元陆5井溢流事件分析报告-工程科终稿

元陆5井“1.23”溢流事件分析报告（元坝工作部工程管理科2011-2-22）2011年1月22日，胜利西南石油工程管理中心70112钻井队负责承钻的元陆5井违规起钻，发生溢流，23日6:30关井，最高套压达到49.5MPa，被迫节流防喷点火，24日8:00压井成功。点火发生的爆炸损坏了周遭多户村民的住房设施，惊动了地方公安及消防部门，造成较为严重的社会影响。事件发生后，元坝工作部通过对有关人员询问、收集原始资料及核实有关数据，对事件有了客观认识，现分析汇报如下：一、基本情况元陆5井是南方勘探分公司部署在元坝中部断褶带唐山圈闭上的一口预探井。设计井深4660m，承担现场施工的单位有：钻井队伍：胜利西南石油工程管理中心70112钻井队；地质综合录井：中原录井205队；钻井液技术服务：成都得道实业有限公司。一）钻井基本数据一开开钻时间：2010年10月17日23:30一开完钻时间：2010年10月21日16:00二开开钻时间：2010年10月26日17:00二开完钻时间：2010年11月05日23:00三开开钻时间：2010年11月16日03:001、井身结构：(1)钻头程序：φ660.4mm×43.26m+φ444.5mm×530.00m+φ215.9mm×4085.70m(2)套管程序：φ508mm×43.26m+φ339.7mm×529.41mm+Φ244.5mm×2856.58m2、井内钻具结构：Φ215.9mm牙轮钻头[HJT537G；水眼33×3]+×430×4A10×105MPa浮阀+Φ158.8mm钻铤2根+Φ214mm扶正器+Φ158.8mm钻铤14根+4A11×410+Φ127mm加重钻杆9根+挠性短节+Ф178mm随钻震击器+Φ127mm加重钻杆17根+Ф127mm钻杆（Ф190mm防磨接头6个）3、三开井口装置（如图）图1三开井口装置示意图35-10535-105φ339.7mm套管φ508mm套管127mm半封127mm半封全封闸板2FZ35-105FH35-70剪切闸板2FZ35-105φ244.5mm套管133/8″*95/8″-105套管头95/8″*7-105套管头图2元陆5井三开压井及节流管汇示意图3a#3b#32a#2b#2K11#钻井四通油管四通Y25a#5b#6a#6b#7b#7a#Y38#钻井液回收管线J10J3aJ2bJ3bJ7J9J2aJ6aJ5J6bPPJ11J124#PY1K2直放喷管线直放喷管线直放喷管线接液气分离器J1量程16MPaPJ8JJ4J13J14二）地质基本数据1、地层分层元陆5井设计地层与实钻跟踪对比表地层名称地层代码设计地层(m)实钻地层m系统组段底界井深底界海拔厚度底界井深底界海拔厚度白垩系下统剑门关组K1j380139380380149.5侏罗系上统蓬莱镇组J3p1480-96111001477-947.51097遂宁组J3s1930-14114501985-1455.5508中统上沙溪庙组J2s3030-251111003056-2526.51071下沙溪庙组J2x3330-28113003300-2770.5244千佛崖组J2q3565-30462353550-3020.5250下统自流井组大安寨J1z43665381539204060-3146-3296-3401-35411001501051403654-3124.5104马鞍山J1z33819-3289.5165东岳庙J1z23928-3398.5109珍珠冲J1z14085.70未穿须五T3x54110-359150须四T3x44200-368190须三T3x34280-376180须二T3x24490-3971210须一T3x14530-401140中统雷口坡组四段Ⅱ亚段4630-4111100四段Ⅰ亚段4660-41413062、油气显示序号地层厚度/层数钻井液密度g/cm3氯根mg/L1上沙溪庙组7.0m/2层