CB3-2 L2井钻杆断裂事故的处理与分析

2010-04-21 02:40:00

     一、CB3-2井概况

    

     1.设计概况

    CB3-2井设计为双分支水平井,第一分支设计井深5480米,井斜89.88°,方位98°,其中水平段长2000米。第二分支设计井深为5385米,井斜88.81°,方位5.6°,水平段长2000米。

     2.施工概况描述

     该井于20077418:00点一开。200779日下完13 3/8" 表层套管,固井20077153:00 二开, 912121/4"井眼完钻,完钻井深3493米, 9 5/8"套管顺利下入,915日固井,924日三开钻进。入窗井斜86.61,方位54.44,垂深2906.36m。钻领眼(钻一特殊井眼,探气层底部)至3685米,起钻,然后在3543米成功裸眼侧钻。11122130完成第一条分支钻进,井深5738米,垂深2939.6m,井斜82.82,水平段长2251m。随后完成测井,下7"筛管102.9米封隔碳质泥岩层,于11223:15开始第二分支钻进。

    

     二、事故经过

    

    1122日,耗时钻进至3647.24米,悬重128吨,无钻压,泵压14.8Mpa1450 泵压突然下降到7.0 Mpa,倒泵检查地面循环系统,泥浆泵和地面管线正常,然后单泵一一测试,正常。16:02 起钻,16:24 起钻至3515.71m,悬重突然由155-158吨降至49吨,游车及顶驱上跳,滚筒大绳跳槽2圈,随即停止作业,1630开工具箱会,检查大绳,游车,天车。16:56 下放游车,排齐滚筒大绳,地质录井和哈里伯顿校正悬重传感器。17:40 起钻,1122日,19:50起出67号立柱。

    

     三、事故处理过程

    

     1.第一次打捞作业

     打捞钻具组合:

     81/8"卡瓦打捞筒(贵州高峰厂制造)*1.17m + 36 3/4"螺旋钻铤*28.40m + 转换接头(520*411)*0.79m +5 1/2"钻杆

     打捞过程:

     11230:00下入LT81卡瓦打捞筒,配7"螺旋卡瓦(内径为175mm)。

    下钻至984.25m探到鱼头。上提钻具至983.18m,接顶驱,开单泵80/分清洗鱼头,泵压1.15Mpa,悬重52吨,下放钻具至983.61m清洗5分钟。下放至984.00m,悬重降为50吨,泵冲80spm,泵压1.44Mpa。顺时针旋转1/2圈,泵压上升至1.63Mpa。将泵冲降低到30spm,泵压为0.24Mpa,下放钻具至984.27m,泵压为0.36m。下放到984.43m,停泵发现2吨的钻压显示,下放至984.87m,钻压为10吨,下放至985.19m,钻压为20吨。2:47 开单泵30/分,泵压迅速上升,最大至11.21Mpa,判断为钻具水眼堵塞,及时停泵卸压。2:49 上提钻具,悬重增加至124吨时,突然下降到52吨,并且钻具上下抖动,落鱼又落回井内。为防止鱼头损伤,决定起钻更换螺旋卡瓦,进行再次打捞。起出卡瓦打捞筒:发现引鞋变形,螺旋卡瓦断裂,部分落入井内,有两片随打捞筒起出井口,长度分别为105mm150mm

    2.第二次打捞作业

    打捞钻具组合:

    81/8"卡瓦打捞筒(钻宇井下工具厂制造)*1.16m + 36 3/4"螺旋钻铤*28.40m + 转换接头(520*411)*0.79m +5 1/2"钻杆

    打捞过程:

     下入8 1/8"卡瓦打捞筒,配6 7/8"螺旋卡瓦(内径172mm),下钻至984.26米,探到鱼头,悬重51吨,钻压3吨。上提钻具至983.28米接顶驱。1#30/分,0.59Mpa1#3#双泵,2*30/分(排量921l/m),1.45Mpa2*45spm(排量1381.5l/m),2.26Mpa,下放钻具至983.70米,2*45spm清洗鱼头,2.29Mpa。停泵,经多次打捞,上提钻具至悬重为74吨,落鱼落回井内。 重新打捞,快速下放钻具至30吨钻压,上提至85吨悬重落鱼脱落,起出卡瓦打捞筒,引鞋有被压的痕迹,引鞋内部有较浅的刮痕,外部无损伤,止推环和6 7/8"螺旋卡瓦均无任何损伤,表明鱼头未进入捞桶。2次打捞均失败。

     3.第三次打捞作业

    打捞钻具组合:

    BOWEN8 1/8"卡瓦打捞筒(配51/2"篮式卡瓦牙*1.27m+ NC50B*NC46P*0.67m+下击器*3.05m+转换接头(520*411)*0.79m + 95 1/2加重钻杆*84.83m+5 1/2"钻杆

