macondo事 件后美国固井新方向及启示.ppt

Macondo事件后 美国固井发展方向及启示,固井原因分析,主要内容,一、前 言,1、Macondo油井事件 2010.4.20 22:00左右，BP公司墨西哥湾Deepwater Horizon钻井平台Missssippi Canyon 252#-01井井喷爆炸着火，11人死亡，17人受伤 历时5个月封堵湾漏油工程 ，又进行4个月事故调查至2011年4月，BP公司支付赔偿和罚款410亿美元,美国历史上最严重的漏油事故， 被称为“国家生态灾难”,一、前 言,2、作业者/承包商 区块：mississippi canyon block 252（路易斯安那州海洋Maconda探区） 油公司：BP公司 钻井承包商：越洋钻探公司 固井服务商：哈里伯顿公司 防喷器供应商：喀麦隆公司 水深1524m，离岸77km,强强联手：世界大型油公司、全球知名服务公司和技术领先的专业公司,,一、前 言,3、意义Macondo油井事件损失重大Macondo油井事件由固井引发对石油行业产生深远影响，促使一系列新规定,,固井原因分析,主要内容,基本数据井别：探井 井型：直井 地层压力：1.49 -1.54 破裂压力：1.72 -1.78 完井钻井液密度：1.68 设计水泥浆密度：1.98,二、固井原因分析,1、固井设计方案—节约成本 4月9日，因井漏在5596.13m完钻后，就“先下入7″尾管再回接到海床”还是“直接下套管”，经过反复讨论 4月15日，BP公司认为直接下入套管完井最经济单纯为了节约成本，而忽视安全,二、固井原因分析,2、水泥浆—充氮泡沫水泥浆体系 低地温梯度条件（1.8℃/100m）易产生超缓凝现象 设计加入稳定剂0% ，抗压强度 0 /24h、11MPa/48h。

加入消泡剂，不利于泡沫稳定 泡沫水泥浆不稳定，氮气溢出,,二、固井原因分析,2、水泥浆—量少 实际注入量仅51bbl(8.20m3) ，而下部裸眼段环空容积达9.36m3 水泥未返至达上层技术套管内，为油气上窜提供了通道 7″＋9 7/8″+6 5/8 ″复合作业管柱，未使用底塞，量少更易水泥浆污染,,水泥浆污染未凝固，未能封隔油气层,二、固井原因分析,3、居中度—差，潜在气窜系数增加 4月15日，哈里伯顿固井工程师按照API RP65规范，并通过计算机模拟，设计使用21个套管扶正器，才能达到微量防止天然气串流 4月17日，BP经过多次讨论后决定只使用6个套管扶正器,二、固井原因分析,,潜在气窜系数超过10，加大了气窜的风险,4、固井工具—单流阀失效下塞水泥浆受污染，未凝固浮箍双止回阀，不密封从环空倒流入套管内,二、固井原因分析,5、固井准备—不足 API规范规定，下完套管后，应充分循环，至少将井底受污染的钻井液循环出井口（1.5倍环空容积或套管加钻具内容积）BP要求只循环261bbl（41.5m3）污染泥浆仍留在井筒内，降低了井筒液柱压力，增加了溢流井喷风险－不执行规定,二、固井原因分析,注水泥结束,固井前循环41.5m3,1313m,4347m,井底钻井液顶替高度,6、固井施工—固井候凝时间不够，压力异常未重视,二、固井原因分析,计划在井深2454m处注水泥塞，然后暂时弃井 BP公司决定采用“先用海水替完井液，再打水泥塞临时弃井”的方案 固井候凝仅16.5小时后，用海水（1.03g/cm3）替钻井液（1.68g/cm3）海水深2454m，液柱压力降低16MPa,7、固井质量评价—未正确评价 4.20 7:00 BP通知斯伦贝谢不测固井质量，斯伦贝谢人员11:15离开平台，固井胶结质量测井临时被取消 负压测试数据异常情况下，现场负责人草率做出合格的结论,二、固井原因分析,二、固井原因分析,为了节约费用， 