芻議石油鉆井工程項目風險識別及應對措施

摘 要:在石油天然氣工業勘探開發過程中，從油氣的勘探到開采，每個環節都離不開鉆井作業，鉆井作業因為其高風險高投入越來越受到鉆井工作者的重視。筆者從鉆井的工程的各個環節入手，分析了鉆井事故產生的原因以便于對風險進行識別，然后分別從技術層面和管理層面提出了相應的應對措施！

關鍵詞:鉆井工程 事故識別 應對措施

中圖分類號:TE9文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2012)01(a)-0112-01

1 鉆井事故識別

1.1 井噴

產生井噴的原因有很多，一般而且最容易引起井噴的原因是井內鉆井液液柱壓力低于地層孔隙壓力，比如在鉆進過程中遇到高壓地層時，地層中的流體侵入井筒而又沒有及時地排除導致鉆井液密度下降，液柱壓力下降，使地層液體侵入井內與鉆井液混合后使密度進一步降低，最后導致井噴。此外，起鉆時的抽汲作用，鉆至孔隙性碳酸鹽巖油氣藏和井身結構設計不合理，發現溢流后處理措施不當，有關崗位人員井控素質差，違章操作等都是導致井噴發生的直接或間接原因。井噴的危害重大。井噴失控后，極易失火，燒毀鉆機，報廢油氣井并危及工作人員的人身安全，極易造成人員傷亡，其次井噴會使油氣資源將受到嚴重損失和破壞，井噴噴出的油氣及其中的有害物質會嚴重污染環境。

1.2 溢流

造成溢流的原因主要是井筒內的液柱壓力小于地層孔隙壓力，地層流體流入井內造成溢流。主要表現在起鉆未灌或未灌夠鉆井液，井漏，氣侵嚴重，排氣不力等使鉆井液密度下降，起鉆速度過快，外頭混包，鉆井液性能不好等原因，產生過大抽汲壓力。

1.3 井漏

井漏是在鉆井過程中，井筒內鉆井液或其他介質(固井水泥漿等)漏入地層孔隙、裂縫等空間的現象。井漏的產生的自然原因有地層中的粗顆粒未膠結或者膠結很差而參透率很大以及某些巖石中有大量的空隙和裂縫，當鉆井液壓力大于地層壓力時便會導致井漏。造成井漏的人為因素主要是油田開發注水后地層空隙的壓力分布跟注水前不同，相鄰地層之間縱向壓力分布差距很大，在沒有合理注入鉆井液量時，極易引發井漏和井噴。此外，在施工時措施不當使井底壓力與地層壓力的差值超過地層的抗張程度和井筒周圍的擠壓應力時造成漏失。

1.4 井塌

井塌的人為因素主要有:施工時鉆井液過多導致鉆井濾液的大量侵入，侵入液抑制頁巖的水化性能;鉆井過程中，鉆井液注入不及時導致鉆井液液柱壓力大幅度下降，在地層側壓力的作用下，松散的巖層向井筒中下方向發生運移而發生井塌。井塌的自然原因有泥頁巖所含粘土礦物多;鉆具施工精度把握不準確，碰擊井壁，鉆具刺穿等也引起井塌;鉆具組合不合理，鉆鋌直徑太大，螺旋扶正器過多，鉆具與井壁的間隙太小，使得起下鉆時易產生激動壓力引起井塌;地層的構造形態不穩定;泥頁巖孔隙壓力異常。處理井塌事故需要提高鉆井液密度和切力等，這樣大大增加了處理劑費用，降低鉆井液效率，還會造成起鉆不暢通，摩阻增大，堵塞環空間隙，引發卡鉆。

1.5 卡鉆

造成卡鉆的原因有很多，由于泥漿性能較差或含砂量過大使井壁附上一層很厚的泥餅，使井徑變小，貼向一側井壁的鉆柱受到了很大的側向靜液壓力，使其緊貼泥餅，產生了巨大的摩擦力，導致卡鉆，這種稱作泥餅卡鉆。在井斜角及方位角變化大的井中，由于多次的鉆柱在“狗腿”處旋轉及起下鉆，在井壁上產生一條細槽，起鉆時，鉆頭恰落入槽內，即遇卡，這種叫做鍵槽卡鉆。鉆進時停止循環后，大量巖屑下沉堵塞環空，埋住鉆頭，鉆具不能活動，鉆井液也不能循環，這種是沉砂卡鉆。還有一種卡鉆是井塌卡鉆，是由于井壁坍塌，大量巖石下落，堵塞環空，埋住鉆具，鉆具既不能活動，鉆井液也不能循環所致。

