一趟管柱多層防砂作業(yè)事故預(yù)測(cè)及對(duì)策

一趟管柱多層防砂作業(yè)事故預(yù)防及對(duì)策

(陳孝賢）中海油服完井服務(wù)中心湛江基地

內(nèi)容概述事故實(shí)例分析事故預(yù)防及對(duì)策成功實(shí)例分析結(jié)論一.概述1、ONE-TRIP(MINI-BETA)防砂技術(shù)。2、該技術(shù)的運(yùn)用存在一定風(fēng)險(xiǎn)，一旦出現(xiàn)井下事故，處理很難，甚至沒(méi)有辦法妥善處理而導(dǎo)致整口井報(bào)廢。在下防砂工具過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)井下工具功能失效、管柱插不到位；在防砂時(shí)是有砂卡、砂橋、砂穴、砂拱、砂埋等復(fù)雜事故的發(fā)生；泵砂時(shí)會(huì)出現(xiàn)泵壓和環(huán)空壓力異常變化等等復(fù)雜情況。幾種常見(jiàn)的事故二.事故實(shí)例分析1、砂卡事例：

SZ36-1

D9井和D3井在防砂的過(guò)程中出現(xiàn)砂卡，上下多次活動(dòng)企圖解卡，可最終未能達(dá)到目的，硬拔到110噸時(shí)服務(wù)工具拉斷了。最后對(duì)打撈出的工具進(jìn)行分析：1）、各個(gè)密封件已礳壞，可能是密封件處漏砂而造成砂埋服務(wù)工具；2）、礫石或其他臟物落入篩管內(nèi)，沉積在拋光接頭處，造成服務(wù)工具被堵或卡死，從而造成服務(wù)工具不能起出或拔斷的事故。2、砂橋事例：2000年在SZ36-1D13井中層防砂作業(yè)中,其平均滲透率縱向差異特大，上部K=15818.4毫達(dá)西，下部最大K=

151.4毫達(dá)西,充填時(shí)以7桶/分鐘的泵速打砂，大約5分鐘后出現(xiàn)脫砂壓力，泵入砂量還不到設(shè)計(jì)的1/3。分析馬上采取降低泵速，隨著假象的脫砂壓力也大大降低了，然后以小到大的泵速進(jìn)行頂替（此時(shí)無(wú)返出無(wú)環(huán)空壓力），逐漸解除砂橋（直到有返出）。這層防砂大約用時(shí)8小時(shí)，與正常情況相比，浪費(fèi)了5小時(shí)。砂橋的形成：

如果射孔段的上部地層滲透率很高、而下部地層滲透率較低時(shí)，砂漿很可能大部分進(jìn)入上部地層滲透率很高地層附近，礫石逐漸沉積在此位置，堵塞通向下面的通道，形成砂橋，造成充填不完整；對(duì)滲透率均質(zhì)性較長(zhǎng)射孔段來(lái)說(shuō)，出現(xiàn)砂橋是由于充填攜砂液不均勻?qū)е旅撍斐傻摹?、泵壓和環(huán)空壓力異常變化實(shí)例分析例如，SZ36-1D11井底層泥質(zhì)含量1.8-30.6%,平均滲透率54.5-9000.6毫達(dá)西。1）、試擠情況如下表：泵速初始環(huán)空壓力PSI最終環(huán)空壓力PSI1．1053．0103945．04816037．0639783當(dāng)充填一段時(shí)間，泵壓突然下降，環(huán)空壓力降為0，返出為0，繼續(xù)泵砂，當(dāng)超過(guò)設(shè)計(jì)砂量后，脫砂壓力一直不能出現(xiàn)；這樣一來(lái)，泵入時(shí)間長(zhǎng)，不但沒(méi)有出現(xiàn)脫砂壓力，而且增加了防砂服務(wù)管柱的危險(xiǎn)性；沒(méi)有有效的防砂，而且增加了充填液向地層的漏失量。分析原因：在充填過(guò)程中，首先隨著壓力的增加，當(dāng)大于地層破裂壓力時(shí)，在近井區(qū)域產(chǎn)生裂縫，

