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钻井工程安全补充措施

2019-08-27 19:05栏目:五金工具
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第一章 概况        第一节  概述        下石节煤矿XK2301生产井,是陕西省煤层气开发利用公司铜川矿区煤矿瓦资方为西安摩科实业有限公司,管理方为煤层气联合管理委员会,总承包方为陕西铜川天翼地质勘测公司。        该井位于铜川矿业公司下石节井田,设计井深456.0m。        第二节 编制主要依据        1、《煤层气地面开采安全规程》;        2、《煤层气地面开采防火防爆安全规程》(AQ1081-2010);        3、《煤层气钻井作业规范》(DZ/T 0250-2010);        4、《煤层气钻井工程安全技术规范》(SY6818-2011);        5、《钻井井控技术规程》(SY/T6426-2005);        6、《钻井井场、设备、作业安全技术规程》(SY5974-2014)        7、《石油天然气工业健康、安全与环境管理体系》(SY/T6276-2010)        第二章 编制目的及内容        第一节编制目的        为了贯彻落实“安全第一,预防为主,综合治理”的安全生产方针及符合HSE管理体系要求,科学有效地开发和利用煤层气,减少钻探过程中各种复杂情况及有效预防井喷事故的发生,保证人民生命和财产的安全,特编制此措施。        第二节编制内容        1、井控安全要求        一般要求        ①、为保证煤层气井的安全钻进,防止煤储层和煤系地层中的游离气聚集造成液柱压力失去平衡而造成井涌、井喷。参照SY/T 6426-2005钻井井控技术规程执行。        ②、进入采空区裂隙带钻进前,要求所有上岗人员熟悉井控防喷防火制度,并组织防喷防火演习。        ③、进入采空区裂隙带钻进时,要严格执行坐岗观察制度,以及时发现溢流现象和井涌,并立即采取措施控制井喷。        ④、井控操作人员必须持有HSE证书。队长、技术员、司钻、井架工、泥浆工应持有井控操作证,防硫化氢培训合格证,其他从业人员应按国家规定持有相应的操作证。        井控设计要求        ①、井控设计是钻井工程设计的重要组成部分。坚持平衡钻井,同时应严格按照“一级井控区”的井控设计相关要求进行设计,并有主管负责人审核审批。        ②、钻井工程设计应根据地质设计提供的资料进行钻井液设计。钻井液密度以各裸眼井段中的最高地层孔隙压力当量钻井液密度值为基准,另加一个安全附加值0.02g/cm3-0.15g/cm3,具体选择钻井液密度安全附加值时,应考虑地层孔隙压力预测精度、硫化氢含量、地应力和地层破裂压力等因素。        钻前施工要求        ①、开钻前,由建设方、施工方一起检查所有钻井设备、仪器仪表、井控装置、防护设备及专用工具、消防器材等是否符合规定,运转是否正常,发现问题及时整改。        ②、钻井队要对防喷器的法兰紧固连接,闸门的开关活动情况,控制装置的连接及控制压力情况进行检查验收。        ③、钻井队负责组织全队职工进行不同工况下的防喷、防火演习,落实钻井队各岗位工种的井控职责,对整套井控装置按设计要求进行试压。        ④、钻井队应做好井控应急方案和应急工具。        起下钻过程中防止溢流、井喷的技术措施        ①、起钻前充分循环井内钻井液,起钻过程要及时灌满钻井液。        ②、起钻过程中,因设备故障停止作业时,要加密观察井口液面变化,待修好设备后再下钻到井底循环正常后重新起钻;发生抽吸现象时,要停止起钻作业,开泵循环正常后,下钻到井底循环,正常后再重新起钻。        ③、起钻完要及时下钻,严禁在空井情况下进行设备检修。检修设备时必须保持井内有一定数量的钻具,并观察出口管钻井液返出情况,防喷器闸板尺寸要保持与钻具尺寸相匹配,确保随时关井。        ④、钻入采空区裂隙带后,起下钻间隔时间要短,防喷井口闸门要打开,闸门开关灵活,螺丝、变扣、提升短节、井口扳手等工具齐全。