1.03-1.0528402下沙溪庙组5.0m/1层1.052840-35503千佛崖组37.0m/8层1.20-1.644260-49704大安寨段9.0m/4层1.62-1.824260-49705马鞍山段9.0m/4层1.89-1.904260-49706东岳庙段11.0m/7层1.93-1.9928407珍珠冲段12.7m/13层1.94-1.994970-56803、井底地质情况井深4085.70m，层位：自流井组珍珠冲段，岩性：灰白色砾岩（见少量石英晶体，疑似裂缝填充物），由于井漏、井涌、节流循环，未取得4085.00-4085.70m的岩屑、气测数据，初步判断井底为裂缝性气层。预计砾岩厚60-70m，本井自井深4053.00m见灰白色砾岩，预计砾岩将于4113.00-4123.00m结束。二、事件发生经过1月13日9:25钻进至井深4085.7m，发现全烃由1.5%上升至14.9%，立即停止钻进，循环观察。9:27全烃达到最高29.63%，入口泥浆密度2.03g/cm3，出口泥浆密度1.92g/cm3。随后全烃回降，9:28发现漏失5.6m3，入口泥浆比重2.03g/cm3，出口泥浆比重1.95g/cm3。逐渐降低排量循环观察，持续漏失直至9:45井口失返，此时共漏失泥浆14.82m3，漏速0.74方/分钟。9:45钻井队边配堵漏浆，边从环空持续灌浆起钻5柱，10:50起钻至井深3933.86m时发现溢流0.94m3，立即抢接回压凡尔并关井求压。至10:57套压逐渐上升至11.5MPa，立压0MPa。后经历4次堵漏、压井，1月22日8:00-13:50循环加堵漏剂，调整泥浆，入口泥浆密度2.13g/cm3，出口泥浆密度2.09g/cm3，至9:10漏速降至1.8-3.0m3/h；-18:40用方钻杆开泵起出钻杆24根；-3:37起钻至井深72790.30m，起钻中有拔活塞现象；-4:15活动钻具观察时发现溢流0.86m3，立即关井；-4:20关井求压，套压0，立压0，通过液气分离器节流循环，排量18l/s，立压8.3MPa，套压0；5:37套压开始迅速上升至20MPa，立压11.6MPa，5:55套压达到34.0MPa，立压18.0MPa；-6:30节流放喷点火，焰高10-20m，至7:22套压最高49.5MPa，立压最高19.0Mpa。三、事件处理过程1、第一次压井堵漏1月13日12:45节流循环，循环排量15L/s，立压5~8.6MPa，套压11.5~16MPa，至13:48共泵入比重2.00浓度20%的堵漏浆21.8m3（配方：核桃壳2t，云母1t，复合堵漏剂2t，超细碳酸钙1t），随后使用井浆节流循环，套压逐渐降到0。17:22-18:29再次泵入比重2.00浓度20%的堵漏浆26m3（配方：核桃壳2t，云母1t，复合堵漏剂2t，超细碳酸钙1t），替浆15m3。18:30-19:15憋压堵漏，泵入泥浆8m3，立压7.2MPa，套压始终为0MPa，憋压5分钟，立压降至6.5MPa。19:15开始节流循环，循环排量15L/s，立压8MPa，套压0MPa。2、第二次堵漏压井1月14日8:45-10:15憋压堵漏，挤堵11.0m3，立压5.6MPa，套压1.6MPa，憋压10分钟，立压降至5.0MPa，套压未降；-14:30节流循环，循环排量24L/s，入口泥浆密度2.01g/cm3，出口泥浆密度1.94g/cm3，全烃最高80.08%，未发生漏失；-15:00开井循环，循环排量24L/s，未发生漏失，-18:10当入口泥浆密度提至2.03g/cm3时再次发生漏失；小排量循环观察，调整密度，循环排量9L/s，-23:43发现溢流0.7m3，入口泥浆密度2.01g/cm3，出口1.99g/cm3，立即关井；23:45立压0MPa，套压1.6MPa，配堵漏浆-15日1:45，立压0MPa，套压1.6MPa；-3:12节流循环，打堵漏浆27.8m3，替浆15.0m3，8控制套压1