固井胶塞质量事故调查报告（全文）

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　X XXX 井 固井胶塞质量事故调查报告

　2018 年 6 月 16 日， XX 井 13-3/8”套管固井时，由于套管底胶塞未能正常击穿而导致全部水泥没有进入环空，造成水泥浆全部凝固在套管内“灌香肠”质量事件。

　现场后续处理措施：组合 12-1/4”钻具钻除套管内水泥塞及套管附件，下光钻杆在 13-3/8”套管鞋处进行挤水泥补救，恢复正常作业。本次质量事件导致钻机时效损失约 96 小时。

　一、

　基本 井 况

　XX 井 17-1/2”井眼于 6 月 15 号完钻，完钻井深为 3189.68 米。6 月 16 号13-3/8”套管顺利下到位。6 月 16 号进行 13-3/8”套管固井作业。

　井眼数据：完钻井深为 3189.68 米，垂深 3102.69 米，最大井斜 35°，上层 20”套管管鞋深为 2321.36 米，13-3/8”套管下深为 3184.19 米，垂深3098.05```米。

　温度数据：泥线温度 3.22℃；17-1/2”裸眼完钻随钻电测温度 35.5℃。

　泥浆性能：1.30 g/cm³，粘度 74s。

　浆柱结构：13-3/8”套管固井采用水下释放双胶塞固井，单级首尾浆封固。首浆采用人造微珠水泥浆体系，密度 1.45s.g，设计封固至 2490m，设计裸眼附加 30%；尾浆采用聚合物防窜增强水泥浆体系，密度 1.90g/cm³，设计封固返高至 13.375”管鞋以上 400m，裸眼附加 30%。

　前置液体系：80bbls 隔离液 1.45g/cm³+100bbls 冲洗液 1.00g/cm³+10bbl混合水 1.00g/cm³； 水泥浆配方：

　首浆: JH"G"+71.65%F/W+1%PC-X62L+1%PC-F41L+4%PC-G86L+0.55%H21L+3%PC-B66S+2%PC-B10+25%PC-BT3+16%PC-P62，密度 1.45S.G.，P.T 5:03，T.T 5:40，失水量 36ml，自由液为零，24 小时抗压强度为：1130Psi@46℃。

　尾浆:

　JH"G"+40.48%F/W+0.5%PC-X62L+1%PC-F41L+3%PC-G86L+4%MircoBlock+0.35%PC-H21L+1.5%PC-B10 密度 1.90S.G., P.T 4:14，T.T 4:32，失水量 41ml, 自

　由液为零，24 小时抗压强度为：2300 Psi@46℃。

　现场配方复查: :

　水泥浆体系为 CoCEM 体系，在深水井从 2016 年底开始应用，应用效果良好；室内实验水泥浆性能良好，现场采取便携式稠化仪进行小样复查，时间相吻合。

　现场胶塞 、套管附件 检查：结合合格证，核对套管胶塞、钻杆胶塞的型号、产品号、颜色正常。检查套管胶塞平衡阀与胶塞本体之间连接可以旋转，正常。检查套管顶塞与套管底塞之间连接可以旋转，正常。立起套管胶塞，提拉平衡阀，感觉顶塞、底塞之间轻微间隙，正常。手电筒检查底塞内部有破裂盘。检查套管胶塞平衡阀母扣、密封圈、密封面，正常。

　套管胶塞型号：SRLB1314HP, P/N:264700, S/N:82600164，钻杆底塞型号：SDTM0505LB-HT, P/N:2512621,S/N:82600295, 钻杆顶塞型号：SDBM0505LB-HT, P/N:2522400, S/N:82600308, 生产日期：2017-05-19，有效期至：2021-05-19 浮箍、浮鞋单流阀正常，预接套管内无异物。

　现场胶塞安装：按照标准体系安装钻杆底顶塞、操作规范，监督组甲方代表监督整个钻杆胶塞及套管胶塞组安装过程。

　二、

　固井施工情况

　下 套 管 情况：

　：6月15号15点00分开始下套管，6月16号05点30分用5-7/8”钻杆送 13-3/8”套管顺利下到位。

　固井前循环：套管下到位后接水泥头及固井管线并小排量（20SPM）打通，逐渐增大排量至设计排量 120SPM（2700L/min），循环期间最大气测值 8%，整个循环时间为 3 小时, 气测值降至 0.98%，振动筛面干净，循环过程返出正常。

　固井 施工：

　：6 月 16 号，8 点 30 分循环结束，固井泵通水试压 3500psi/15min,按固井设计进行泵注作业，其详细固井施工过程如下：

　1) 8 点 35 分：泥浆泵泵送隔离液 80 桶，泵压返出正常； 2) 8 点 50 分：固井泵泵送冲洗液 100 桶，泵压返出正常； 3) 9 点 17 分：钻杆底塞，泵入 10bbls 首浆混合水压胶塞，水泥头指示销显示正常。； 4) 9 点 29 分：固井泵泵入首浆 179 桶，电子流量计计量 179 桶。其中泵入水泥浆 89 桶时剪切底套管胶塞，压力 1210psi。

