标准，以免为后续施工留下隐患，并且需要做好旁站监督记录，保存旁站监督原始数据或照片。

5.2 固井施工监督工作要点

工程监督是一种特殊的工程监督管理活动，它对监督人员的专业技术、组织管理、协调沟通、法律知识等多个方面素质要求较高，同时固井施工又是一次性、隐蔽性、高成本工程，对工程监督又提出了更高的要求，所以以下几个要点需要工程监督注意[4-5]。

1）在固井施工前，工程监督要严格检查施工方提供的实验室小样稠化时间试验和污染试验报告，同时对现场大样试验报告进行复核，现场要求施工方专人统一指挥，要求施工方按设计要求保证设备完好安全正常运转并且确保现场组织好备用设备，保证固井施工的连续性；同时监督水泥浆密度的测量工作，保证水泥浆密度的均匀性。

2）内管工具关孔狗块移至固井短节滑套下端，上提关孔后拔出小钻杆循环时，监督旁站准确记录循环排量，循环总液量并及时观察返出口情况是否有混浆返出。

3）工程监督按照施工进度召集地质监督、甲方固井技术人员、泥浆工程师、、钻井队、录井队、固井公司、下套管服务队等相关技术人员，组织召开固井现场办公会、下套管作业协调会、固井施工交底会、施工情况和资料汇总总结会。在上述会议上钻井监督根据具体会议要求确保各方准确无误的熟悉各个施工流程和参数。

4）工程监督根据固井施工设计和钻井设计，严格检查固井材料的品种、规格、型号、数量，将以上信息完整无误的及时反馈给甲方，一旦出现问题可以及时补救，同时监督自己保留图片和文字记录。

5）下套管时监督必须旁站确保套管上扣扭矩在规定范围内，保证丝扣连接密封。

6）监督井队保持匀速下放套管，避免损伤套管本体及丝扣连接处，保证后期井筒承压要求。

7）要求井队按设计要求安放套管扶正器，提高套管居中度，提高水泥浆顶替效率。

8）下套管时观察返出是否正常，确保井壁稳定可以建立循环通道。

9）现场监督落实清楚固井水泥车流量计的误差，确保顶替水泥浆时顶替液量准确，避免欠顶或过顶。

6 结论与建议

1）加强固井施工全过程全方位监督。为了确保施工质量，需要充分发挥现场监督作用，盯紧施工过程每个细节，对于不符合固井施工设计标准的及时提出书面建议和整改措施。

2）严格检查水泥浆性能试验相关数据和结果。对于水泥浆配伍性试验、大小样试验、水泥浆发散试验等试验结果和数据达不到固井技术规范要求的，不得进行固井作业，重点检查配伍性和水泥浆稠化时间数据。建议现场配备便携式稠化仪，方便现场监督实地检测水泥浆混配后性能指标，及时发现并避免水泥浆提前凝固造成的严重固井事故。

3）油公司工程技术部门需要认真分析对待工程监督反馈施工现场存在的问题和建议。

4）建议建立工程监督对固井施工效果评分制度。工程监督根据施工组织进展、水泥浆性能、工具使用效果、固井质量等指标对固井队、水泥浆服务商、工具方、下套管服务队进行评分，最终结果提交油公司供其参考。

[1]中国石油勘探与生产分公司工程技术与监督处.钻井监督[M].北京:石油工业出版社,2003.

[2]王胜启,秦礼曹.中国石油勘探与生产工程监督管理制度建设与创新[J].石油工业技术监督,2012,28(10):27-29.

[3]尤军,刘少亭.石油工程监督体制的实践与认识[J].石油工业技术监督,2003,19(3):27-29.

[4]凃君君,刘飞.元坝气田超深井固井工程管理和现场监督[J].石油工业技术监督,2015,31(8):1-3.

[5]李健,于津文,杨军.现场工程监督管理与考核的实践[J].石油工业技术监督,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

吕永科（1984-），男，工程师，主要从事钻井技术研究和工程技术监督管理工作。