.0MPa，循环排量15-19L/s；-7:00憋压堵漏，共挤堵14.0m3，立压5.6MPa，套压1.3MPa，憋压55分钟，立压、套压无变化；-15:38节流循环，排量15-21L/s，钻井液入口密度1.99g/cm3，出口密度1.96g/cm3，全烃最高90.44%，未发生漏失；-16:09注入密度2.00g/cm3的堵漏浆20.0m3，替浆15.0m3；-19:00憋压堵漏（挤堵21.0m3，立压6.3MPa，套压3.5MPa，憋压至19:00立压降至5.5MPa，套压3.2MPa）；-16日1:10通过液气分离器节流循环，同时筛除堵漏剂（20:15开始见全烃显示2.50%，21:28达到30.86%，点火，火焰高度2.0m，持续10分钟后熄灭；21:50再次点火，火焰高度3.0m，全烃42.32%，入口泥浆密度2.01g/cm3，出口密度1.94g/cm3）；1月16日1:10发现溢流0.78m3，立即关井；-4:28关井求压（立压3.6MPa，套压17.0MPa）；-8:00节流循环（全烃最高89.72%）（泵入密度2.00g/cm3堵漏浆18.9m3，用密度2.05g/cm3泥浆压井，最大循环套压19.5MPa，点火火焰高度5-12m；5:48井口失返，降低密度至2.02g/cm3，7:25返出）；1月16日9:20套压降至0MPa。3、第三次堵漏压井1月16日配堵漏浆，同时走节流管汇中路通过液气分离器循环，19:14套压开始上升，通过节流阀控制立压7MPa节流循环，入口泥浆密度2.01g/cm3，出口泥浆密度1.94g/cm3，持续发生漏失；21:34套压升至21.5MPa后开始回降，17日1:13套压降至0.5MPa。4、第四次堵漏压井1月17日1:20套压慢慢上升，3:00套压最高33.0MPa后开始回降，4:45泥浆失返，节流放喷点火，焰高5-15m，全烃最高90.24%，5:30放喷口见少量泥浆喷出，改节流循环，火焰高2-10m，泵入密度2.05g/cm3的堵漏浆实施堵漏压井；-8:00打入堵漏浆116m3，套压0MPa。1月17日8:00-15:00节流循环加重，循环排量21L/s，循环过程中漏速0.6-1.8m3/h；至18日6:45开井循环加重，循环排量21L/s，入口泥浆9密度2.10g/cm3，出口密度2.08g/cm3，漏速1.2m3/h，全烃6.80-14.42%；-11:00降排量至12L/s循环观察，有渗漏现象，漏速0.6-1.8m3/h，继续加堵漏剂提泥浆密度，全烃6.43-15.30%。1月18日12:00下钻至井深4074m；-20:35循环调整泥浆，循环排量15L/s，14:10全烃开始上升，14:52全烃达到最高53.70%，入口泥浆密度2.10g/cm3，出口2.06g/cm3，-21:00试起钻11m发现有拔活塞现象，停泵不外溢；至19日8:25继续循环调整泥浆性能，入口泥浆密度2.10g/cm3，出口2.09g/cm3，全烃值6.74-10.92%。1月19日11:30短起下钻7柱；-13:24循环（13:16全烃开始上升，13:22全烃达到15.47%时，出口流量增加，入口泥浆密度2.10g/cm3，出口密度2.08g/cm3）；-15:30走液气分离器节流循环；至20日6:15循环调整泥浆性能，筛除大颗粒堵漏剂（入口泥浆密度2.15g/cm3，出口泥浆密度2.13g/cm3，全烃值4.30%）；6:15发现漏失，漏速26.4m3/h，降排量至9L/s循环观察，仍有漏失，漏速6m3/h，向泥浆中添加堵漏剂，漏速逐渐降低至3.0m3/h；-13:30排量15L/s，漏速1.2-1.8m3/h；1月20日17:30短起下钻7柱，有拔活塞现象；至21日3:00循环调整泥浆，筛除部分堵漏剂。1月21日8:00短起下钻11柱，仍有些拔活塞现象，下至井深4040m，-10:00循环；10:30点火，火焰高2-5m，12:00火焰熄灭；-1