**钻头**图片 1

钻井安全管理永远是钻井生产中的主题,为了加强钻井技术管理,提高事故防范能力,确保钻井生产正常运行的目的。钻井队一但发生事故后应在最短的时间向项目部和技术公司汇报,主要汇报内容为发生时间及经过,井深、钻具结构、钻井液性能、井队工具材料储备等。在事故处理过程中,井队技术员必须详细记录处理方案并及时向技术公司和上级部门汇报。安全员对事故处理制定风险识别和安全施工措施。一、井下事故一般预防措施1.钻井液维护处理要严格按设计要求加足处理剂,以保证井眼畅通,井壁建筑结构稳定和井下安全。2.快速钻进时要开大排量,测斜和接单根前要循环,速度要快,并做到早开泵,晚停泵。3.深井段起钻前一定要维护处理好钻井液性能,并充分循环干净后再起钻。起钻时必须及时灌满钻井液。4.起钻遇阻时,应立即接方钻杆循环、活动、倒划眼。必要时可配一定量高粘切的稠浆打入井内携砂洗井,不得大吨位强提硬拔,违章蛮干。5.下钻距井底前3-5个单根,必须接方钻杆循环划眼到底,不得强行将钻具硬下入沉砂、水泥混浆或小井眼中。6.因生产水供不上导致泥浆量不足时,不得存在侥幸心理,凑合维持钻进,应立即果断起钻。7.因某种原因需暂时停钻,要开泵循环,勤活动钻具,静止时间不得超过3分钟。活动钻具时幅度要大,方法要得当,并不能在一个位置长时间循环钻井液。若井下不正常,应果断起钻。8.因设备突发性故障需停钻修理,应根据实际情况,将钻具起至安全井段或全部起出。若无法起钻,应尽量设法活动钻具或开泵循环;实在无法循环活动时,应将钻具悬重压在井底。9.入井钻具必须要认真检查丈量,杜绝坏钻具入井。内外径及长度要记录准确,特殊工具入井前必须画有草图。10.钻具入井时,必须刷净丝扣,涂好丝扣油,并按规定扭矩紧扣。钻铤上卸扣时必须使用链钳。11.每次起钻时,都应对钻具进行倒换、错扣,并做好记录。12.每口井对钻具、配合接头应进行一次探伤检查,发现问题及时更换。13.钻进时要坚持泵房坐岗制度,随时注意泵压变化。若发现泵压下降,要立即停泵检查。如不是地面原因,应果断起钻检查钻具。起钻时必须使用液压大钳或采用旋绳卸扣。14.若发生断钻具事故,切忌立即起钻。应对上鱼头,压住循环,并对钻井液性能进行适当调整,提高粘、切和润滑性,待井底砂子循环干净后再起钻打捞。15.钻头入井前要认真检查各部位是否完好,新钻头下至井底要轻压(5KN)慢转磨合30分钟后,方可逐步加压钻进。16.钻进时操作要平稳,送钻要均匀,严禁溜钻和顿钻。17.钻头使用中若发现蹩跳现象,要根据地层、进尺、使用时间(纯钻 划眼)等因素综合分析判断。若不是地层因素,且曾发生过溜顿钻现象或井下有落物,就应立即果断起钻,不得长时间多次反复试钻头。18.在钻进或起钻作业时,若突然遇井下复杂或由于操作失误造成严重倒车现象时,切忌立即上提,应根据泵压、悬重变化认真分析判断,并立即轻压慢转多次紧扣,以防将钻头或钻具倒掉。19.起下钻时要拿好手工具,用完后要放在安全的位置,起完钻后要立即盖好井口。20.认真落实岗位责任制和交接班制度,加强井口工具检查,严防井下落物。21.在有异常高压油气层的深井段处理事故时,必须要认真做好井控座岗,一旦发现溢流或井涌,要严格按照井控操作程序立即组织循环压井,以防井喷事故的发生。二、卡钻事故发生卡钻后,首先应分析清楚是什么类型的卡钻,然后再决定处理方法、首先应采取循环。大幅度活动钻具,接震击器震击。或在上、下击的同时注解卡液浸泡。若仍不能解卡,一般采取倒扣套铣。1.上提卡钻事故。在起钻或接单根上提过程中发生卡钻。1.1事故原因:1.1.1缺水、井漏、泥浆量少、泥浆中含砂量过高,形成粗厚泥饼。1.1.2地层的吸水膨胀作用,造成缩径现象。1.2主要预防措施:1.2.1严格执行不同岗位上提操作权限要求;岗位直井的上提权限斜井的上提权限司钻不超过原悬重的30%不超过原悬重的40%大班不超过原悬重的50%不超过原悬重的60%队长、技术员不超过原悬重的70%不超过原悬重的80%钻井技术公司不超过原悬重的100%不超过原悬重的100%备注:在井架钻具允许负荷情况下实施1.2.2上提操作平稳,控制上提速度,特别是新井眼和复杂井段,注意力集中,观察好指重表。