多个生产环节采用了多项省钱、省时、赶工期的不科学方案,固井原因分析,主要内容,1、“新”要求—表层固井封固要求,三、美国固井的新方向,美国联邦政府、各州环保及海洋保护等部门均有量化要求 德克萨斯州铁路委员会要求封固段达到300ft或尾浆封固段占全井段的20%二者最大值,开始严格执行相关标准，防止污染淡水层，确保不发生环境污染事件,2、新要求—水泥试验政府备案,三、美国固井的新方向,美国对水泥试验进行备案 油井水泥 外加剂名称及加量 水泥浆体系及性能,开始真正严格执行法规、标准，确保不发生类似环境污染事件,BP公司和哈利伯顿早在3月8日都已经意识到泡沫水泥的缺陷问题，“但两家公司都没有对这一数据采取行动”——Fred Bartlit美国石油泄漏委员会首席法律顾问,3、新型水泥试验设备—防气窜,三、美国固井的新方向,超声波强度分析仪 可连续读出抗压强度，可得知任意时间的抗压强度值 以确定正确的候凝措施（重点是足够的候凝时间）,美国在气层固井普遍采用超声波强度分析仪和静胶凝强度分析仪,3、新型水泥试验设备—防气窜,三、美国固井的新方向,静胶凝强度分析仪 采用最无损检测技术，可测量特定时间水泥的静胶凝强度 直接测量防气窜的指标 静胶凝强度是评价水泥浆潜窜流的关键测量参数,Macondo事件后，油公司、各服务公司都主动接受强度分析仪,4、新趋势—更加关注抗拉强度,三、美国固井的新方向,北美页岩气开发等大型压裂要求水泥石具有良好韧性和弹性从钻井设计源头考虑压裂等作业条件，防止水泥环失效，以确保油井寿命,全球仅BJ公司有一台高温高压抗拉强度测试仪（15000psi、400℃）,5、泡沫水泥的再认识,三、美国固井的新方向,特点：密度低、渗透率低、失水小、抗拉强度高等 优点：抵制高的压裂压力，膨胀填充上部井筒，延展性弥补了其低的抗压强度 北美页岩气：广泛应用泡沫水泥常规油气：使用应慎重,泡沫水应考虑油藏特性，施工难度大,,,,,固井原因分析,主要内容,四、启示与认识,1、固井标准—每一条款得到落实 《SY/T 5347.1-2006 固井作业规程 第2部分：常规固井》 《SY/T 5347.2-2006 固井作业规程 第2部分：特殊固井》 《Q/SY TZ 0139-2005 尾管固井作业规程》 《Q/SY TZ 0140-2005 注水泥塞作业规程》 《Q/SY TZ 0141-2005 挤水泥作业规程》 《Q/SY TZ 0142-2005 双级注水泥作业规程》 《Q/SY TZ 0174-2007 气井固井技术规范 》,四、启示与认识,2、固井设计、监测、评价—每一数据应有科学依据国际上石油行业都充分依据先进软件，进行固井优化设计和实时监测,四、启示与认识,全过程压力平衡固井、高效顶替、减少产层污染,固井工程优化设计 固井施工模拟 固井施工实时监测 实时数据传输 固井工程数据库、知识库 固井施工后期分析,3、防气窜水泥试验设备和方法—每井次固井应确保安全,四、启示与认识,全过程压力平衡固井、高效顶替、减少产层污染,从油公司角度出发，做好高压气层固井水泥浆体系的评价和外加剂的检测工作，紧密结合油田勘探开发进度，储备高压气井水泥浆技术，筛选防气窜水泥浆体系，并配合承包商固井服务公司做好固井设计 用静胶凝强度量化数据科学指导固井施工，并采用配套技术，实现高压气井固井安全，并提高固井质量,4、每一经验应得以传承学习国外公司的先进技术，与BJ等公司固井技术交流，同时也应客观认识塔里木油田的勘探开发固井技术的集成,四、启示与认识,勘探开发20多年摸索出的可行做法，许多宝贵经验值得继续继承和发扬,井温预测研究 循环实测全井温度 密度高低点试验 温度高低点试验 停机试验……,四、启示与认识,执行行业标准、企业标准,不逾越程序,科学设计、科学作业,。