漏失隨之增加，裂縫不斷延伸，地層結(jié)構(gòu)復(fù)雜，防砂時(shí)形成“無(wú)底洞”，無(wú)法僅僅根據(jù)脫砂壓力的出現(xiàn)來(lái)決定防砂充填砂量。3）、SZ36-1D11井防砂時(shí)相關(guān)參數(shù)情況分析事故預(yù)防及對(duì)策三.事故預(yù)防1、在下防砂工具的過(guò)程中，為了預(yù)防防砂工具功能失效、管柱插不到位，建議按以下操作來(lái)進(jìn)行：1）、作業(yè)前，檢查所有防砂工具的數(shù)量和質(zhì)量，清洗服務(wù)工具密封件；2）、根據(jù)具體井況，合理配置防砂工具管串；3）、防砂工具在下入、起出過(guò)程中，注意安全事項(xiàng)。事故預(yù)防2、在防砂作業(yè)過(guò)程中，為了要對(duì)砂卡、砂橋、砂穴、砂拱、砂埋等復(fù)雜事故的發(fā)生的可能性進(jìn)行評(píng)價(jià)，并采用切實(shí)可行的措施來(lái)進(jìn)行預(yù)防，從以下四方面著手進(jìn)行剖析：1）、根據(jù)測(cè)井資料，充分了解地層的相關(guān)資料。比如地層縱向滲透率、裂縫長(zhǎng)度、油的特性、水層和氣層的厚度及位置等；事故預(yù)防2）、同時(shí)針對(duì)具體的井身結(jié)構(gòu)資料，比如井眼軌跡、最大井斜角、固井質(zhì)量等資料；自由套管部分膠結(jié)膠結(jié)差無(wú)水泥膠結(jié)良好

CBL0（％）100事故預(yù)防事故預(yù)防3）、井筒、鉆具必須要用砂漿液徹底進(jìn)行清洗干凈；4）、在防砂作業(yè)過(guò)程中,按照設(shè)計(jì)程序,力求合理配置砂液濃度，均勻充填，如果不均勻可能出現(xiàn)砂橋事故；當(dāng)充填完畢時(shí)，應(yīng)立即將服務(wù)工具串上提到反循環(huán)位置，及時(shí)反循環(huán)，直到余砂返出干凈為止。事故對(duì)策1、對(duì)井斜較大或隔層較長(zhǎng)的多層防砂井采用分幾次多層防砂作業(yè)來(lái)進(jìn)行，簡(jiǎn)化工具結(jié)構(gòu)，減少工具密封件的磨損，從而避免類(lèi)似事故的發(fā)生。2、防砂時(shí)，注意每一層的上提、下放懸重，以便正確判斷是否砂卡；如果在循環(huán)位置發(fā)生砂卡，則需要進(jìn)行上提、下放（注意懸重的變化）三、四次試圖解卡，但不得超過(guò)服務(wù)工具的最大抗拉強(qiáng)度；如果在反循環(huán)位置砂卡，則在此位置多次上下活動(dòng)，以期解卡，或者再次反循環(huán)；如果反循環(huán)結(jié)束，不能下放管柱至循環(huán)位置進(jìn)行驗(yàn)充填，則提出服務(wù)工具，離開(kāi)此層，不再對(duì)該層驗(yàn)充填。事故對(duì)策事故對(duì)策3、綜合考慮地層情況，選擇合適的攜砂比和排量，根據(jù)擠注測(cè)試結(jié)果，選擇相應(yīng)的充填方式，開(kāi)始以低泵速低濃度泵入砂漿，當(dāng)砂即將到達(dá)充填孔時(shí)，提高砂漿濃度和泵速，同時(shí)控制返出量，礫石逐步充填炮眼和篩管，當(dāng)充填至盲管并且壓實(shí)后，出現(xiàn)脫砂壓力。4、如果現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)過(guò)程中按所設(shè)計(jì)的砂量來(lái)進(jìn)行作業(yè)但怎么都不能出現(xiàn)脫砂壓力的復(fù)雜井況，應(yīng)終止充填作業(yè)，考慮起出管柱檢查原因，或根據(jù)地質(zhì)資料和井身結(jié)構(gòu)作適當(dāng)?shù)拇胧?，或調(diào)節(jié)攜砂比和排量來(lái)控制地層的情況變化。5、針對(duì)SZ36-1和QHD32-6油田的地質(zhì)特征和現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)的特殊情況，可以采用如下的泵砂程序：計(jì)算壓裂和高速水充填兩種充填方式的需砂量；先以較低的砂漿濃度，泵入需砂量的1/3，增加砂漿濃度，泵入剩余的2/3（壓裂和高速水充填過(guò)程）；對(duì)于壓裂充填方式，尤其是很難引誘出脫砂壓力時(shí)，以調(diào)節(jié)砂漿濃度和泵排量，地層破裂壓力的80%的泵壓泵入半個(gè)鉆桿容積的砂漿，然后緩慢降低泵速，泵入另外的半個(gè)鉆桿容積；最后停止加砂，頂替充填液至2倍鉆桿容積停泵。等候幾分鐘直至液壓泄進(jìn)地層，上提服務(wù)工具進(jìn)行反循環(huán)（兩個(gè)鉆桿容積），驗(yàn)充填效果合格后，盡量不要在地面泄壓，防止由于壓力激動(dòng)導(dǎo)致砂子的反吐，造成不必要的危險(xiǎn)。事故對(duì)策成功實(shí)例分析四.QHD32-6-F20作業(yè)描述：