1.2.3有遇卡显示及时接方钻杆循环活动或倒划眼解除,避免超权限操作而卡钻。2.小井眼卡钻(下钻时钻头或稳定器进入小井眼)2.1事故原因:2.1.1多数发生在定向或扭方位井段,由于方入计算错误下钻进入小井眼。2.1.2起出钻头未加分析,钻头直径过度磨损,使用旧钻头后井眼较小,换用新钻头后塞入小井眼而卡钻。2.1.3先期使用较小尺寸的刚性稳定器或变径稳定器,换钻具时用新度较好的稳定器,下钻进入小井眼。2.2事故的预防措施:2.2.1技术员要加强岗位责任心:认真计算方入,及时分析起出钻头和稳定器的磨损,对小班及时作出划眼井段提示。2.2.2操作者要依据技术员提示的方入认真操作,下钻要控制速度平稳操作,遇阻及时接方钻杆划眼。2.2.3井队要养成起下钻钻具编号的良好习惯,避免因钻具数量错误而造成事故。3.粘吸卡钻3.1粘吸卡钻的原因3.1.1钻井液性能不好,失水大、含砂量高、泥饼厚且疏松、磨阻大。钻井过程中,钻井液受石膏、粘土、盐岩等污染,造成钻井液性能变坏,易发生粘吸卡钻。3.1.2循环排量小,井底冲洗不干净,钻井液净化不好,钻屑粘在井壁上,以及加重、堵漏材料等固相物质造成井壁泥饼厚且不光滑,泥饼粘滞系数高,也易造成卡钻。3.1.3井身质量不好,井眼曲率大,钻具贴在井壁上,钻井液柱侧压力将钻具挤压在井壁泥饼上,因此,压差卡钻与粘吸卡钻同时发生。3.1.4.钻具活动不及时,活动范围小,钻具断落及因机械故障无法活动钻具,钻具长时间停留在井内,易造成粘吸卡钻。3.2粘吸卡钻的预兆和判断3.2.1.预兆:钻井液性能不好,钻井液密度过高,上提下放钻具时指重表有阻卡显示,转动时转盘负荷大,有倒车现象。3.2.2.卡钻后的特征:卡钻后仍可循环钻井液,泵压正常;循环时带出钻屑少,无井塌及岩屑沉淀现象;卡钻后,措施不当钻具活动范围逐渐减小,卡点上移。3.3粘吸卡钻的预防3.3.1钻井液性能保持良好,坚持使用震动筛、除砂器,加强清砂。坚持勤观察、勤测量、勤分析、勤处理”,根据性能的变化和不同地层对钻井液性能的特殊要求,进行“少吃多餐、细水长流”式维护处理,以保持性能的相对稳定。3.3.2钻具在井内时,必须保持大排量循环,勤活动钻具,每2~3分钟上提下放活动1米以上,下放要猛,起钻前充分循环不少于1周。3.3.3尽量缩短接单根时间,时间超过3分钟,应转动转盘活动钻具。3.3.4井身结构要合理,井眼曲率小。3.3.5地面设备运转良好,严格执行安装标准。3.3.6若无法活动钻具,如钻头在井底,依据井下情况可将部分或全部钻具悬重压在井底(不超过钻头承压能力)使钻具弯曲与井壁形成点接触。如钻具不在井底,除大排量循环外,应设法使用人力或液气大钳转动钻具。3.4粘吸卡钻的初步处理3.4.1发生粘吸卡钻,在接震击工具的同时,及时用清水大排量循环,清水循环时要彻底。清水循环时间一般为4-12小时。在一定吨位活动震击。3.4.2泡油:环空加重钻杆以上100米计算泡油量。打完油后一般静止2-4小时后间歇活动钻具;泡油期间刹把不得离人。3.4.3倒扣套铣。4.钻头泥包卡钻4.1钻头泥包卡钻的原因4.1.1钻进时,钻井液性能不好,钻头水功率不足,钻入泥、页岩地层不能及时清除井底岩屑。继续钻进造成岩屑紧紧包住钻头,起钻拔活塞,上提到缩径段则卡死,严重者甚至正钻进中,钻头在井底卡死。4.1.2钻进时钻井液循环短路或干钻。泵上水不好,甚至不上水。钻进时,由于某种原因停泵未与司钻联系,继续钻进造成;地面闸门开关不对,或刺坏造成部分钻井液循环短路;井下钻具刺坏,造成钻井液循环短路。4.2泥包现象4.2.1钻头在井底转动不灵活,转盘负荷增加,有蹩跳现象,钻速降低,上提钻具遇卡,泵压增高,岩屑返出较少。4.2.2钻井液循环发生短路时,泵压降低或无泵压,钻井液不返或返出量减少,钻屑少或根本无钻屑,水龙带摆动减轻或不摆动。