1.6 井斜

造成井眼偏斜的自然原因是在地層傾角較大，此外，就是施工技術和工具缺陷，鉆井時下部鉆具組合和所施加的鉆井參數的誤差，下部鉆柱組合在一定的鉆壓下會發生彎曲變形，使鉆壓作用方向偏離了鉆頭處原井眼軸線。

2 應對措施

2.1 管理層面

(1)完善明晰風險評估與識別系統

風險識別和評價要從一開始就重視對作業過程的劃分，同時將過程劃分清楚避免過多的交叉、重復或風險遺漏、不到位等情況的發生。按作業流程將鉆井作業流水線分為數段、數十段作業子流程，以確保作業過程不遺漏、不重復。按作業區域劃分可將作業現場劃分為不同的區域，能夠保證作業過程查找的全面性。按工藝單元進行劃分，可以兼顧作業流程和作業區域劃分而又不會影響整體識別效果。按風險的大小，發生事故后果的嚴重度可將作業過程人為劃分開來，有利于對重點、要害部位和工藝的針對性識別和評價，主次分明。

(2)嚴格管理，細化責任

在管理中要明確責任和重點，明確執行范圍，監督落實情況等。對于不安全的作業及其由此引起的傷亡事故或職業病的責任，要從主管人員到各級負責人依依追究。全體職工都應該熟悉他們所產生的具體作用和所負的責任。針對每個事故，都應吸取教訓，并應讓全體職工知道。管理部門應對事故迅速報告、反饋和交流等作出行動。在調查事故、事件時從中吸取教訓，把重點放在查明基本原因，并廣為宣傳，讓每個人都知道這些事故或事件的教訓。調查時要求必須徹底和深入，以便找出更深一層的根據。用事故或三角圖形的方法是對事故進行深入分析的手段。

2.2 技術層面

1)溢流、井噴應對措施

應對溢流，要及時準確對地層壓力的進行檢測和預報，供給足夠得讓起鉆鉆井液。此外，還要嚴格控制起鉆速度避免作用在地層上的壓力降低。井噴應對措施要合理地依據地層孔隙壓力和破裂壓力曲線設計井身結構，及時準確進行地層壓力檢測和預告。合理準確地設計井控裝置，并配齊各種井控工具。選用液壓防噴器、節流、壓井管匯及控制系統時要根據最高地層壓力選擇。完善設備，并要定期進行設備的檢修與校正。采用合理適量的鉆井液，嚴格控制起下鉆速度。

2)井漏，井塌，卡鉆應對措施

口井設計、開鉆之前，把與井漏有關的資料搜集齊全，根據地層孔隙壓力梯度和破裂壓力梯度曲線，正確進行井身結構和套管程序設計。穿過高滲透地層時，應適當提高鉆井液的粘度和切力，降低濾失量，保持鉆井液良好的造壁性，降低鉆井液流動阻力，保證起下鉆的暢通。在設計和選用鉆井液密度時，應使鉆井液所產生的靜液柱壓力低于裸眼井段地層的最低破裂壓力或漏失壓力，同時高于地層的孔隙壓力，防止井噴與井漏的發生。預防卡鉆首先要采用合適的鉆井液類型和密度，保持泥漿性能良好，采用大泵量鉆進，掌握好鉆進參數，并采用扶正器等有效的防斜措施，保證孔軸線垂直。

3)井斜應對措施

應對井斜，通常采用剛性滿眼鉆具組合防斜技術，鐘擺力防斜、糾斜技術，離心力防斜、糾斜技術，還可利用鉆具彎曲進行防斜、糾斜。

3 結語

總之，石油鉆井工程存在諸多危險因素，在實際工藝過程中要嚴格按照標準和規范進行，認真總結經驗，安全生產，提高效率，為我國能源事業更好的服務。

參考文獻

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