　5) 10 点 00 分：泵入尾浆 224 桶，电子流量计计量 229 桶，首尾浆总量电子流量计总共 408 桶。

　6) 10 点 53 分：释放钻杆顶塞，泵入 10bbls 首浆混合水压胶塞，水泥头指示销显示正常。

　7) 11 点：泥浆泵以 120spm（2700L/min）排量开始顶替，顶替至 450 冲时降排量至 40spm 等待剪切顶套管胶塞，顶替至 596 冲时剪切顶套管胶塞，剪切压力 1221psi。

　8) 11 点 10 分：剪切套管胶塞后，提泵速至 120spm 顶替，顶替至 4200 冲时，降排量至 100spm 等待胶塞落底失返，4450 冲时未见返出，再慢慢将排量至 40spm 等待击穿，泵压涨至 3518psi 未能击穿。未能正常击穿套管底塞。立即向陆地汇报，转入应急处理。

　9) 11 点 46 分：现场立即将固井情况向基地进行了汇报，期间停泵倒阀门至固井泵在泵压 1000psi～5000psi 之间多次快速泄压、打压，尝试击穿套管底塞，未能成功。

　10) 14 点：反复尝试至水泥浆稠化初凝，仍处理未果，作业者决定坐封密封总成，脱手套管挂送入工具起钻，转入后续补救作业。

　三、

　处理 补救 过程

　1) 6 月 17 日凌晨 01 点开始组合钻水泥塞钻具下钻； 2) 6 月 17 日 12 点 30 分，探塞面 2366 米，反算管内首尾浆量基本符合，水泥浆未出套管鞋。返出见黄色钻杆顶塞及套管顶塞。

　3) 6 月 19 日 11 点 00 分，钻水泥塞至 3100 米，套管试压 2000psi，稳压正常，验证套管完整性无问题。

　4) 挤水泥作业：采用聚合物增强体系，密度 1.90g/cm³，设计水泥塞长度250 米；前置液体系：

　70bbls 隔离液 1.40g/cm³+20bbl 混合水 1.00g/cm³；第一次快速挤入 70bbls，排量 5bbls/min，最高挤注压力 900psi，停泵，压力降低为 590psi 稳定，停注 10min;继续开泵，排量0.5bbls/min，压力逐步上涨，最终压力稳定在1720psi,累计挤入74bbls水泥浆。

　5) 地漏实验：钻开新地层 3m，采用泥浆比重 1.30S.G 进行地漏实验，地面

　最高表压 1320psi 达到设计要求；折算井底当量 1.60S.G，未漏，挤水泥作业满足下开作业要求。

　四、

　原因分析

　1) 套管底塞、顶塞释放剪切压力明显，实际钻除顶、底塞胶皮碎片井口返出正常，可以排除钻杆大、小胶塞装反，操作失误可能原因。

　2) 该首、尾水泥浆体系性能稳定、温度敏感性良好，现场复查大样混合水稠化时间正常；套管底塞到达浮箍位置前，顶替排量、泵压无异常；基本排除水泥浆闪凝可能原因。

　3) 异物堵塞浮箍单流阀通道可能性较小，但不排除其他原因造成浮箍堵塞。

　4) 存在破裂盘由于质量问题导致无法击破造成憋堵的可能性。2017 年采办了 6 套威德福进口深水 13-3/8“水下释放胶塞组，生产日期 2017-5-19，有效期至 2021-5-19，首次使用于 XX 井固井作业；2018 年 6 月 21 日，对该同批次 13-3/8“水下释放胶塞组在车间进行击穿试验，击穿压力正常，但同批次产品存在个别质量差异的可能性。

　综上所述，结合现场固井施工过程和钻除水泥浆及套管附件结果分析，基本上排除了现场操作失误和水泥浆体系闪凝的可能原因；套管底塞未能正常击穿导致此次固井质量事件可能性最大，但不排除有异物或其他原因造成浮箍单流阀通道堵塞，需进一步调查研究。

　威德福进口水下释放胶塞为一次性消耗产品，在中国南海成功应用超过 20年的历史，质量稳定，从未出现过类似的案例。本次出问题胶塞为该批次产品首口井应用，同批次胶塞在陆地车间做底塞击穿试验，未见异常，但不能排除这批胶塞组存在个别质量问题的可能性。

　五、

　改进措施

　库存剩余该批次 13-3/8“水下释放胶塞组全部退回威德福厂家，要求威德福反馈质量分析报告并承担所涉及费用； 后续采办威德福进口套管胶塞类型产品，到货后作业公司抽样在陆地车间进行底塞击穿性试验，试验合格后再应用于现场，胶塞测试相关费用由威德福承担。