  钻头主要分为:刮刀钻头;牙轮钻头;金刚石钻头;硬质合金钻头;特种钻头等。衡量钻头的主要指标是:钻头进尺和机械钻速。

**钻机八大件**图片 2

  钻机八大件是指:井架、天车、游动滑车、大钩、水龙头、绞车、转盘、泥浆泵。

**钻柱组成及其作用**图片 3

  钻柱通常的组成部分有:钻头、钻铤、钻杆、稳定器、专用接头及方钻杆。钻柱的基本作用是:(1)起下钻头;(2)施加钻压;(3)传递动力;(4)输送钻井液;(5)进行特殊作业:挤水泥、处理井下事故等。

**钻井液的性能及作用** 图片 4

  钻井液的性能主要有:(1)密度;(2)粘度;(3)屈服值;(4)静切力;(5)失水量;(6)泥饼厚度;(7)含砂量;(8)酸碱度;(9)固相、油水含量。钻井液是钻井的血液,其主作用是:1)携带、悬浮岩屑;2)冷却、润滑钻头和钻具;3)清洗、冲刷井底,利于钻井;4)利用钻井液液柱压力,防止井喷;5)保护井壁,防止井壁垮塌;6)为井下动力钻具传递动力。

**常用的钻井液净化设备** 图片 5

  常用的钻井液净化设备:(1)振动筛,作用是清除大于筛孔尺寸的砂粒;(2)旋流分离器,作用是清除小于振动筛筛孔尺寸的颗粒;(3)螺杆式离心分离机,作用是回收重晶石,分离粘土颗粒;(4)筛筒式离心分离机,作用是回收重晶石。

**钻井中钻井液的循环程序** 图片 6

  钻井 液罐 经泵→地面 管汇→立管→水龙带、水龙头→钻柱内→钻头→钻柱外环形空间→井口、泥浆(钻井液)槽→钻井液净化设备→钻井液罐。

**钻开油气层过程中,钻井液对油气层的损害** 图片 7

  主要有以下几种损害:(1)固相颗粒及泥饼堵塞油气通道;(2)滤失液使地层中粘土膨胀而堵塞地层孔隙;(3)钻井液滤液中离子与地层离子作用产生沉淀堵塞通道;(4)产生水锁效应,增加油气流动阻力。

**预测和监测地层压力的方法** 图片 8

  (1)钻井前,采用地震法;(2)钻井中,采用机械钻速法,d、dc指数法,页岩密度法;(3)完井后,采用密度测井,声波时差测井,试油测试等方法。

**钻井液静液压力和钻井中变化** 图片 9

  静液压力,是由钻井液本身重量引起的压力。钻井中变化,岩屑的进入会增加液柱压力,油、气水侵会降低静液压力,井内钻井液液面下降会降低静液压力。防止钻井液静液压力变化的方法有:有效地净化钻井液;起钻及时灌满钻井液。

**喷射钻井** 图片 10

  喷射钻井是利用钻井液通过喷射式钻头喷嘴时,所产生的高速射流的水力作用,提高机械钻速的一种钻井方法。

**影响机械钻速的因素** 图片 11

  (1)钻压、转速和钻井液排量;(2)钻井液性质;(3)钻头水力功率的大小;(4)岩石可钻性与钻头类型。

钻井取心工具组成 图片 12

  (1)取心钻头:用于钻取岩心;(2)外岩心筒:承受钻压、传递扭矩;(3)内岩心筒:储存、保护岩心;(4)岩心爪:割断、承托、取出岩心;(5)还有悬挂轴承、分水流头、回压凡尔、扶正器等。

**取岩心** 图片 13

  取岩心是在钻井过程中使用特殊的取心工具把地下岩石成块地取到地面上来,这种成块的岩石叫做岩心,通过它可以测定岩石的各种性质,直观地研究地下构造和岩石沉积环境,了解其中的流体性质等。

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