從礫石充填的理論出發(fā)，當(dāng)?shù)貙涌v向滲透率差異很大時(shí)，地層滲透率差礫石很難進(jìn)入射孔彈道內(nèi)，采用低泵排量，低砂比進(jìn)行充填，而地層滲透率很大時(shí)，礫石在充填過(guò)程中很容易出現(xiàn)砂橋、砂穴、砂拱等現(xiàn)象，從而影響礫石充填質(zhì)量，這要采取調(diào)節(jié)適當(dāng)?shù)谋门帕亢蜕氨鹊念A(yù)防措施；整個(gè)防砂過(guò)程完全按設(shè)計(jì)來(lái)進(jìn)行，安全順利的完成整個(gè)作業(yè)，沒(méi)有任何異?，F(xiàn)象發(fā)生（具體的看防砂時(shí)時(shí)監(jiān)控資料），最終一次性充填合格,而且充填的效果良好。QHD32-6F20井的井身結(jié)構(gòu)圖

~~~~~~~~~~~20"Conductor79.55m

(drivepipe)

13-3/8"Casing203.82m17-1/2"Hole205.10m165~360KOP=303.00mInc.max=57.50度1255.00PBTD1653.00mDistance965.32m9-5/8"Casing1671.84m12-1/4"Hole1677.00m(MD)1224.81m(VD)9-5/8"Casingannularbackcementtopm(MD)9-5/8"Casingannularpadcement

m(MD)Rotarytable0mMeansealevel24.25mMudline44.55mOperationdeck14.50m該井的最大井斜角為57.5度QHD32-6-F20井射孔數(shù)據(jù)表(生產(chǎn)井)該井的中層防砂的上部平均滲透率3788.4毫達(dá)西，下部最大為217.8毫達(dá)西QHD32-6-F20井防砂管柱圖表(生產(chǎn)井)

泵速BPM初始環(huán)空壓力PSI最終環(huán)空壓力PSI20040406671167.8143195在防砂前進(jìn)行試擠測(cè)試，根據(jù)試擠測(cè)試的結(jié)果選擇該層的充填方式(選擇高速水充填)。QHD32-6-F20井防砂曲線(生產(chǎn)井)開(kāi)始以5.97桶/分鐘的泵排量打砂，砂比控制在0.54ＰＰＧ，充填４分鐘后，把泵排量提高至8.02桶/分鐘打砂，。QHD32-6-F20井防砂曲線(生產(chǎn)井)待把管內(nèi)的砂全部頂替到地層后，再維持該泵排量（8.02桶/分鐘，砂比控制在1.1ＰＰＧ）向平均滲透率較好的地層進(jìn)行充填。QHD32-6-F20井防砂曲線(生產(chǎn)井)QHD32-6