    1433 下钻至960.43m,开泵30spm,泵压1.11Mpa

     打捞作业过程:

     下放至983.58m,开顶驱15rpm,扭矩3.67knm,泵压1.13Mpa,悬重57吨。1442 下放至986.27m,下压4吨,停止旋转。继续下放至986.67m,悬重41吨,泵压上升至13.34 Mpa1444 继续下放钻具至987.02m,悬重35吨,快速上提,泵压11.55Mpa。多次操作上提钻具,悬重162-163吨。正常起钻至953.4m,悬重172吨;起钻至926.54 m,悬重175吨;上提钻具至926.27m,悬重179吨;下放钻具至悬重137吨。在悬重160180吨之间上提下放活动钻具。正常起钻至906.73m,悬重173吨,起钻至906.44m,悬重从为180吨降至151吨,猛提猛放两次,证明落鱼已经捞住。正常起钻至906.24m遇阻,悬重177吨;起钻至903.98m,悬重为181吨,到达侧钻点的位置。上下活动两次后钻具顺利通过。继续上提钻具至879.94m遇阻,悬重176吨;上提钻具至879.71 m,悬重181吨;上下活动钻具11次,无法通过遇阻点。 接顶驱,下放钻具至880.91m,开单泵泵压从6.64Mpa将至4.52Mpa。上提钻具至880.00m,悬重183吨。继续上提至879.66m,悬重183吨,没有变化。下放钻具至880.19m震击器工作,解卡。起钻至套管脚,随后正常起钻落鱼起出。事故解除。

    

    四、事故分析

    

    此次钻杆断裂事故虽然鱼头位置在984.25米。且在套管和直井段内,但打捞共累计损失时间717小时,先后7次下卡瓦打捞筒(配螺旋式卡瓦牙),一次公锥打捞均未果。最后使用磨鞋磨铣掉断裂钻杆接箍,使用卡瓦打捞筒(配蓝式卡瓦牙)打捞钻杆本体才成功。现对事故原因做一简单分析。

    1.原因分析

    (1)钻杆失效是本次事故发生的直接原因:从断裂面看失效钻杆的母接箍有大约1/3被泥浆冲蚀,出现裂纹,造成泵压下降,在起钻过程中钻杆拉被拉断,造成了此次事故。

    (2)钻进过程中大参数是造成此次事故的间接原因。

    其一,在12-1/4"井眼斜井段的施工中一直是双泵、高泵压钻进,,泵压在24-28MPa之间。

    其二,在8-1/2"井眼第一分支水平段钻进过程中摩阻大,扭矩居高不下:正常扭矩在28-35KN.M,时常达42-45KN.M

    (3)泵压下降后措施不得当,延误起钻时机是造成此次事故的另一间接原因:11221450发现泵压突然由14.8MPa降至7.0MPa,此时壳牌现场监督还认为是泥浆泵的问题,一味检查泥浆泵和地面循环系统,直到1602才决定起钻,延误了最佳起钻时机。

     2.事故落鱼打捞难度在于

    (1)落鱼长,悬重大:落鱼长度2638.39米,悬重123.62吨。

    (2)落鱼所在位置大部分在斜井、水平段,摩阻大。在斜井段及水平段落鱼长度:2346.6米。

    (3)打捞时间长,钻具水眼堵、钻具被卡,无法建立有效循环增大了打捞难度。

     3.事故打捞的借鉴之处

    (1)9 5/8"套管内磨铣作业中,为防止损伤套管,采取磨鞋+套铣桶的钻具组合值得借签。

    (2)贝壳休斯公司提供的BOWEN卡瓦打捞筒(配螺旋式卡瓦牙)失败四次后仍然可以使用,而我方提供的卡瓦打捞筒在打捞失败一次后筒体就已变形,无法使用。使用性能可靠的打捞工具值得我方借签。

    

    五、认识与建议

    

    1.针对大井斜、大悬重落鱼的打捞避免使用卡瓦打捞筒(配螺旋式卡瓦牙),螺旋式卡瓦牙的打捞强度难以满足要求,建议使用卡瓦打捞筒(配蓝式卡瓦牙)打捞钻杆本体,提高打捞成功的几率。

    2.对于大井斜、大悬重落鱼的打捞避免使用公锥打捞,因为我们常用的公锥提升强度有限,对于这种大悬重,且落鱼大部分在斜井段的打捞,使用公锥的成功几率不高,如果一旦打捞失败,容易造成设备和鱼头损坏。为后续的打捞增加困难。

    3.对于鱼头位置较高,且在直井段内的打捞建议爆炸松扣,然后下钻杆直接对扣,既节省时间、人力和物力,又使打捞的成功几率提高。

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